Gazéification du charbon de plaquettes forestières : particule isolée et lit fixe continu

La gazeification de la biomasse se positionne aujourd'hui comme une filiere pertinente pour la production d'energie de type electricite, gaz naturel de synthese ou encore biocarburants. Les mecanismes mis en jeu dans ce procede restent aujourd'hui encore mal connus. Dans les procedes a lit etage, la zone de gazeification du residu carbone conditionne significativement les rendements energetiques et la qualite des gaz produits. Cette these vise a ameliorer la comprehension de cette zone reactionnelle afin d'optimiser la conception et le fonctionnement de ces reacteurs. La gazeification d'un charbon de plaquettes forestieres a ete caracterisee a l'echelle de la particule isolee, puis a l'echelle du lit fixe continu. Nous avons mesure les vitesses de gazeification de particules de differentes tailles et sous plusieurs atmospheres, au moyen d'un reacteur de type "macro-ATG". Entre 800 et 1000°C, l'epaisseur de la particule est la dimension caracteristique; la reaction de gazeification est environ trois fois plus rapide en presence de vapeur d'eau qu'elle ne l'est avec du dioxyde de carbone. Les resultats de l'etude parametrique, confrontes a ceux du modele numerique, nous ont permis de determiner les parametres cinetiques intrinseques des reactions chimiques. En parallele, notre modele numerique a ete affine afin de prendre en compte l'evolution complexe de la reactivite du carbone avec le taux de conversion. Ainsi, la notion de "fonction de surface", relative aux sites actifs, a ete introduite. Un nouveau modele cinetique a ete propose pour repondre au cas d'une atmosphere mixte. Par ailleurs, la gazeification d'un lit fixe continu a ete etudiee experimentalement au moyen d'un dispositif pilote original. Une injection de vapeur d'eau surchauffee a ete mise en place, et une instrumentation fine a permis d'etablir des profils de temperature, de concentration des especes gazeuses, de conversion du charbon, de pression et de porosite du lit. Nous avons identifie les zones reactionnelles au sein du lit et determine l'importance relative des differentes reactions sur la conversion du carbone et la production du gaz de synthese. (Resume d'auteur)