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ÉNERGIE: Biomasse & Valorisation des rejets Professeur Jamal Chaouki 6 ème Journée de la Recherche de Polytechnique – 24 mai 2007.

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1 ÉNERGIE: Biomasse & Valorisation des rejets Professeur Jamal Chaouki 6 ème Journée de la Recherche de Polytechnique – 24 mai 2007

2 Objectifs Biomasse et déchets solides Bioraffinerie de 1 ère génération (2010); Bioraffinerie de 2ème génération (2015); Bioraffinerie de 3ème génération; Potentiel de mobilisation de la biomasse pour la production dénergie et de biocarburants

3 Pourquoi de la biomasse? Problème énergétique nest pas nouveau: vers la fin du 18ème siècle: les rares forêts de lAngleterre doivent être conservées pour larmement naval. LAngleterre va sappuyer sur linnovation technique dun français: D. Pépin, que labondance des forêts françaises a fait négliger à Paris: la machine à vapeur Avant les années 50, non négligeable comme biocarburant; Avant, capacité à réduire les émissions à léchappement des véhicules; Capacité à réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES); Diminuer le recours aux ressources en pétrole.

4 Caractéristiques de la Biomasse Renouvelable et durable Connectée à léconomie du monde rural Multi-utilisation: alimentation, énergie, biocarburant, matériaux… Pas de production de GAS. Lors de la combustion, elle ne fait que restituer la dose capturée. Bilan nul: en théorie

5 Bilan CO 2 nul en théorie, mais pas en pratique Culture intensive; Lapprovisionnement des usines de production; La transformation industrielle; La synthèse des biocarburants et leur transport au dépôt avant utilisation; Lutilisation dengrais et pesticides… Consomment de lénergie fossile et rejettent des GAS

6 Gain "effet de serre"/aux solutions traditionnelles

7 What is Biorefinery ? US Department of Energy: Biorefinery is an overall concept of a processing plant where biomass feedstocks are converted and extracted into a spectrum of valuable products American National Renewable Energy Lab Biorefinery is a facility that integrates biomass conversion processes and equipment to produce fuels, power and chemicals from biomass

8 Biomasse pour la Production de Biocarburants 1 ère génération (jusquà 2010): Produits ou résidus agricoles et forestiers:

9 Evolution de la production de biocarburants dans le monde en Mt

10 Production de biocarburants dans le monde

11 Quelques chiffres Consommation mondiale de pétrole en 2005 = 23 Gtep Consommation mondiale de pétrole dans le transport = 1.6 Gtep 1 Mt éthanol = 0.67 Mtep (production canadienne)!! 1 Mt EMHV = 0.95 Mtep (la moitié de la production canadienne)!! Production mondiale de biocarburants 2005 = 22 Mtep = 22 Mha % de biocarburants dans le transport en 2005= 1.4%!! Production mondiale de biocarburants 2015 = 64 Mtep = 64 Mha % de biocarburants dans le transport en 2015 = 4%!! Potentiel de surfaces agricoles dans toute lEurope (jachères + surplus) = 14 Mha MANGER ou CONDUIRE, il faut CHOISIR

12 Les différentes ressources (1 ère et 2 ème génération) & Produits de Conversion

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14 Production déthanol à partir des matières lignocellulosiques Préparation de la matière première: déstructurer la matière lignocellulosique pour permettre laccès aux parties sucrées (aux hémicelluloses et la cellulose) Conversion de la cellulose en glucose: hydrolyse enzymatique (- car qté denzymes 10 à 100 par rapport au mais, blé…) Fermentation des sucres en éthanol Distillation et purification finale.

15 La filière "Biomass to Liquid" BtL Conditionnement de la biomasse; Gazéification: H 2 /CO; Production Centrales électriques: IGCC Gazogène ou gaz à leau: voitures Synthèse Fischer-Tropsch (Rapport =2): Catalyseurs à base de fer: production dessence; Catalyseurs à base de cobalt: gazole et kérosène

16 Réacteur slurry de Sasol D = 10m, H = 60 )

17 Basic principles of Biorefinery (Phase III) Feedstocks Processing- Technologies Products substances and Energy Food & Feed Grains Ligno-cellulosic Biomass (late grass, reed, bush) Forest Biomass (wood, underwood, waste wood-processing) Municipal Solid Waste (paper/cardboard, town cleaning) Bioprocess (bacterial, enzymatic) Chemical processes Thermo-chemical processes Thermal processes Physical processes Fuels Chemicals Materials (polymers) Specialties Goods

18 Déchets solides Vs. Biomasse

19 Combustion/Gazéification

20 "Biomasse urbaine"

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22 CRIP-PAPRICAN: Bioraffinage Intégration: Usines de pâtes et papiers; Bioraffinage Pour la production de: De papiers; Dénergie; De produits pétroliers; Des produits pétrochimiques (bioplastiques…); Pharmaceutique (Neutraceutique).

23 Conclusion Bioproduits: un potentiel pour les bioraffineries de 3 ème génération une contribution à la diversification des carburants; une contribution à la diversification énergétique une contribution à la réduction des GAS Disponibilité en terres cultivables face au marché de lalimentation; Attention à une crise environnementale: déforestation massive et compétition pour les ressources en eaux

24 Jacques Attali: Une brève histoire de lavenir Cest le manque qui force à aller chercher une nouvelle richesse. Les raretés sont des bénédictions pour les ambitieux. …Autre leçon: peu importe qui invente une technologie, limportant est dêtre en situation -culturelle et politique- de la mettre en œuvre


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