De l’Ingénierie de procédés au Bioraffinage

Cette alternative de bioraffinage de 3ème génération présente l’avantage d’utiliser comme matières premières la biomasse provenant de résidus agricoles, forestiers, de pétrole et de déchets urbains.

Cette application permet de rencontrer plusieurs objectifs :

• Production de plusieurs formes d’énergies propres (électricité, chaleur, etc.).
• Production d’une multitude de produits.
• Revalorisation de ce type de biomasses.
• Résolution technique de problèmes de traitements de déchets urbains, forestiers, agricoles et de pétroles.
• Non compétitives avec les utilisations traditionnelles des ressources de biomasse de 1ère & 2ème génération.

Une illustration de la liste des produits de 3ème génération est donnée en tableau no.7. Ce tableau résume également les divers procédés mis en œuvre pour la conversion de ce type de biomasse de 3ème génération ainsi que la liste de quelques produits en résultant.

Bien que ces résidus de biomasse de 3ème génération ne présentent pas tous les mêmes potentiels économiques, cependant, ils s’intègrent parfaitement dans cette chaine de conversion globale de la biomasse, telle qu’illustrée dans le tableau no.8.

La figure no.12 présente les divers modes de conversion thermochimique de la biomasse de 3ème génération, mettant en œuvre une phase de préparation au préalable et de séchage de la biomasse puis des procédés de pyrolyse, de gazéification et/ou de combustion. Les divers produits chimiques, produits en forme énergétique tels que l’électricité, vapeur, ou bioéthanol/biodiésel en résultants respectivement sont également présentés. Ce mode de conversion de la biomasse constitue un des principaux axes de recherches des équipes membres du CRIP-Bioraffinage (pour plus de détails consulter la section : Équipes, laboratoires & chaires de recherche) :

• Professeur Jamal Chaouki
• Professeur Grégory Patience

Revalorisation de déchets solides versus biomasse

Concernant les déchets solides urbains (DSU) constituent une source alternative de biomasse. Ainsi, il est à souligner les éléments suivants :

• Recyclage de cette biomasse de déchets urbains comme du compost après séchage naturel.
• La matière sèche des DSU représente approximativement 50% de l’ensemble des DSU et dont 20% est de l’eau.
• La composition moyenne des matières sèches des DSU est :
  • 15 – 20 % des produits inorganiques
  • 15 – 20 % des produits plastiques
  • 60 – 70 % de la biomasse

Il faut rappeler qu’une population d’environ 130 000 personnes moyenne, elle génère approximativement :

• 50 000 tonnes par an de DSU, dont environ 60 % est de la matière sèche.
• Une quantité similaire de DSU est produite par les secteurs industriels et institutionnels contenant plus de matières sèches.

Le tableau no.8 présente une évaluation de la valeur économique de diverses sources de biomasses :

• Biomasse de 2ème génération : 60 US$/Tonne
• Biomasse de 3ème génération
  • Résidus agricoles & forestiers : 40 - 60 US$/Tonne
  • Résidus procédés industriels : 0 - 30 US$/Tonne
  • Résidus urbains : -40 - 0 US$/Tonne
  • Boues : -40 - 0 US$/Tonne

Bioraffinerie de 3ème génération par Gazéification &/ou Combustion

Tel qu’illustré par la figure no.15, les produits de biomasse de 3ème génération pourraient être convertis par des procédés de gazéification et/ou de combustion pour produire divers produits :

• L’énergie
• Chaleur
• Produits gazeux propres de synthèses

Exemple de rendement de Gazéification

La figure no.16 propose un exemple d’évaluation du rendement d’un procédé de gazéification de la biomasse. Le rendement moyen est d’environ 40 %. Des alternatives d’optimisation du bilan énergétique par récupération de chaleur et installation d’échangeurs de préchauffage des divers intrants devraient améliorer le rendement de telles installations.

Exemple d’intégration des procédés de bioraffinage [+...]