Gérard ANTONINI

Cet article décrit les différents procédés et équipements utilisés dans les traitements thermochimiques et visant à l’élimination ou la valorisation de la matière ou de l’énergie des déchets. La mise œuvre de ces technologies de destruction thermique impose au préalable des opérations de préparation et de mise en forme des déchets. Les procédés et leurs installations sont ensuite détaillés, citons les procédés d’incinération (oxydation totale), de pyrolyse (décomposition), de gazéification (transformation thermochimique).

Parmi les nombreux procédés et technologies associées, la pyrolyse et la gazéification tiennent une grande place dans le traitement thermique des déchets. Cet article liste pour chacune des déclinaisons de ces procédés (pyrolyse lente, gazéification en lit fixe pressurisé à contre-courant,  pyro-gazéification en four tournant, en four à vis…), le nom usuel, les principes de fonctionnement, les spécificités, le type de déchets traités, ainsi que quelques exemples d’applications.

Le traitement thermique des déchets et des effluents industriels utilise différents processus de transformation thermochimique de la matière et de l’énergie. Un prétraitement peut préparer les déchets aux traitements. Puis les traitements en eux-mêmes reposent sur l'inflammation, l'oxydation, la pyrolyse, la solvolyse ou la gazéification. Ces traitements sont à l’origine de divers produits de transformation, à traiter avant rejet à l’atmosphère.

Les lits fluidisés présentent d’excellentes performances en tant que mélangeur gaz-solide et solide-solide, de l’isothermicité de la charge et de la capacité à réaliser des transferts de masse et de chaleur avec des coefficients de transfert élevés. Ainsi, cette technologie est utilisée dans de nombreux procédés industriels de traitement thermique ou de transformation thermochimique, mettant en œuvre des solides divisés, inertes ou réactifs, comme la production ou la récupération d’énergie. L’article débute par une présentation détaillée des principales caractéristiques des solides divisés, leur classification, et les différents régimes de fluidisation gaz-solide accessibles, afin de mieux aborder ensuite les notions d’hydrodynamique de la fluidisation.

Les lits fluidisés ont des performances de transfert élevées et sont d'excellents contacteurs gaz-solide. Ils permettent ainsi d'améliorer les échanges de masse et de chaleur entre une paroi et un gaz, par l'intermédiaire, notamment, des processus d’agitation et de convection particulaire. Cet article est consacré à la description de tous les processus de transferts thermiques de masse et de chaleur en lit fluidisé. Il donne l’accès à une estimation des coefficients de transfert gaz-particule, particule-lit et lit-paroi, et au calcul des transferts pour de nombreuses applications industrielles, comme le séchage de solides divisés ou la calcination de minerais, et plus récemment pour des procédés de gazéification de biomasse ou de déchets.