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Déjeuner de la technologie 13 novembre 2014 Nouvelles voies de valorisation des déchets organiques en bioénergie

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Déjeuner de la technologie

13 novembre 2014

Nouvelles voies de valorisation des déchets organiques en bioénergie

Ouverture

Animation : Marie-Anne Lebrec

Directrice Avrile

AVRILE

Jean Pierre ASTRUC

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

SYLABE 2 : CONFORTER LES SYNERGIES ENTRE LES LABORATOIRES DE RECHERCHE ET LES ENTREPRISES

Monde scientifique/académique

•Laboratoires des universités et des écoles •Equipements

• Entreprises • Centres R&D

SYLABE 2 : mise en relation et accompagnement

• Valorisation de la recherche • Collaborations public-privé

Monde économique

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

SYLABE 2 : CONFORTER LES SYNERGIES ENTRE LES LABORATOIRES DE RECHERCHE ET LES ENTREPRISES

• Un programme porté par Avrile, Plaine Commune et la Chambre de Commerce et d’Industrie de Seine-Saint-Denis

• Déjeuners de la technologie en lien avec les laboratoires des universités et écoles du territoire (Université Paris 8, Université Paris 13, Ecole d’ingénieurs Supméca, Maison des Sciences de l’Homme, CNRS…)

• Speed labo business meetings

• Base de compétences des laboratoires Plaine Techneo en partenariat avec BPI France

• Convention d’affaires

• Sensibilisation des étudiants à la création d’entreprises innovantes

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AU PROGRAMME

• Éléments de contexte : état des lieux d’une filière de méthanisation à l’échelle d’un territoire

• De nouveaux procédés de synthèse :

- L’actualité d’un industriel du secteur

- Le futur en préparation dans les laboratoires et les premières mises en œuvres sur le terrain

- Les biocarburants de demain

Contexte

Etat des lieux d’une filière de méthanisation à l’échelle d’un territoire

2009 - 2014

ALEC de Plaine Commune

Michaël EVRARD

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L’ALEC de Plaine Commune, c’est quoi ?

• L’Agence Locale de l’Énergie et du Climat

• Une association Loi 1901 à but non lucratif

• Des partenaires publics et privés

• Un réseau national

• Des missions gratuites

www.alec-plaineco.org

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Précédemment

• Animation d’un tissu d’entreprises

• Travaux multipartenariaux sur des thématiques :

• Emplois

• Stratégie foncière

• Méthanisation

• Écologie industrielle

• Déchets de chantiers

Un Réseau des éco-industries et des éco-activités de Plaine Commune

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Deux études sur la méthanisation

• Pas de centre d’enfouissement

• Pas de station d’épuration

• Séparation des filières ménagère et industrielle

• Évolution juridique et fiscale (évolution du classement ICPE, TGAP)

• La question du tri à la source

• Un gisement et des opportunités

• Une action au niveau de l’EPA Plaine de France

2009 : Réflexion autour d’une filière de méthanisation sur Plaine Commune - Etude exploratoire concernant les déchets organiques industriels -

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Deux études sur la méthanisation (suite)

• Portage technique et politique

• Possibilité de petite unité de méthanisation

• Coût économique

• Synergie et solidarité territoriale (SYCTOM, Blanc-Mesnil, Romainville)

2011 : Etude de faisabilité d’une filière méthanisation de déchets d’entreprises sur le territoire de Plaine Commune

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Un regain d’intérêt évident

• Décrets concernant l’injection biogaz

• Difficultés des projets industriels TMB

• Obligation réglementaire pour les producteurs de biomasse

• Des projets locaux (Aubervilliers ?)

• Plan filière de 2014

• La trigénération

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AGENCE LOCALE DE L’ENERGIE

ET DU CLIMAT DE PLAINE COMMUNE

[email protected]

8, rue des Boucheries

93200 Saint-Denis

01 48 09 40 90

Nouveaux procédés de synthèse

L’actualité d’un industriel du secteur

Valorisation agronomique et énergétique de la biomasse non ligneuse par un procédé biologique: la méthanisation

INEVAL Environnement

Romain MARTIN

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Qu’est-ce que la méthanisation?

