Etude d'un procédé de gazéification de biomasse en ambiance ...
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V –Modélisation <strong>de</strong>s transitoires thermiques<br />
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V - MODELISATION DES TRANSITOIRES THERMIQUES<br />
L’objectif <strong>de</strong> la modélisation thermique est <strong>de</strong> connaître la température <strong>en</strong> tout point<br />
d’une plaquette ou d’une sphère <strong>de</strong> bois et son évolution lors <strong>de</strong> la <strong>gazéification</strong> sous un flux<br />
thermique <strong>en</strong>g<strong>en</strong>dré par du verre fondu ou par un plasma.<br />
Cette connaissance doit permettre <strong>en</strong> particulier d’évaluer la vitesse <strong>de</strong> montée <strong>en</strong><br />
température et l’épaisseur <strong>de</strong>s zones <strong>de</strong> pyrolyse et <strong>de</strong> <strong>gazéification</strong> sur un morceau<br />
c<strong>en</strong>timétrique exposé au flux thermique.<br />
V - 1 - Choix <strong>de</strong>s paramètres du modèle<br />
Les paramètres choisis pour représ<strong>en</strong>ter la <strong>biomasse</strong> et ses changem<strong>en</strong>ts lors du<br />
traitem<strong>en</strong>t thermique sont directem<strong>en</strong>t liés au logiciel Flux-Expert dont nous disposons pour<br />
la simulation (cf. III - 6 - 1 - ).<br />
Les hypothèses prises <strong>en</strong> compte pour la modélisation sont les suivantes :<br />
- le bois est considéré somme anisotrope et homogène,<br />
- la cinétique <strong>de</strong>s réactions chimiques <strong>de</strong> pyrolyse et <strong>gazéification</strong> est considérée comme<br />
suffisamm<strong>en</strong>t rapi<strong>de</strong> pour qu’elle ne soit pas limitante par rapport à la thermique (cf. IV<br />
- 2 - 4 - ),<br />
- l’humidité du bois est supposée non mobile lors <strong>de</strong> la pyrolyse pour rester disponible<br />
pour la <strong>gazéification</strong> ; cette hypothèse a été choisie par facilité mais prés<strong>en</strong>te <strong>de</strong>s<br />
limites, ainsi l’eau nécessaire à la <strong>gazéification</strong> provi<strong>en</strong>t plutôt <strong>de</strong> l’intérieur du bois et<br />
diffuse vers la zone <strong>de</strong> <strong>gazéification</strong>, mais elle ne doit pas trop affecter la<br />
représ<strong>en</strong>tativité du modèle tant qu’il reste <strong>de</strong> l’eau dans la zone moins chau<strong>de</strong> à<br />
l’intérieur du bois,<br />
- le flux thermique absorbé par la paroi extérieure du bois au cours <strong>de</strong> la <strong>gazéification</strong> est<br />
supposé constant dans le temps.<br />
V - 1 - 1 - Capacité thermique massique à pression constante<br />
Le logiciel ne pr<strong>en</strong>d pas directem<strong>en</strong>t <strong>en</strong> compte l’énergie absorbée par les réactions<br />
chimiques <strong>en</strong>dothermiques. L’énergie absorbée par les réactions <strong>de</strong> pyrolyse et <strong>de</strong><br />
<strong>gazéification</strong> a donc été intégrée dans l’augm<strong>en</strong>tation <strong>de</strong> la capacité thermique massique du<br />
matériau dans le domaine <strong>de</strong> température dans lequel se déroul<strong>en</strong>t ces réactions. L’énergie à<br />
fournir au bois lors <strong>de</strong> la montée <strong>en</strong> température est calculée au paragraphe III - 7 - 2 - (cf.<br />
Figure III-30), les variations brutales <strong>de</strong> p<strong>en</strong>te <strong>de</strong>s segm<strong>en</strong>ts <strong>de</strong> la courbe ont été lissées pour<br />
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