Conception et caractérisation expérimentale d'un réacteur de gazéification pour l'Afrique de l'Ouest par Laetitia ZOUNGRANA

IMMC

December 21, 2022

16:00

Ouagadougou

Pour l'obtention du grade de Docteur en sciences de l'ingénieur et technologie

La gazéification est un procédé de conversion thermochimique de la biomasse utilisée dans des applications de production de chaleur et d’électricité. Ce procédé est prometteur dans un environnement ouest africain où les besoins énergétiques sont importants et où le potentiel en biomasse est considérable. La présente étude s’inscrit dans un contexte de valorisation par gazéification des résidus agricoles notamment la balle de riz. Elle a permis de concevoir et de fabriquer un réacteur de gazéification adapté aux petites unités industrielles dans le secteur de la transformation agricole.

Cette étude se décline en plusieurs étapes à savoir la mise en place d’une méthodologie de conception du prototype, la modélisation à l’équilibre de la composition du gaz produit, la simulation des pertes thermiques du procédé et la mise en œuvre d’une étude expérimentale sur le prototype. Plusieurs paramètres ont été étudiés expérimentalement à savoir le ratio d’équivalence, les niveaux d’injection d’air de même que le mode d’approvisionnement en combustible. Le gaz produit à l’issu du procédé de gazéification a été analysé afin de déterminer les conditions opératoires dans lesquelles le meilleur rendement a été obtenu.

Les meilleurs essais menés ont été réalisés à un ratio d’équivalence de 0,32 pour une puissance thermique de 50 kWth[PCI] et un rendement de 46 %. La composition du gaz obtenu est de 14,62 % de CO, 12,89 % de CO2, 2,89 % de CH4 et 6,84 % de H2. Ces résultats avec un rendement relativement faible s’expliquent par les basses températures du procédé et une zone de réduction froide. En effet les pertes thermiques estimées à 8 % de l’ensemble du bilan d’énergie des entités sortantes du réacteur sont probablement plus élevées. Certaines difficultés opérationnelles telles que l’homogénéisation du lit au cours de gazéification conduit à la formation de by-pass où les gaz de pyrolyse sont entrainés vers la sortie. Cela explique également les proportions du gaz obtenu avec de faibles teneurs en CO et H2. La campagne expérimentale menée sur le gazéifieur a permis d’émettre des perspectives pour améliorer les rendements pour de futurs travaux.

 

Membres du jury

  • Prof. Hervé Jeanmart (UCLouvain, Belgium), supervisor
  • Prof Grand Lat N'Diaye (Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement 2ie, Burkina Faso), chairperson
  • Prof. Aude Simar (UCLouvain, Belgium)
  • Prof. Yézouma Coulibaly (Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement 2ie, Burkina Faso)
  • Dr. Sayon Sidibe (Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement - 2ie, Burkina Faso)
  • Dr. Benoît Herman (UCLouvain, Belgium)
  • Dr. Oumar Sanago (IRSAT)
  • Dr. Laurent Van De Steen (CIRAD)

 

Lien ZOOM : https://2ie-edu.zoom.us/j/96204495872?pwd=NjNKcW1lWnpHVUN0WjNYTTlOdGpuUT09

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