Une réaction biologique complexe de dégradation de la matière organique, en absence d’oxygène

Observée dans les marais, les cimetières, les décharges, etc.

Connue depuis longtemps, mais complexe et chère à mettre en œuvre, sauf depuis…

• l’augmentation du prix du pétrole

• Les préoccupations environnementales et l’avènement des Energies Renouvelables

Objectifs: • Meilleure gestion des minéraux et de la matière organique des effluents d’élevage pour la

fertilisation des cultures

• Réduction des nuisances olfactives

• Réduction des émissions de Gaz à Effet de Serre

• Production d’énergie

C H O N S na b

cd

H On a b c d

4 2

3

4 2 2

n a bc

dCO

2 8 4

3

8 4 2

n a bc

dCH cNH dH S

2 8 4

3

8 4 4 3 2

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Environnement général d’une installation

METHANISATION

BIOGAZ (60% CH4 ; 40% CO2)

CH4

CO2

Epuration du biogaz en biométhane et CO2

Electricité

Chaleur Cogénération du biogaz en électricité et en chaleur

Déchets agricoles Epuration, compression

pour production de GNV

Production d’engrais pour utilisation locale ou export

Déchets industriels

Alimentation animale et humaine

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Des écarts de développement en Europe

Développement important: Allemagne, Danemark, Benelux

Objectif en France: 1500 installations en 2017

100% de gaz « Vert » en 2050

France en 2014 - 578 sites - 70% ISDND

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Mise en œuvre technologique de la méthanisation

Paramètres thermodynamiques

• Absence d’oxygène cuves fermées

• Maintien de la température (12°C; 37°C; 55°C) cuves isolées et chauffées

• Maintien de la charge organique et du pH alimentation régulière et contrôlée

Géométrie adaptée à la biomasse

• Biomasse liquide chargée Infiniment mélangé (agitation forte mécanique ou par injection de biogaz)

• Biomasse solide et/ou pâteuse Procédé piston (cuve horizontale avec brasseur lent)

• Biomasse très sèche Procédé « batch » ou « discontinu » (garage)

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Quelques mots sur INEVAL

Quelques chiffres:

• Création d’INEVAL Environnement en 2009

• R&D, Ingénierie, Conseil et Direction de chantier en interne

• Exécution des chantiers, fabrication industrielle externalisées

Utilisation de ressources locales: entreprises et matériel

• Equipe de 4 personnes à Bobigny (93)

• Partenariat fort avec OGIN (Pays-Bas): 8 personnes

• Références: Pays-Bas (12), France (2), Roumanie (1)

• Spécialiste de la méthanisation de substrats complexes et variés

• Digestion en procédé continu humide et sec

• Tout régime de température

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Adaptation des procédés aux spécificités françaises

La biomasse doit être bien préparée avant d’être digérée.

Digestion

Une vache sans dent ne donnera pas ou peu de lait !

Broyage et hydrolyse Séparation de phase

Digestion secondaire

France = grand producteur de céréales paille présente en abondance très utilisée dans l’élevage.

Le substrat dominant sur notre territoire est solide et pailleux différence par rapport à nos voisins européens

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Exemple de mise en œuvre du prétraitement

Procédé de prétraitement

Introduction paille

Ajout liquide

Pompe

piston

Molares® Hydrolyse

solide Trémie

d’alimentation

Mouillage et

découpe Réacteur

« piston » • Stockage • Découpe • Mouillage • Gestion inertes • Dosage

• Stockage • Maturation • Dosage

• Défibrage • Ouverture

des cellules

• Pompe pour substrat solide, jusqu’à 45% de MS

• Hydrolyse • Homogéné

isation • Percolation

• Charge organique jusqu’à 10kg de MOD/m3/j

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Deux références en France

GAEC La Lougnolle (79) - 30/j de fumier bovin et caprin et divers coproduits agricoles - Injection électricité 400kW - Chauffage: école, collège, habitations, sécheur foin, sécheur

semences, industriel de l’embouteillage

Sologne Biogaz (45) - 50/j de fumier équin et déchets de légumes - Injection électricité 850kW - Chauffage: centre aquatique

