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
théorique varie selon les auteurs, nous avons décidé de retenir la formule suivante CH1,44O0,66
[DEGLISE et DONNOT, 2004]. En France, il serait possible d’obtenir jusqu’à 20 Mtep/an, ce
qui correspond à 10% de la consommation actuelle d’énergie primaire, grâce à la biomasse
lignocellulosique mobilisable. Cette dernière est constituée principalement de produits
forestiers, de produits agricoles, certains déchets ménagers et assimilés. Par ailleurs, le choix
de la biomasse soulève également quelques questions. La biomasse choisie doit présenter un
fort rendement en hydrogène, présenter une croissance rapide, nécessiter peu de surface et
d’engrais et pouvoir être cultivée à proximité de l’unité de production d’hydrogène. Enfin,
l’utilisation de déchets verts ou fermentescibles est peu envisagée du fait d’un problème de
non homogénéité qui ne permettrait pas de produire de l’hydrogène de qualité constante. La
biomasse lignocellulosique semble être le candidat le plus prometteur pour une utilisation
énergétique. Elle présente différents avantages selon les essences cultivées : une pousse rapide
en taillis courte rotation, un entretien faible en terme de besoin en eau et en engrais et une
existence en climat tempéré. Ce bois peut donc être converti en énergie en générant des
combustibles secondaires tels que un gaz de synthèse, des combustibles liquides ou du
charbon de bois [DOUARD, 2007]. Se distinguent deux techniques de conversion énergétique
du bois (dans une perspective de production d’hydrogène) : la gazéification et la pyrolyse.
• La gazéification
La gazéification est une transformation thermochimique d’un combustible solide en
présence d’un oxydant gazeux [ALLEAU, 2007] permettant d’obtenir un mélange gazeux
combustible. Les premières étapes de la gazéification sont le séchage de la biomasse jusqu’à
120°C puis la pyrolyse jusqu’à 1000°C. A partir de 1000°C, la gazéification ou combustion
partielle se produit, le combustible étant en excès par rapport au comburant. Le gaz obtenu
appelé gaz de synthèse contient du CO, de l’H2 et du CH4 [DEGLISE et DONNOT, 2004].
D’autres produits sont formés à l’état de trace : NH3, gaz soufrés ou chlorés, NOx et des
produits non gazeux tels que goudrons, charbon, et poussières. Le gaz de synthèse obtenu
contient beaucoup de monoxyde de carbone (35% en volume) or il est toxique pour les
électrodes de la pile. Il est donc nécessaire de le convertir en dioxyde de carbone par la
réaction de « Water Gas Shift » précédemment explicitée. Le monoxyde de carbone résiduel
après conversion est de 0,5% en volume. Finalement le gaz de synthèse contient 62%
d’hydrogène que l’on purifie par PSA. 85% de l’hydrogène est récupéré d’une pureté de
99,9%. Du dioxyde de carbone est émis mais il correspond au dioxyde de carbone prélevé
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