Torréfaction et gazéification des combustibles solides de récupération en réacteur à flux entraîné

Les combustibles solides de récupération (CSR) sont des déchets solides, non dangereux, préparés en vue d’une valorisation énergétique, principalement par combustion. Leur quantité abondante en fait un gisement d’énergie important et une alternative à l’enfouissement des déchets. Ces déchets, provenant des ménages ou d’industries, sont souvent très hétérogènes du fait de leur provenance multiple, ou de la nature complexe des objets dont ils sont issus. En pratique, on y retrouve de la matière organique, des plastiques, du bois, des textiles, des cartons, etc. Parmi les voies de valorisation des CSR, alors que la combustion est largement répandue, la valorisation par gazéification est au contraire en cours de développement.La gazéification est une conversion thermochimique, menée généralement entre 800 et 1500°C en présence d’un gaz oxydant, qui transforme des matériaux carbonés solides en gaz de synthèse valorisable en carburants liquides ou gazeux. La technologie de gazéification à flux entrainé, grâce à sa grande flexibilité, permet de convertir à haute température une large variété de charges et de produire un gaz de synthèse sans goudron, idéal pour la production de carburants liquides. En amont du procédé de gazéification, une étape de torréfaction de la charge peut être réalisée. Celle-ci, appliquée à de la biomasse, permet de générer un solide torréfié dont les propriétés sont propices au stockage, broyage et transport. La torréfaction des CSR a cependant été peu étudiée jusqu’à présent.La présente thèse propose d’étudier la torréfaction et gazéification des CSR afin de déterminer les conditions permettant l’amélioration des propriétés des solides torréfiés, le lien entre degré de torréfaction et rendement en gaz de synthèse et le devenir de la matière inorganique. Les travaux de thèse se dérouleront en deux temps :1. La première tâche se concentrera sur la torréfaction des CSR. Ce travail expérimental, réalisé au CEA(centre de Grenoble), permettra de générer des solides torréfiés à différents degrés de torréfaction et decaractériser leurs propriétés physico-chimiques. Une analyse des gaz et des matières inorganiques seraégalement effectuée.2. La seconde tâche consistera à réaliser des tests de gazéification des CSR bruts et torréfiés dans unréacteur présent à IMT Mines Albi. L’objectif est d’étudier l’effet du prétraitement et des conditions degazéification sur la composition du gaz de synthèse ainsi que le devenir des impuretés et contaminants.

Directeur de thèse : Pr Sylvain SALVADOR, IMT Mines Albi RAPSODEE, ORCID : 6002-1717

Encadrant IFPEN : Dr Mathieu Morin, ORCID : 8686-7366

Encadrant CEA : Dr Sylvie Valin, CEA Grenoble

Localisation du doctorant : CEA Grenoble (12-18 mois), Grenoble, France IMT Mines Albi (18-24 mois), Albi, France

Durée et date de début : 3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2025 (3 novembre)

Employeur : IFP Energies Nouvelles

Qualifications : Master en Génie Chimique, Génie Procédés

Connaissances linguistiques : Anglais niveau B2 (CECR)

Autres qualifications : Génie Procédés, Physico-chimie, Caractérisation de solides

La thèse est démarrée à l'initiative de IFP Energies Nouvelles et de CEA Grenoble, en partenariat avec le laboratoire Rapsodee d'IMT Mines Albi.

Thèse à réaliser au CEA Grenoble et à IMT Mines Albi, sous l'égide de IFPEN.

Master en Génie Chimique, Génie des Procédés, Physico-chimie, Caractérisation de solides