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Les besoins technologiques de la filière

Conception de procédés capables de gérer une grande variabilité de la biomasse (densité, texture, granulométrie, etc)

Gestion de la présence importante d’indésirables

Matériel robuste pour environnement agricole

Besoin de limiter les prises d’échantillon et les mesures longues et délicates

Instrumentation en ligne (humidité, acides gras volatiles, etc.)

Capteurs logiciels pour le pilotage d’un procédé biologique complexe

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Contact

Merci pour votre attention !

Contact Romain MARTIN

[email protected]

01.79.63.15.97

Le futur en préparation dans les laboratoires et les premières mises en œuvres sur le terrain

LSPM, Université Paris 13

Abdel Kader RAHMANI,

Claudia LAZZARONI

Lamia ZNAIDI

Mehrdad NIKRAVECH

La plasma-catalyse au service de la transformation du biogaz en hydrocarbures liquides.

REvalorisation des Déchets Organiques en Energie éCO-Responsable : REDO-ECOR

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Contexte : Réchauffement climatique –besoins énergétiques

Directives européennes :

• Réduction des émissions de gaz à effet de serre

• Diminution de 50% du niveau 1990*

• Assurer les approvisionnements énergétiques

• Injecter 20% d’énergie renouvelable d’ici 2020**

La filière biogaz doit prendre une part importante (directives CE)*:

1- Dans les énergies renouvelables

2- Gestion des déchets organiques

*Objectifs de la communauté européenne

**Construction de 300 méthaniseurs annoncée le 2 juillet 2014 par le ministre de

l’agriculture.

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Biogaz

• Mélange CH4 et CO2 issu de la dégradation naturelle des déchets organiques

• CH4 et CO2 : les principaux Gaz à Effet de Serre

sans contrôle, émission directe dans l’atmosphère

Source d’énergie renouvelable ; pouvoir calorifique inférieur : 7kWh/Nm3

Source de matière première pour la chimie : méthanol, éthanol, acide acétique etc.

Source de revenu pour les exploitants agricoles

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Tendances actuelles : cogénération

90% des usines biogaz opèrent par combustion interne

Electricité (GWh) Chaleur (ktep)

Inconvénients : • Chaleur en l’été, électricité hors période de pointe • Faible efficacité : 26% à 34% (micro-turbine 25 kW à 150 kW), 48% (installations

250 kW)

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Solution alternative : hydrocarbures liquides

Méthanol, éthanol, acide acétique …

• Produits à haute valeur ajoutée de l’industrie chimique

• Densité énergétique élevée : capacité de stockage élevée

• Faible coût de transport

• Indépendance /réseaux de collecte gazier : impact sur le prix de

rachat

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Projet REDO-ECOR (USPC*)

Objectif : Mise en œuvre de dispositif individuel de valorisation du

biogaz en HC liquide

Spécifications :

• Utilisable en fermes isolées et exploitations de petite taille

• Puissance 25 -100 kW

• Utilisation facile

• Adaptation à des charges d’alimentation discontinue

• Mise en régime rapide

• Basse température

• Automatique

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Plus-values sociétales attendues

Double gain

• Remplacer un coût (l’évacuation des déchets) par un revenu complémentaire et diversifié

Impact social

• Préserver l’existence des petites et moyennes structures

• Revitaliser les territoires ruraux

• apport d’une source d’énergie autonome

• rentabilisation des exploitations

• amélioration des conditions de vie

Emplois • Création d’emplois liés à la fabrication et à la maintenance des unités

