Missions :

Le Laboratoire Réacteurs et Procédés (LRP) du CEA Grenoble travaille depuis de nombreuses années sur la conversion thermochimique de biomasse ou de déchets carbonés, dans l’objectif de produire des vecteurs énergétiques susceptibles de remplacer les produits d’origine fossile. Ainsi, la gazéification, qui s’applique à diverses ressources (biomasses forestières, résidus agricoles, déchets variés), est menée à une température de l’ordre de 800°C en présence d’un gaz oxydant, et permet de produire un mélange de gaz composé majoritairement de H2, CO, CO2, CH4. Ce gaz peut ensuite être utilisé pour la production de chaleur et électricité, ou de carburants liquides ou gazeux.
Le Laboratoire des Systèmes Energétiques et Territoires (LSET) mène quant à lui des évaluations techniques et économiques des procédés incluant l’ensemble des étapes allant de la ressource au produit final, incluant la gazéification.

Afin de représenter la gazéification de ces différentes ressources dans la simulation de procédés, des modèles simplifiés, de type pseudo-thermodynamique, sont couramment utilisés. Toutefois, la pertinence de l’utilisation de ces modèles, quelles que soient les ressources et conditions opératoires, reste à démontrer. Une mauvaise prévision de la composition du gaz produit est source d’incertitude pouvant se propager dans le dimensionnement des étapes avales à la gazéification, ce qui peut grandement changer les résultats des évaluations techniques et économiques du procédé.

L’objectif du stage est de construire et valider un modèle unifié permettant de représenter la gazéification de biomasses et déchets de compositions variées, et de l’intégrer dans le logiciel de simulation PROSIM+.
Pour atteindre cet objectif, le stage comprendra :
• Un recensement des données expérimentales obtenues au LRP pouvant être utilisées pour la construction et la validation du modèle ;
• Une recherche bibliographique pour compléter des données avec d’autres résultats expérimentaux ;
• Une confrontation de l’ensemble des résultats expérimentaux avec les résultats d’un modèle pseudo-thermodynamique simple, qui sera complexifié au fur et à mesure du stage en un modèle unifié afin d’améliorer sa pertinence ;
• La mise en œuvre des différentes formes du modèle dans des simulations de procédés globaux réalisées avec l’outil PROSIM+ ; ceci permettra d’évaluer l’impact du niveau de précision du modèle de gazéification sur le dimensionnement, et éventuellement le chiffrage économique des étapes avales à la gazéification.