Production d'hydrogène issu de gazéification de biomasse : modélisation, analyse technico-économique et environnementale de solutions innovantes

Nom / name: 
DEMOL
Prénom / 1st name: 
Rémi
Directeur(s) de thèse / Supervisor(s): 
MAUVIEL Guillain
ROGAUME Yann
Français
Axe(s) de recherche / Research areas : 
Valorisation chimique, énergie et procédés
Énergétique, mécanique, construction bois
Date de soutenance / Date of defense: 
lun, 2021-12-13
Résumé / Abstract: 

Dans un contexte de réchauffement climatique et de développement des énergies renouvelables, des défis importants se présentent pour rendre ces énergies soutenables plus abordables vis-à-vis des énergies fossiles. 

La gazéification de biomasse et de Combustibles Solides de Récupération (CSR) est retenue comme une importante source de gaz renouvelables pour les prochaines décennies.

La gazéification consiste en l'oxydation partielle d'un combustible pour produire un gaz de synthèse (syngas) constitué majoritairement d'hydrogène, de monoxyde de carbone, de dioxyde de carbone et de méthane. Cependant, de nombreuses espèces non désirée sont également formées au cours de ce traitement thermique ce qui pèse dans l'équilibre économique de ce type de procédés pour respecter les normes règlementaires d'émissions.

Afin d'obtenir des données nécessaire à l'évaluation technico-économique de ce procédé, des logiciels de simulation de procédé, tel qu'Aspen Plus, sont de puissants outils pour modéliser un procédé dans son ensemble.

Les gazéifieurs, bien qu'étudiés dans de nombreuses publications, ne peuvent se contenter d'une description simpliste qui ne permet pas de rendre compte de la formations d'espèces minoritaires mais cruciales notamment.

De plus, le nettoyage des gaz en aval n'est pas clairement établi et nécessite de devenir davantage efficace.

Finalement, la séparation de l'hydrogène formé représente une source renouvelable intéressante mais qui soulève de nombreux défis techniques.

Ces simulations de procédés devraient fournir une estimation du CAPEX et de l'OPEX.

Ce projet s'intéresse particulièrement à de petites unités d'une puissance de 10 MW de biomasse.

En effet, ce genre d'unité semble plus approprié par sa modularité, sa plus faible aire d'approvisionnement et une meilleure acceptabilité sociale.

Un effort particulier doit être apporté à la valorisation de l'ensemble des produits : chaleur, électricité et hydrogène purifié, afin de palier la petite échelle de l'unité.

L'impact du type de combustible (biomasse ou CSR sera considéré.

Date début de thèse / Start date: 
Décembre 2018