Analyse moléculaire des produits issus de la transformation de la

Énergies renouvelables | Production éco-responsable | Transports innovants | Procédés éco-efficients | Ressources durables
© 2011 - IFP Energies nouvelles
Direction Physique et Analyse – Journée thématique La Thermodynamique et les Bioprocédés – 12.12.2012
Analyse moléculaire
des produits issus de la transformation
de la biomasse lignocellulosique
N. Charon, B. Omaïs, J. Barbier
A. Le Masle, J. Ponthus

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Contexte
Vers une diversification énergétique
En 2010, la consommation mondiale de biocarburants a représenté
environ 3% de la consommation totale de carburants
Aujourd’hui la France incorpore près de 7% de biocarburants
dans le pool carburants essence et gazole
Objectif européen[1]
10% d’énergies renouvelables dans les transports en 2020
⇨Développement de nouvelles filières de substituts aux carburants fossiles
à partir de sources renouvelables
Développement de procédés de transformation de la biomasse lignocellulosique
[1] Directive de l’Union Européenne 2009/28/CE

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Cellulose
Hémicellulose
O
O
O
O
OH
OH
Lignin
OH
O
O
OH
OH
O
O
OH
OH
O
O
O
OOH Lignin
O
OH
OH
O
OOH
OH
OH
O
OH
O
O
Lignin O
O
Hemi OO
OH
OHOH
OO
OH
OHOH
OO
OH
O
OH OO
OH
OH
O
OH
O
OH
OHemi
OH
OHOH
OH
OH
Hemi
O
OO
OO
OO
OO
Cell
Cell
OH OH
OH
OH
OH OH
OH OH
OH
OH OH
OH
OH
OH OH
O
OO
OO
OO
OO
O
Cell
OH OH
OH
OH
OH OH
OH OH
OH
OH OH
OH
OH
OH OH OH
OH
OH OH Cell
Lignine
Vue au MEB des parois
cellulaires végétales
35-50%m/m
25-35%m/m
15-25%m/m
[Himmel, 2008] ; [Bobleter, 1994] ; [Lin, 1992]
Contexte
La biomasse lignocellulosique

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Contexte
Les biocarburants de 2
nde
génération
Van Krevelen Diagram on Kerogens, Coal & Biomass
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
O/C Atomic Ratio
H/C Atomic Ratio
Anthracite
(high rank)
Lignite
(low rank)
Biomass
Peat
Sub. Bituminous Coal
(low/medium rank)
Bituminous Coal
(high/medium rank)
Cellulose
Lignin
Coals
Coals
Woods
Straws
Grass
Petroleum
products /
crude oils
Kerogens
Type III
(swamp/woody
source)
Type II
(marine+inland
source)
Type I
(alga-marine
source)
Van Krevelen Diagram on Kerogens, Coal & Biomass
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
O/C Atomic Ratio
H/C Atomic Ratio
Anthracite
(high rank)
Lignite
(low rank)
Biomass
Peat
Sub. Bituminous Coal
(low/medium rank)
Bituminous Coal
(high/medium rank)
Cellulose
Lignin
Coals
Coals
Woods
Straws
Grass
Petroleum
products /
crude oils
Kerogens
Type III
(swamp/woody
source)
Type II
(marine+inland
source)
Type I
(alga-marine
source)
Van Krevelen Diagram on Kerogens, Coal & Biomass
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
O/C Atomic Ratio
H/C Atomic Ratio
Anthracite
(high rank)
Lignite
(low rank)
Biomass
Peat
Sub. Bituminous Coal
(low/medium rank)
Bituminous Coal
(high/medium rank)
Van Krevelen Diagram on Kerogens, Coal & Biomass
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
O/C Atomic Ratio
H/C Atomic Ratio
Anthracite
(high rank)
Lignite
(low rank)
Biomass
Peat
Sub. Bituminous Coal
(low/medium rank)
Bituminous Coal
(high/medium rank)
Cellulose
Lignin
Coals
Coals
Woods
Straws
Grass
Petroleum
products /
crude oils
Kerogens
Type III
(swamp/woody
source)
Type II
(marine+inland
source)
Type I
(alga-marine
source)

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5
500
300
Torréfaction / Gazéification / Purification Syngas / FT
Produits
liquides
Produits
solides
Biomasse
Lignocellulosique
Pyrolyse rapide / Upgrading
Conversion hydrothermale
Prétraitement / Hydrolyse enzymatique + Fermentation
Catalyse hétérogène en milieu aqueux
Contexte
Température (oC)
< 100
1400
700
Voies de transformation de la biomasse