Liberté

• Dispositif individuel alternative au réseau de collecte centralisé

• Production carburants liquides alternative à la cogénération

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Bioénergie

Biodiésel

H2 -CO Procédé compacte,

Pilotage simple, Démarrage à froid, Mise en régime rapide, Réactif, sélectif,

Projet REDO-ECOR

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Démarche proposée

1- Elaboration de catalyseurs spécifiques sur solides

granulaires, méthodes :

• Spray Plasma

• Polyol

• SolGel, Imprégnation

2- Reformage plasma-catalyse de CH4-CO2 à température

ambiante

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ZnO-Cu

la simplicité de la technique Spray

la grande réactivité du milieu plasma

1-Procédé d’élaboration Spray Plasma en lit fluidisé (SFP)

Nébuliseur ultrasonique

Lit fluidisé sous plasma

Précurseurs : nitrate, chlorure, acétate de nickel, zinc, aluminium etc

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Caractérisation des couches d’oxydes déposées Catalyseur : NiO/Al2O3,

Microscopie à force atomique (AFM)

Images AFM 3D et 2D de dépôt de Ni sur un substrat de verre

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2- Mise en œuvre de réacteur plasma-catalyse

Propriétés des milieux hors-équilibre

Propriétés des catalyseurs solides

Électrons + Molécules excitation électronique et vibrationnelle dissociation moléculaire

Synergie plasma-catalyse

• Efficacité • Réduction des coûts • Contrôle des produits

Recomposition fragments moléculaires sur catalyseurs spécifiques nouveaux produits

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Mécanismes réactionnels

Réactions électrons - méthane CH4 + e-

CH3. + H+ +2 e-

CH4 + e- CH2

. + H2 + e- CH4 + e-

CH. + H+ + H2 +2 e- Réactions électrons – CO2 CO2+ e-

CO +O. + e- CO2 + e-

C + O2+ e- CO2 + e-

C + 2 O. + e-

CH4 + CO2↔ 2 CO + 2 H2 ∆H°298= 247 kJ/mol 700 °C

Water gas shift: CO + H2O ↔ CO2 + H2

Boudouard: 2CO ↔CO2 + C ΔH = -171 kJ/mol

Réactio

ns P

lasm

a

(tem

péra

ture

am

bia

nte

)

Fisher-Tropsch (catalytique): (2 n+1) H2 + n COCnH(2n+1)+ n H2O

vo

ie th

erm

iqu

e

Maitrise de l’énergie des électrons

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Technologie basse température Plasma-catalyse

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CH4/CO2/Ar Elaboration de Catalyseur

Plateforme de préparation de gaz

Gaz de synthèse (H2+ CO), C2H6, C2H4

Méthanol, Ethanol, Ac. Acétique …

Financement : PIE CNRS 2009, Labex SEAMS

2013, SPC 2014

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Résultats marquants : synergie plasma/catalyse

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 20 40 60

tau

x d

e c

on

vers

ion

puissance injectée (watt)

taux de conversion en fonction de puissance injectée (20-30 ev/molécule CH4)

CO2(Ni/Al2O3)Plasma CH4(Ni/Al2O3)Plasma CO2(CuZnO)Plasma CH4(CuZnO)Plamsa méthanol éthanol

acide acétique

acide propanoi

que

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

1 2 3 4

Distribution des HC obtenus avec ZnO-Cu /Al2O3

méthanol

éthanol acide acétique acide

propanoique

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

1 2 3 4

Distribution des HC obtenus avec Ni/Al2O3

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Plus-values scientifiques attendues

Impact de l’autonomie énergétique

sur l’économie du monde

rural

Coût de la valorisation en hydrocarbures

liquides comparé aux

systèmes cogénératifs

Formation Masters

Doctorants

Elaboration de nouveaux catalyseurs

(brevets) Synergie plasma-catalyse

Intensification

Fischer Tropsch

sous plasma

Modélisation multi

physique et multi échelle du procédé

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Laboratoires associés au projet

Trois laboratoires de SPC engagés :

• LSPM-CNRS Université Paris 13

• ITODYS Université Paris Diderot

• LIED Université Paris Diderot

Deux laboratoires nationaux partenaires :

• Laboratoire de Génie Chimique de Toulouse

• L’Institut de Recherches sur la Catalyse et l’Environnement de

Lyon (IRCELYON)

Partenaires industriels ???

