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

V –Modélisation des transitoires thermiques
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Dans le bois
(T450°C) 60
Température
(°C)
Distance
(mm)
100 5
450 7,75
100 4
450 6,75
450 7,75
1150 8,25
450 6,75
1150 7,25
Gradient calculé
(°C.mm -1 )
130
130
1400
1400
Tableau V-1 : Calculs des gradients de température dans une sphère de bois
avant et après la transformation de la surface en charbon de bois (450°C).
Les résultats du Tableau V-1 nous montrent une très nette différence entre les
gradients de température dans le bois et dans le charbon de bois. En effet, avant la formation
de charbon de bois, le gradient thermique est de l’ordre de 130°C.mm -1 et il croit ensuite
fortement.
Le flux thermique pénètre dans la matière facilement, l’énergie transmise est
importante et le matériau se réchauffe rapidement.
Mais une fois les 450°C dépassés, il se forme en surface une couche de charbon dont
le pourvoir isolant est supérieur à celui du bois. On remarque alors que le gradient de
température dans le matériau est plus élevé. En effet, l’isolation conduit à une température
importante à la surface qui ne parvient pas à chauffer l’intérieur de la bille de bois,
conduisant à un écart de température important sur de faibles distances. Cela a pour
conséquence de créer un front de réaction très mince qui forme une coque autour du matériau
dont l’intérieur ne dépasse pas les 450°C.
Cela se retrouve sur la Figure V-4, les couleurs froides (du bleu clair au violet)
représentant des valeurs inférieures à 450°C pénètrent sur quelques millimètres à l’intérieur
de la bille alors que les couleurs chaudes (rouge, orange, jaune) représentant des valeurs
supérieures à 450°C ne forment qu’une mince couche en surface de la bille. Ces observations
correspondent à ce qui était attendu pour une gazéification en régime thermique (Dupont,
2006), où seuls les transferts thermiques sont limitants (le matériau étant isolant) par rapport
aux réactions chimiques.
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