Thèse de Kanika Sood

Soutenance de thèse de Kanika Sood - laboratoire PC2A

Résumé :

Les biocarburants et autres produits chimiques dérivés de la biomasse sont désormais considérés comme un élément essentiel du portefeuille énergétique durable, où ils promettent de contribuer à la sécurité énergétique de notre société. Malgré l'intérêt indéniable que présentent ces biocarburants, leurs processus de combustion sont susceptibles de favoriser la formation d'HAPOs (Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques Oxygénés) qui peuvent à terme contribuer à la formation de suie, et peuvent également en modifier profondément les propriétés. Le travail réalisé dans cette thèse a porté sur l'identification et la quantification des aromatiques oxygénés formés lors de la combustion d'un biocarburant à base de lignine dans des conditions de flamme. Des flammes laminaires prémélangées d'anisole (composé modèle de substitution pour la biomasse) et de mélanges de carburants hydrocarbonés (iso-octane et méthane) ont été étudiées à l'aide de la chromatographie en phase gazeuse avancée. Dans ce contexte, nous avons mis en œuvre une technique d'enrichissement de l'échantillon (piège de préconcentration de l'échantillon) avec un ensemble d'analyses chromatographiques in situ et ex situ (1D GC-MS, 1D GC-SPT-FID et 2D GC-MS) qui nous ont permis d'identifier un large panel de différents aromatiques oxygénés (~100). Ces résultats ont ensuite été utilisés pour analyser les voies de décomposition du combustible qui conduisent à la formation d'HAPOs. Avec l'identification, cette thèse fournit une base de données expérimentale quantitative détaillée en termes d'évolution de la fraction molaire par rapport à la hauteur de la flamme pour plusieurs aromatiques oxygénés et non oxygénés associés. D'autres biocarburants comme le 2,5-DMF et l'éthanol ont également été étudiés et les résultats expérimentaux ont montré que les différentes structures moléculaires des biocarburants conduisent à des différences significatives dans la formation d'espèces intermédiaires et de polluants. Ce travail met également en lumière des informations cruciales concernant la quantité et la taille des particules de suie formées dans ces flammes en utilisant LII et SMPS. Les résultats préliminaires des mesures de suie indiquent que la taille des particules de suie dans ces flammes est très petite (<10 nm).

Mots clés : biocarburants,combustion,suie,cinétique,HAPOs,flamme de pré-mélange