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Merci de votre attention

LSPM - UP13

Le futur en préparation dans les laboratoires et les premières mises en œuvre sur le terrain.

Valorisation de la biomasse lignocellulosique sur le territoire de la Réserve de Biosphère de Fontainebleau et du Gâtinais

Moussa DICKO

CTP – Mines Paristech

Paolo STRINGARI

Christophe COQUELET

Réserve de biosphère de Fontainebleau-Gâtinais

Jean-Michel MARTIN

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Biomasse

Quelle biomasse?

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Biomasse Lignocellulosique

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Biomasse Lignocellulosique

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Valorisation par Pyrolyse

48

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Valorisation

49

Py

roly

se r

apid

e

13% gaz

75% liquide

12% solide

Rendement Valeur du marché

énergie

biomolécules biocarburant

fertilisant

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014 50

Composition de la biohuile

Extraction et séparation difficiles

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Point de départ : ANR Memobiol

Objectif: méthodes prédictives de propriétés thermodynamiques

Modélisation à l’Echelle Moléculaire pour les BIOraffineries Lignocellulosiques

Simulation moléculaire (champ de force AUA4)

Acquisition expérimentale

Simulateur de procédés et de

propriétés thermophysiques

COSMO (calcul ab initio)

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Collaboration initiale

Les partenaires scientifiques

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Aller vers le procédé : choix de la pyrolyse rapide

• Produire de la biohuile localement au LSPM

• Conditions d’obtention connues

• Développer des méthodes d’analyse

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Longue Expérience du CTP

• Etude thermodynamique des diagrammes de phases

• Modélisation/Mesures, Ebulliométrie

• Conception d’appareillages

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Ancrer notre recherche sur un territoire

BioValueLes partenaires scientifiques Le territoire

Stagiaires communs: -Technologie -Etude de la ressource -Etude des débouchés

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Financement par la Région

BioValueLes partenaires scientifiques Le territoire

Le partenaire institutionnel

Financement d’équipements Financement d’un contrat postdoctoral

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Travail actuel

• Modèle thermodynamique

• Modèle cinétique

• Modèle de transport

Simulation du Procédé

Choix de solvants

1) qui marchent

2) respectueux de l’environnement

Extraction liquide-liquide

Extraction par fluide supercritique

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Collaborations futures – déjeuner de la technologie

BioValue

Financement thèse Financement du projet à maturité

Les partenaires scientifiques Le territoire

INDUSTRIEL ?

COLLECTIVITE ?

COOPERATIVES AGRICOLES

La ressource

Les partenaires institutionnels

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Merci de votre attention

Questions?

Le futur en préparation dans les laboratoires et les premières mises en œuvre sur le terrain

BIOVALUE : les 1ères mises en œuvre sur le territoire de la réserve de biosphère de Fontainebleau-Gâtinais

Réserve de biosphère de Fontainebleau-Gâtinais

Jean-Michel MARTIN

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Man and Biosphere

Programme scientifique international lancé dans les années 1970 visant à établir une base scientifique pour améliorer les relations homme-nature au niveau mondial.

Objectif :

Un des enjeux majeurs des gestionnaires de ces territoires est de concilier activités économiques et maintien voire amélioration de l'état de l'environnement.

