Présentation
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.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Olivier BOUTIN : Ingénieur École nationale supérieure des industries chimiques, docteur en génie des procédés - Professeur, Aix Marseille Université, France
-
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.
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2013 par Olivier BOUTIN, Jean-Christophe RUIZ
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Procédés chimie - bio - agro > Chimie verte > Gestion durable des déchets et des polluants > Gazéification de biomasse en eau supercritique > Eau supercritique
Accueil > Ressources documentaires > Énergies > Ressources énergétiques et stockage > Énergies renouvelables modulables > Gazéification de biomasse en eau supercritique > Eau supercritique
Accueil > Ressources documentaires > Procédés chimie - bio - agro > Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique > Génie des procédés et protection de l'environnement > Gazéification de biomasse en eau supercritique > Eau supercritique
Accueil > Ressources documentaires > Procédés chimie - bio - agro > Bioprocédés et bioproductions > Biotech industrielles pour la chimie et l’énergie > Gazéification de biomasse en eau supercritique > Eau supercritique
Accueil > Ressources documentaires > Énergies > Métier : ingénieur territorial > Gestion et valorisation des déchets > Gazéification de biomasse en eau supercritique > Eau supercritique
Accueil > Ressources documentaires > Environnement - Sécurité > Environnement > Gestion et valorisation des déchets > Gazéification de biomasse en eau supercritique > Eau supercritique
Présentation
Gazéification en eau supercritique : valorisation des biomasses et des déchetsArticle inclus dans l'offre
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
2. Eau supercritique
2.1 Propriétés de l’eau supercritique
Dans le diagramme (pression, température) d’un corps pur, la ligne de coexistence des phases gaz et liquide se termine par le point critique du corps considéré. Pour des valeurs supérieures à cette pression et à cette température critiques, une seule phase existe, appelée « domaine supercritique », pour laquelle il n’y a pas de discontinuité lors du passage à l’état liquide ou gazeux par variation de pression ou de température. De façon générale, les fluides à l’état supercritique ont des propriétés particulières, communes et d’intérêt, comme une masse volumique assez élevée, parfois proche de celle des liquides, une faible viscosité proche des gaz et de bons coefficients de transfert. Cela leur confère des propriétés de solvant et de transport intéressantes, et justifie la mise en œuvre de réactions chimiques ou de diverses opérations unitaires dans ce solvant. Les deux composés les plus utilisés dans leur domaine supercritique sont le
(extraction, fractionnement, imprégnation, cristallisation…) et l’eau (oxydation hydrothermale de déchets, synthèse matériaux…) [J 4 950]. Les premières utilisations de l’eau supercritique sont décrites, par exemple, après la Seconde Guerre mondiale, dans des turbines pour des conditions de température et de pression de 550 °C et 25 MPa. Dans cet article, nous nous intéressons aux propriétés de l’eau supercritique en tant que solvant d’une réaction de gazéification de biomasse.
Dans les conditions ambiantes, l’eau est une molécule polaire (moment dipolaire de 1,85 D), chaque liaison...
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
Eau supercritique
Article inclus dans l'offre
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
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).
- ...
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 :
HAUT DE PAGE
Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
Article inclus dans l'offre
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
