Etude d'un procédé de gazéification de biomasse en ambiance ...

V –Modélisation des transitoires thermiques
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V - MODELISATION DES TRANSITOIRES THERMIQUES
L’objectif de la modélisation thermique est de connaître la température en tout point
d’une plaquette ou d’une sphère de bois et son évolution lors de la gazéification sous un flux
thermique engendré par du verre fondu ou par un plasma.
Cette connaissance doit permettre en particulier d’évaluer la vitesse de montée en
température et l’épaisseur des zones de pyrolyse et de gazéification sur un morceau
centimétrique exposé au flux thermique.
V - 1 - Choix des paramètres du modèle
Les paramètres choisis pour représenter la biomasse et ses changements lors du
traitement thermique sont directement liés au logiciel Flux-Expert dont nous disposons pour
la simulation (cf. III - 6 - 1 - ).
Les hypothèses prises en compte pour la modélisation sont les suivantes :
- le bois est considéré somme anisotrope et homogène,
- la cinétique des réactions chimiques de pyrolyse et gazéification est considérée comme
suffisamment rapide pour qu’elle ne soit pas limitante par rapport à la thermique (cf. IV
- 2 - 4 - ),
- l’humidité du bois est supposée non mobile lors de la pyrolyse pour rester disponible
pour la gazéification ; cette hypothèse a été choisie par facilité mais présente des
limites, ainsi l’eau nécessaire à la gazéification provient plutôt de l’intérieur du bois et
diffuse vers la zone de gazéification, mais elle ne doit pas trop affecter la
représentativité du modèle tant qu’il reste de l’eau dans la zone moins chaude à
l’intérieur du bois,
- le flux thermique absorbé par la paroi extérieure du bois au cours de la gazéification est
supposé constant dans le temps.
V - 1 - 1 - Capacité thermique massique à pression constante
Le logiciel ne prend pas directement en compte l’énergie absorbée par les réactions
chimiques endothermiques. L’énergie absorbée par les réactions de pyrolyse et de
gazéification a donc été intégrée dans l’augmentation de la capacité thermique massique du
matériau dans le domaine de température dans lequel se déroulent ces réactions. L’énergie à
fournir au bois lors de la montée en température est calculée au paragraphe III - 7 - 2 - (cf.
Figure III-30), les variations brutales de pente des segments de la courbe ont été lissées pour
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