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Plan d’actions de Madrid

Le programme MAB s’est adapté pour répondre efficacement à 3 nouveaux problèmes mondiaux :

1. L’accélération du changement climatique et ses conséquences pour la société et les écosystèmes.

2. La perte de plus en plus rapide de biodiversité et de diversité culturelle.

3. L’urbanisation rapide, facteur des changements environnementaux.

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Un réseau mondial

Il en existe actuellement 631 dans 117 pays.

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Le réseau national

En France : 13 réserves de biosphère

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Réserve de biosphère de Fontainebleau et du Gâtinais

Association loi 1901 : Conseil d’administration réunissant les principaux acteurs locaux

60 km au sud de Paris sur 2 départements 91 et 77

150 544 ha

126 communes

267 665 habitants

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Exemple : EQUIMETH

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Equimeth : les chiffres clés

• Déchets : 35 000 tonnes/an (60% fumier équin, 40% déchets verts / industries agroalimentaires)

• Valorisation du biogaz : épuration et injection dans le réseau GrDF Biométhane Produit : 3 000 000 m3/an (chauffage et eau chaude 6 communes voisines)

• Bilan CO2 : - 3 000 tonnes/an. Soit l’équivalent de la consommation en électricité de 716 familles.

• Valorisation principale des digestats par épandage : 17 kT des digestats solides et 17 kT des digestats liquides dans un rayon de 20km sur 4 590 ha

• Construction : 2015

• Démarrage de l’injection prévu pour 2016.

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Biovalue : les objectifs du projet

• Valorisation de la BIOMASSE LIGNOCELLULOSIQUE (végétaux, bois, paille)

• Lancer une « nouvelle » activité de valorisation du bois local et démarrer sur le territoire une activité d’économie / chimie verte

• Echelle locale et implication des acteurs opérants sur le territoire

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Impact socio-économique

• Développement de nouvelles activités industrielles (emplois) éco-responsables

• Création d’activités économiques secondaires (PME qui utilisent localement les produits chimiques)

• Retour positif en terme d’expérimentation/d’image pour le territoire

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Ecologie territoriale : étude de cas de la scierie

Objectifs du procédé: autonomie énergétique de la scierie et valorisation des résidus

Utilisation des co-produits pour la production de chaleur et d’électricité pour la scierie

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Biovalue : les acteurs

BioValue

Financement thèse Financement du projet à maturité

Les partenaires scientifiques Le territoire

INDUSTRIEL ?

COLLECTIVITE ?

COOPERATIVES AGRICOLES

La ressource

Les partenaires institutionnels

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Buts atteints

• Identifier, cartographier les ressources disponibles dans le territoire donné évitant la concurrence avec les besoins écologiques et le domaine de l’alimentation humaine et animale

• Evaluer la ressource en termes d’humidité, composition et prix (de la ressource)

• Etudier la faisabilité énergétique d’un exemple de Biovalue

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Merci de votre attention

Jean-Michel Martin, Directeur de la réserve de Biosphère de Fontainebleau et du Gâtinais [email protected]

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Programme d’action

• 2015-2017 : R&D (pyrolyse et marché de la chimie verte)

• 2018 : Prototype et 1ère commercialisation

• Après 2018 : Recherche & Développement/Industrialisation

Les biocarburants de demain

Une collaboration entre LSPM-UP13 et IFPEN

LSPM – UP13

Jean-Philippe PASSARELLO

IFPEN

Jean-Charles de HEMPTINNE

Rafael LUGO

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Recherche amont orientée vers le développement, l’optimisation de procédés

Propriétés Thermo.

Simulateur de procédés

PROSIM PLUS TM - solubilité - température d’ébullition - domaine de miscibilité,…

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Recherche amont orientée vers le développement, l’optimisation de procédés

Propriétés Thermo.

Simulateur de procédés

Données expérimentales Conditions sévères

Systèmes complexes

Composés mal connus

Données rares

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Recherche amont orientée vers le développement, l’optimisation de procédés

Propriétés Thermo.

Simulateur de procédés

Données expérimentales

Modèle thermo.

