Des torches à plasma qui carburent au gaz de synthèse, en voilà une idée qu’elle est bonne
La société Europlasma est engagée dans un programme (GALACSY) visant à définir la pertinence technico-économique d’un procédé plasma appliqué à la filière BTL (Biomass To Liquid). Ce programme de développement consiste en la définition d’un schéma procédé permettant de réaliser une gazéification assistée par plasma. L’objectif étant de convertir une biomasse solide en un gaz de synthèse propre, dont les propriétés rendent compatible son usage dans une synthèse Fisher Tropsch ; ceci afin de produire un biocarburant de 2nde génération.
Les travaux théoriques et expérimentaux à l’échelle laboratoire sur le schéma procédé sont soutenus financièrement par l’ANR (Agence Nationale pour la Recherche) depuis 2006 et pour une durée de 3 ans. Ces essais à l’échelle laboratoire sont réalisés en collaboration avec le CEA de Cadarache et plusieurs laboratoires de recherche français en région PACA.
Depuis l’an dernier, la société dirigée par Didier Pineau travaille à la conception d’une torche à plasma spécifique qui doit accepter des gaz autres que l’air. Ce programme, supporté par l’OSEO Innovation et la Région Aquitaine, doit permettre de démontrer la capacité de l’outil plasma à fonctionner à une échelle dix fois plus grande que la torche utilisée à l’échelle laboratoire développée il y a 3 ans par Europlasma.
Pour ce faire, l’industriel a conçu une nouvelle génération de torche à plasma capable de fonctionner avec du gaz de procédé recyclé (CO/H2/CO2/CH4).
La tête de proue de celle nouvelle génération de torche a une puissance unitaire de 300 kW. Cette technologie préfigure des modèles de torche dont la puissance requise se situe autour de plusieurs mégawatts ; ceci en attendant l’émergence d’un besoin de la filière biocarburant pour des torches de plusieurs dizaines de mégawatts à rassembler sur un même site de production.
A noter qu’Europlasma base son développement sur de nombreux brevets déposés à la fois sur la torche à plasma et sur les procédés associés. Son site d’essais R&D, établi à Morcenx (Landes, 40) bénéficie d’une infrastructure qui permet de gérer temporairement jusqu’à 2 tonnes de CO en bouteille par campagne d’essai. Pour l’heure, on constate que les campagnes d’essais qui se sont déroulées durant l’année 2008 ont permis de valider le fonctionnement de la torche lorsque celle-ci est alimentée avec des mélanges gazeux représentatifs des gaz de synthèse à savoir des mélanges composés de CO, H2, CH4, CO2.
Les résultats obtenus sont en complète ligne avec les estimations préalables. Les tests se sont déroulés sans aucun écueil technique et apportent une foison de données de fonctionnement très pertinentes et uniques pour la filière procédé BTL.
La torche a pu être testée dans différentes configurations. Sa capacité à démarrer directement avec le gaz concerné est remarquable. Il est tout aussi exceptionnel que la torche supporte des variations de composition de gaz durant son fonctionnement.
Les paramètres de fonctionnement de la torche ont été enregistrés et, quel que soit le mélange gazeux, le fonctionnement de la torche est compatible avec un usage industriel. En particulier, l’usure des électrodes est normale et le rendement de la torche est comparable à celui obtenu lorsque la torche est alimentée avec de l’air.
Cette réussite technologique apporte les éléments suivants :
Amélioration de l’impact environnemental :
Aucun dégagement de NOx car les gaz de synthèse, contrairement à l’air, ne contiennent pas d’azote.
Possibilité de recycler un gaz de procédé limitant ainsi les émissions de CO2.
Contrôle et choix des réactions chimiques initiées entre le dard plasma et le milieu à traiter (gaz de synthèse issu d’un premier étage de gazéification, biomasse, déchet…).
Confirmation qu’un schéma procédé BTL plasma est viable et qu’il permet de maximiser la quantité de biocarburant produite par rapport à une quantité de biomasse à traiter
La réactivité de pilotage de la torche étant supérieure à l’inertie du procédé, il peut-être attendu une grande flexibilité de pilotage.
L’an prochain, permettra de consolider et d’approfondir les connaissances de fonctionnement de la torche à plasma 300 kW avec quelques mélanges spécifiques de gaz, ceci en corrélations avec les données fournies par des sociétés détenant des Fisher Tropsch. En particulier une série d’essai est planifiée pour faire fonctionner la torche en pression. De plus, la première application industrielle se fera sur Turboplasma, réacteur thermochimique breveté par Europlasma.