J'ai le plaisir de vous convier à ma soutenance de thèse intitulée : "Analyse des mécanismes primaires de pyrolyse de la biomasse"
La soutenance se déroulera à l’Amphithéâtre Donzelot (ENSIC-LRGP) le Jeudi 10 septembre à 9h.
Michel BARDET | Directeur de recherche, CEA | Rapporteur |
Olivier BOUTIN | Professeur, Faculté des Sciences Aix-Marseille | Rapporteur |
Roger GADIOU | Professeur, IS2M | Examinateur |
Nadège CHARON | Docteur, IFP Energies Nouvelles | Examinateur |
Nicolas BROSSE | Professeur, Université de Lorraine-LERMAB | Directeur |
Anthony DUFOUR | Chargé de recherche CNRS, LRGP | Co-Directeur |
Luc DELMOTTE | Ingénieur-recherche CNRS, IS2M | Invité |
Jésus RAYA | Ingénieur-recherche CNRS, Université de Strasbourg | Invité |
Résumé
La biomasse est la ressource d’énergie renouvelable au plus fort potentiel. Les travaux de recherche actuels se concentrent principalement sur sa conversion, notamment thermochimique, en un autre vecteur énergétique plus facile à transporter et à valoriser (électricité, gaz ou liquide). La pyrolyse est le premier mécanisme intervenant dans tous les procédés de conversion thermochimique des solides (combustion, gazéification, pyrolyse). Il est également le plus important car il contrôle la répartition et la composition des produits formés: gaz, charbon, goudrons. La prédiction des produits de pyrolyse et la compréhension des mécanismes chimiques de pyrolyse sont primordiales pour le développement de procédés de conversion thermochimique. A ce jour, de nombreuses études analytiques ont été réalisées mais la grande hétérogénéité des biomasses étudiées et des conditions de pyrolyse utilisées rend actuellement difficile une approche globale des mécanismes. L’objectif de cette étude a été de réaliser des analyses complémentaires de produits de pyrolyse formés pour une large gamme de températures (200°C à 500°C) en pyrolyse lente (5 K/min) pour différentes biomasses (miscanthus, chêne et douglas) à l’aide d’un lit fixe permettant un contrôle optimal des phénomènes de transfert de chaleur et de matière. De nombreuses méthodes physico-chimiques ont été utilisées pour caractériser les produits formés afin de réaliser un bilan global des mécanismes chimiques de dégradation : Résonance magnétique nucléaire (RMN) du proton 1H et du carbone 13C ; Calorimétrie (DSC) ; Thermogravimétrie ; GC/MS (Gas Chromatography and Mass spectrometry), LC/MS (Liquid Chromatography and Mass Spectrometry) et spectrométrie de masse à ionisation douce (Single Photo Ionisation SPI). Des techniques d’analyses dites ex-situ telles que l’analyse 2D RMN par la méthode HETCOR (Heteronuclear correlation) 1H-13C ainsi que des analyses in-situ en RMN 1H Haute Température ont été mises en place. Cette dernière a permis de caractériser de façon originale l’influence des interactions entre les minéraux et la biomasse lors des mécanismes de pyrolyse de la biomasse. Toutes ces analyses ont pour objectif final le développement d’un modèle cinétique détaillé pour prédire la composition des produits de pyrolyse et pour optimiser les réacteurs de transformation thermochimique notamment en orientant leur sélectivité vers des produits à forte valeur ajoutée.
Suite à la soutenance, vous êtes cordialement invités au pot en salle Wahl
Bonne journée
Yann LE BRECH
Hello everyone!
I am happy to invite you to my thesis defense the September 10 at 9h Amphi Donzelot (ENSIC-LRGP).
Summary:
Biomass is the renewable resource with the highest potential for energy production. Current research studies focus on biomass thermochemical conversion to produce other energetic vectors more appropriate to be conveyed, such as electricity, gas or liquid products. Pyrolysis is the first mechanism occurring in all thermochemical processes for solid fuels conversion (combustion, gasification, pyrolysis). It controls in a large extent products (gas, condensables and char) distribution and composition. The prediction of pyrolysis products and the understanding of the chemical mechanisms are thus pivotal for developing thermochemical reactors. Extensive work has been conducted for more than one century but the important heterogeneity of biomasses and pyrolysis conditions make it difficult to encompass a global chemical mechanism. The aim of this study is to develop complementary analyses of pyrolysis products. Pyrolysis is conducted in a fixed bed reactor under slow pyrolysis conditions (5 K/min), for a wide range of final temperature (200°C and 500°C) and for different biomasses (miscanthus, douglas and oak). Various analytical methods have been used in order to characterise the pyrolysis products: nuclear magnetic resonance (carbon 13C and proton 1H NMR), Calorimetry, Thermogravimetry, GC/MS (Gas Chromatography and Mass spectrometry), LC/MS (Liquid Chromatography and Mass Spectrometry) and soft ionization mass spectrometry (Single Photo Ionisation SPI). Original analytical methods such as 2D NMR HETCOR 1H-13C (for the analysis of chemical moieties in char) and high temperature 1H NMR (for in-situ analysis of mobile protons) have been used. The latter allowed a novel characterization of the interaction between biomass and minerals during pyrolysis. These data will be used to develop a detailed kinetic mechanism (after this study) which will account for interactions between the polymers and the minerals.
See you at the party after the defense in room Wahl.
Best Regards
Yann LE BRECH