Modèle thermodynamique prédictif général applicable à de nombreux corps et mélange

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Mise en oeuvre: outils théoriques + mesures

équations d’état SAFT mesures d’équilibre

s

u(r)

e

r

P = Prep + Pchaîne + PLondon + Ppolaire + Passoc

alcanes, oléfines,… aromatiques, oxygénés,…

alcools, eau,…

IR s

e Modélisation thermodynamique

Expérience

Simulation moléculaire

Monte Carlo

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Démarche: des molécules les plus simples au plus complexes

2001

2006

2014

Alcanes CH3-CH2-…-CH2-CH3

Alcools CH3-CH2-…-CH2-CH2-OH

Oléfines CH2=CH3-…-CH2-CH3

Esters, éthers, cétones,…

O

O …-CH2-CH3

CH3-CH2-…

Poly-aromatiques

Esters et éthers aromatiques O

…-CH2-CH3

OH

…-CH2-CH3

Alkyle phénols Dérivés furaniques

O CH=O

Alkyle aromatiques

…-CH2-CH3

Di-esters

(CH2)n

…-CH2-CH3 CH3-CH2-…

O

O

O

O

hydrocarbures simples

hydrocarbures et oxygénés plus complexes

hydrocarbures lourds et

molécules dans la biohuile

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Fabrication de biocarburants de 2nde génération

Très cher énergétiquement

Technologie avancée

Torréfaction Gazéification Purification

Syngas

biocarburant

Fischer-Tropsch

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Fabrication de biocarburants de 2nde génération

Faible PCI

Technologie avancée

Prétraitement Hydrolyse enzymatique Fermentation

éthanol

Distillation

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Fabrication de biocarburants de 2nde génération

Hydrogénation

Pyrolyse flash / upgrading

biohuiles Conversion

hydrothermale

biocarburant

Faible PCI

Instabilité chimique

Grande viscosité

Acidité forte

Transport facile Basse teneur en soufre et en azote

collaboration LSPM – IFPEN depuis 2010

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Projet ANR MEMOBIOL 2010-2012

IFPEN Mines Paris-Tech ENSTA LSPM

Description thermodynamique de mélanges de molécules contenues dans la biohuile d’origine lignocellulosique

Familles de molécules typiques dans la biohuile: 1.dérivés du furane 2.dérivés du phénol 3.sucres

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Projet ANR MEMOBIOL 2010-2012

Etude systématique de mélanges:

dérivés du furane dérivés du phénol sucres

+ hydrocarbures eau

Résultats: nouvelles mesures meilleure compréhension des phénomènes physiques développement d’un modèle thermodynamique dédié

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Thèse sur la solubilité de l’hydrogène en milieu oxygéné 2012-2015

H2

…-OH

…-CHO

…-COOH

…-O-… …-C=O

H2 liquide (molécules simples)

vapeur nouvelles mesures

estimation par simulation moléculaire

développement d’un modèle

thermodynamique dédié

Déjeuner de la technologie - 13 novembre 2014

Conclusion - perspectives

Malgré des avancées notables, il reste beaucoup à faire pour déboucher sur un procédé de valorisation de la biohuile

acquisition de nouvelles mesures description des charges réelles étude de la vitesse de réaction

Quelques infos utiles …

Prochains rendez-vous de la filière

• Journées Recherche et Industrie biogaz-méthanisation :

3, 4 et 5 Février 2015 à Rennes (ATEE / Club Biogaz)

http://jri2015.irstea.fr/jri2015/

• Forum Recherche / Industrie « Matériaux Biosourcés » : 20 janvier à Paris (3BCAR)

http://www.3bcar.fr/fr/evenements-a-venir/74-le-20-janvier-2015-a-paris

Poursuite des échanges autour d’un buffet

En salle M100 de l’IUT

AVRILE : Esther Heinrich / 01 49 40 36 76 / [email protected]

CCI Seine-Saint-Denis : Julie NGUYEN / 01 48 95 11 31 / [email protected]

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