technologies
Solutions proposées pour valoriser la biomasse agricole et les déchets ménagers
la gazéification de biomasse
La gazéification est un processus de décomposition thermochimique de matières carbonées (biomasse, hydrocarbures fossiles) par son oxydation partielle sous atmosphère réduite.
Le processus de gazéification s’établit dans un réacteur en 4 phases qui se succèdent ; le séchage, la pyrolyse puis l’oxydation et la réduction.
Avant l’entrée dans le réacteur, la biomasse doit être prétraitée : mise en silo, calibrage (granulométrie) et séchage si besoin. Les produits qui résultent de cette décomposition sont du gaz de synthèse, appelé syngas, de la chaleur ainsi que du biochar.
Toutes les biomasses lignocellulosiques peuvent être utilisées en tant que combustible pour la gazéification. La lignocellulose est le composant principal de la paroi cellulaire des plantes et est la source de carbone renouvelable la plus abondante sur terre. Elle correspond à la matière sèche végétale et est présente dans toutes les essences de bois, les déchets agricoles (paille, graine) et certains végétaux tels que l’herbe et les déchets verts.
En plus de la production du syngas, du biochar est créé. Ce coproduit est très fertile et peut être valorisé par un programme d’épandage pour enrichir les terres agricoles.
valorisations possibles
Egalement appelé moteur à explosion, c’est une machine volumétrique où la combustion d’un carburant, ici le syngas, s’effectue en présence d’un oxydant (l’oxygène de l’air) et d’une source d’énergie externe à savoir une bougie. Par la réalisation d’un cycle diesel, un mouvement mécanique est créé. Couplé à un alternateur, celui-ci produit de l’électricité.
Machines thermiques basées sur des cycles moteurs thermodynamique, ces moteurs produisent un travail mécanique à partir d’une source chaude et d’une source froide. Un type de moteur est privilégié pour correspondre aux problématiques du projet : le moteur Stirling.
Celui-ci est composé d’un piston orienté alternativement entre la source chaude et la source froide créant un mouvement mécanique. La source chaude correspond à la combustion du syngas, la source froide est de l’eau refroidie. Couplé à un alternateur, l’énergie électrique est produite à partir du mouvement mécanique.
Egalement appelée turbine à combustion, la turbine à gaz est un moteur thermique qui fonctionne selon le même principe que la turbine à vapeur. Mais à la place de la vapeur, elle utilise le flux d’air chaud à haute pression pour faire le travail mécanique.
De l’air frais est injecté dans un compresseur. L’air comprimé à haute pression est envoyé dans la chambre de combustion où il est mélangé au syngas. Une fois enflammé, la réaction produit des gaz chauds propulsés dans une turbine dont ils activent la rotation entraînant directement un alternateur qui génère l’électricité par rotation du rotor à l’intérieur du stator.
La combustion du syngas produit par le gazéifieur permet la production de vapeur à haute pression dans une chaudière. Cette vapeur alimente les cylindres du moteur grâce à un jeu d’ouverture via des valves et se détend en faisant pression sur des pistons créant un mouvement mécanique. Un générateur permet ensuite la création d’électricité.