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RÉSUMÉ
La valorisation de la biomasse est au cœur des interrogations sur les ressources énergétiques au cours du xxie siècle. Pour les biomasses humides, un procédé intéressant de valorisation est la gazéification en eau supercritique, qui permet la production d'un gaz énergétique très intéressant de par son origine non fossile. La gazéification en eau supercritique s'adresse plus particulièrement à des biomasses très humides. L'influence des conditions opératoires principales sur la nature et les rendements de conversion de ce procédé sont détaillés et les pilotes de laboratoire les plus importants sont présentés.
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Olivier BOUTIN : Ingénieur École nationale supérieure des industries chimiques, docteur en génie des procédés - Professeur, Aix Marseille Université, France
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Jean-Christophe RUIZ : Ingénieur-chercheur au Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA Marcoule) - Responsable du projet eau supercritique au sein du laboratoire des Procédés supercritiques et de Décontamination, Bagnols-sur-Cèze, France
INTRODUCTION
La valorisation de la biomasse est au cœur des interrogations sur les ressources énergétiques du XXIe siècle. Elle en est un des enjeux majeurs. Le terme « biomasse » regroupe des significations très diverses, depuis une biomasse noble destinée à l’alimentation, comme les céréales, jusqu’à des biomasses assimilables à des déchets, comme les vinasses issues de betterave ou les boues biologiques de station d’épuration. Principalement dans le cas des biomasses humides, un procédé de valorisation d’intérêt est la gazéification en eau supercritique. Ce procédé permet d’éviter une étape de séchage et, moyennant des conditions de pression et de température adéquates, la production d’un gaz énergétique dit « bas carbone » pouvant contenir de l’hydrogène, du méthane, du monoxyde de carbone et/ou des hydrocarbures légers. L’intérêt suscité par ce procédé est donc à situer dans la problématique globale de l’accès à une énergie d’origine non fossile ainsi que dans la problématique des gaz à effet de serre, l’utilisation de biomasse s’insérant dans un cycle court du carbone, générant ainsi une approche circulaire vertueuse. La gazéification en eau supercritique s’adresse plus particulièrement à des biomasses très humides (plus de 70 % d’humidité) qu’il n’est donc pas nécessaire de sécher au préalable. Les températures de réaction sont relativement basses (maximum de 700 °C), comparées aux procédés de gazéification en voie classique ou sèche (typiquement 900 °C). Cela limite la production de gaz polluants, du type dioxines ou NOx. De même, le milieu aqueux de solvatation permet de limiter la formation de solides et de goudrons. Les gaz visés sont l’hydrogène principalement, mais également un mélange hydrogène et monoxyde de carbone (mélange pour la synthèse Fischer-Tropsch), ou la production de méthane. L’influence des conditions opératoires principales sur la nature et les rendements de conversion sera détaillée dans cet article (pression, température, concentration initiale de la biomasse, présence ou non de catalyseurs). Les pilotes de laboratoire les plus importants (jusqu’à 100 kg.h−1) seront présentés, ainsi que les premiers développements industriels commençant à fonctionner en 2025.
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- Version archivée 1 de mai 2013 par Olivier BOUTIN, Jean-Christophe RUIZ
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5. Conclusion
La gazéification en eau supercritique permet d’obtenir un gaz valorisable à partir de biomasses humides. Schématiquement, elle se fait en deux étapes : rupture des chaînes carbonées conduisant à la formation de gaz, suivie par des réactions entre ces gaz dont la composition finale à l’équilibre thermodynamique est gérée par trois réactions principales. Le fait d’être dans les conditions supercritiques permet de travailler avec des biomasses humides (la pression évitant la vaporisation de l’eau), sans étape de séchage préalable de la biomasse, et dans un milieu homogène fluide-solide. Les gaz formés sont aisément séparés par détente du mélange en fin de procédé.
Il est possible d’orienter la réaction vers la production de
(et autres hydrocarbures légers). Dans ce cas, de faibles températures doivent être envisagées (aux environs de 450 °C) et les rendements de conversion sont en général assez faibles. Les débouchés peuvent être aussi la formation d’un mélange
, précurseur du procédé Fischer-Tropsch servant à la fabrication d’un carburant de synthèse liquide. L’obtention d’une quantité suffisante de
nécessite de travailler loin de l’équilibre thermodynamique. Enfin, en travaillant aux plus hautes températures, il est possible d’obtenir d’importantes quantités de
. Pour tous ces éléments, la réaction du gaz à l’eau joue souvent un rôle prépondérant parmi les réactions entre les gaz formés. Une partie de l’hydrogène...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LEUSBROCK (I.), METZ (S.), REXWUNKEL (G.), VERSTEEG (G.) - Quantitative approaches for the description of solubilities of inorganic compounds in near-critical and supercritical water. - Journal of Supercritical Fluids, 47, p. 117 (2008).
-
(2) - KHAN (M.S.), ROGAK (S.) - Solubility of Na2SO4, Na2CO3 and their mixture in supercritical water. - Journal of Supercritical Fluids, 30, p. 359 (2004).
-
(3) - HEEKEY (K.), OROZCO (R.L.), GLOVER (B.), MACASKIE (L.E.), LOVE (J.), AL-DURI (B.) - Assessment of Iron(III) chloride as a catalyst for the production of hydrogen from the supercritical water gasification of microalgae. - DOI 10.1016/j.nxener.2024.100198 (2025).
-
(4) - SCHMIEDER (H.), ABEL (J.), BOUKIS (N.), DINJUS (E.) - Hydrothermal gasification of biomass and organic wastes. - Journal of Supercritical Fluids, 17, p. 145 (2000).
-
(5) - YANIK (J.), EBALE (S.), KRUSE (A.), SAGLAM (M.) - Biomass gasification in supercritical water : Part 1. Effect of the nature of biomass. - Fuel, 86, p. 2410 (2007).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
1.1 Organismes – Fédérations – Associations
Association Innovation Fluides Supercritiques, IFS :
https://innovation-fluides-supercritiques.com/fr/
Association International Society for Advancement of Supercritical Fluids, ISASF :
https://supercriticalfluidsociety.net/
Société française de génie des procédés, SFGP :
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