Effet de la pression sur la cinétique de pyrolyse de biomasse lignocellulosique
Résumé
Face au besoin de réduire des émissions de dioxyde de carbone, la biomasse est une alternative permettant de passer du déstockage de carbone fossile à un flux de carbone renouvelable. Cette biomasse, qui peut être produite par des cultures dédiées, être des coproduits d'autres cultures (agriculture ou sylviculture) ou provenir des résidus industriels/agriculture, nécessite plusieurs étapes pour être convertie en biocarburant 1. Dans la voie BtL, qui voit en ce moment un regain d'intérêt pour la production de jet fuel, la pyrolyse est un prétraitement intéressant 2,3. Plusieurs travaux montrent le potentiel de la pyrolyse de la biomasse sous pression, car ce paramètre peut influencer la taille de particule, les produits de réaction, la température de réaction et ainsi les coûts du procédé 4,5. Usuellement, les phénomènes thermochimiques liées à la pyrolyse sont déterminés par thermogravimétrie (TGA et/ou DSC) qui permet d'étudier la cinétique de la perte de masse et de flux de chaleur 6,7. Souvent, les expériences thermogravimétriques se composent d'un essai à blanc suivi d'un essai avec l'échantillon. Par correction (substruction) on obtient la variation de masse. Cependant, cette méthode ne permet pas de corriger la dérive temporelle de la balance (souvent de plusieurs µg/h). La communauté scientifique constate que les études avec des balances thermogravimétriques posent encore des problèmes de calibration et de reproductibilité 8,9. Dans ce travail, nous utilisons une balance à lévitation magnétique (HP-TGA 75, TA-Instruments) capable de travailler sur une large gamme de pression : 0,2 à 80 bar. Des cinétiques ont été réalisées à température linéairement croissante, jusqu'à 800°C avec de la poudre d'épicéa sur une faction de tamisage de 0.063 à 0.08 mm pour différents niveaux de pression sous atmosphère neutre (N2). Dans le cas de pyrolyse sous pression, le changement de volume de l'échantillon suite aux réactions (variation de la flottabilité) et le changement de viscosité des gaz avec la température et/ou pression doivent être pris en considération. Nous proposons un protocole rigoureux de traitement des données. Les cinétiques corrigées seront présentées. L'objectif du travail en cours sera d'intégrer l'effet de la pression dans une approche DAEM 10 .