Intégration des paramètres spatio-temporels et des risques d ...

tel-00783708, version 1 - 1 Feb 2013
Intégration des paramètres spatio-temporels et des risques d'accident à l'Analyse du Cycle de Vie
chimique est produit à partir de combustibles fossiles tels que le gaz naturel. Pour passer du
statut de produit chimique à celui de vecteur énergétique, il semble peu pertinent de le
produire à partir d’énergies primaires.
Actuellement, l’hydrogène est produit à plus de 90% par vaporeformage du gaz naturel.
La production à partir d’hydrocarbures est le mode de production le plus abouti et performant
aujourd’hui. A terme et pour une utilisation énergétique, ce mode de production apparaît
inapproprié. Dès lors, une réflexion est menée afin de produire de manière « propre » ce
vecteur énergétique. Différentes pistes sont ainsi explorées telles que l’électrolyse de l’eau, la
transformation thermochimique de la biomasse et plus marginalement l’utilisation d’algues.
1.2.3.1 A partir de combustibles fossiles
Il s’agit de procédés de fabrication de gaz de synthèse par conversion catalytique du
méthane ou d’hydrocarbures saturés légers. Ces procédés sont actuellement les plus répandus
et présentent de très bons rendements de 85 à 90%. Néanmoins ils génèrent du dioxyde de
carbone et du fait de l’épuisement des ressources fossiles, ils ne présentent pas une solution à
terme. Trois procédés se distinguent : le vaporeformage, l’oxydation partielle et le reformage
autotherme.
Le vaporeformage du gaz naturel
Le gaz naturel est principalement composé de méthane mais contient également du
dioxyde de carbone et du soufre. Le reformage à la vapeur ou vaporeformage consiste à
transformer le gaz naturel en gaz de synthèse qui est un mélange de H2, CO, CO2, CH4, H2O,
par réaction avec la vapeur d’eau sur un catalyseur au nickel. Ce procédé est actuellement le
plus employé pour produire de l’hydrogène et assure plus de 90% de la production
[ALLEAU, 2007].
Le procédé se décompose de la façon suivante :
la désulfuration du gaz naturel à moins de 0,1 ppm de soufre
le vaporeformage du gaz naturel par de la vapeur d’eau selon la réaction suivante :
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2O avec ΔH (650°C) = 225 kJ.mol -1
l’élimination du monoxyde de carbone par la réaction du « Water Gas Shift » selon la
réaction suivante :
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