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

V –Modélisation des transitoires thermiques
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comportement est plus particulièrement observée avec les essais menés en ATG qui le sont
dans des conditions plus proches de celles imposées au modèle avec une surface de verre et
un chauffage par rayonnement à 1375°C, alors que la bille placée directement sous le plasma
reçoit très probablement un flux plus important d’énergie (associant rayonnement, convection
forcée et conduction) expliquant la diminution plus rapide de diamètre.
L’impact du plasma sur le flux thermique a été probablement minoré lors du choix de
la valeur de flux à 200 kW.m -2 puisque la vitesse de gazéification constatée
expérimentalement est plus importante que celle obtenue par notre modélisation.
V - 2 - 1 - 5 - Les limites du modèle
Nous constatons donc que le modèle établi conduit à des résultats proches de
l’expérimental dans les conditions choisies. Cependant nous avons observé, lors des phases
de calcul, une difficulté pour le logiciel à réaliser correctement les calculs lorsque la particule
de bois atteint un diamètre inférieur à environ 5 mm. La convergence à partir de ce moment
est difficile à réaliser obligeant à un maillage plus fin et à des temps de calculs plus longs.
Par ailleurs, la montée en température du cœur de la bille autour des 100-200°C
entraîne une vaporisation complète de l’eau. Celle-ci n’étant plus disponible pour la suite des
réactions lorsque les fortes températures sont atteintes au cœur de la bille, la gazéification
n’est alors plus possible. Cependant, quand la bille atteint 5 mm de diamètre elle a déjà perdu
presque 98 % de sa masse. A ce moment du phénomène modélisé, la majorité de la masse
ayant déjà réagi, nous pouvons donc considérer que nous avons alors pu accéder à une bonne
vision de sa globalité.
En revanche nous devons être vigilants sur un autre point de la modélisation qui est la
valeur retenue pour le flux thermique. En effet, le flux est le seul paramètre extérieur à la
biomasse que nous appliquons au modèle et par conséquent le temps de réaction global
observé est directement lié à ce choix. La comparaison faite entre les différentes pertes de
diamètre d’une bille (cf. Figure V-7) nous conforte dans le choix que nous avons fait d’un
flux thermique entre 1375 et 1200°C. La température la plus élevée étant choisie par rapport
aux essais en ATG, nous voyons que la valeur retenue de 1200°C pour la disparition de la
matière et la réaction de gazéification donne de bons résultats. En revanche ces courbes nous
montrent également que le plasma apporte un flux thermique plus important que celui
envisagé. Pour améliorer les résultats nous aurions peut-être dû chercher à adapter cette
valeur en fonction de la source d’énergie choisie afin de modéliser correctement le
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