Soutenance de thèse "Traitement physique et catalytique des vapeurs de pyrolyse flash : vers une double valorisation matière-énergie" par Miguel Ruiz-Bailòn

Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre du projet ANR CATAPULT. Miguel a présenté l'état de l'art, sa méthodologie et une sélection des nombreux résultats qu'il a obtenus, puis a répondu aux questions du jury. A l'issue de la délibération du jury il a obtenu le grade de docteur de l'Université de Montpellier. L'ensemble de l'UR BioWooEB lui adresse ses chaleureuses félicitations !

Résumé

La Pyrolyse Flash (PF) en un procédé thermochimique qui permet de convertir la biomasse en bio-huiles. Ces dernières sont des vecteurs énergétiques-matériaux avec un haut potentiel pour la substitution du pétrole. Néanmoins, l’acidité et la forte teneur en particules de charbon et en oxygène des bio-huiles issues d’un procédé de PF conventionnel limitent leurs utilisations à l’échelle industrielle. L’objectif principal de ce travail était d’améliorer la qualité des bio-huiles par le biais d’une unité de post-traitement ex-situ des vapeurs de PF couplant un Filtre à particules à Haute Température (FHT) et un réacteur catalytique.
 
Dans un premier temps, une campagne d’essais dédiée à la FHT a permis de valider son efficacité et de mieux comprendre : (i) l’impact de la température de filtration, de l’épaisseur de la couche de charbon déposée et de la teneur en matières inorganiques de la biomasse, sur la nature et l’avancement des réactions secondaires et, (ii) ses limites opérationnelles vis-à-vis de cycles de régénération.

Dans un deuxième temps, différents matériaux catalytiques ont été testés sous forme d’extrudés. La zéolite microporeuse HMFI-90 s’illustre par une forte activité sur les molécules légères oxygénées, telles que : acides, aldéhydes, cétones. Une étude paramétrique a permis d’identifier un bon compromis entre gain de pouvoir calorifique et pertes de rendement, puis de tester sa stabilité. Finalement, nous avons expérimenté une nouvelle gamme de catalyseur par imprégnation de nanoparticules de fer sur un support d’alumine gamma de porosité bimodale. A titre exploratoire, ces deux catalyseurs ont été associés en cascade et ouvrent des perspectives prometteuses pour l’amélioration de la performance du traitement catalytique des vapeurs de PF.
 
Mots-clés : biomasse, biocarburants, pyrolyse flash, catalyse, filtration à haute température

Composition du jury

Rapporteurs

• Jesus ARAUZO, Professeur des Universités, Université de Saragosse
• Guillain MAUVIEL, Professeur des Universités, Université de Nancy-Lorraine

Examinateurs

• Yves SCHUURMAN, Directeur de Recherche CNRS, IRCELYON
• Claudia CAMMARANO, Maître de Conférences, Institut Charles Gerhardt, Montpellier

Directeur de thèse

• Laurent VAN DE STEENE, Chercheur, Cirad

Encadrant

• François BROUST, Chercheur, Cirad