Procédés Thermiques

L’équipe s’intéresse à la destruction ou la valorisation des eaux et des déchets par l’utilisation de procédés thermiques. La distinction majeure se fait selon la présence ou non d’un oxydant. En présence d’oxydant, nous étudions les procédés d’oxydation hydrothermale en eau sous pression, en sous critique avec l’oxydation en voie humide, et en super critique (dans ce dernier cas principalement des cas d’étude en collaboration avec des industriels). L’oxydation conduit à la destruction du déchet ou de la pollution. D’autre part, en présence ou en limite d’oxydant, la matière végétale peut être valorisée sous la forme d’un flux matière, liquide type bio huile pour la liquéfaction en eau sous critique, ou gaz (H2, CH4, CO) par procédés de gazéification (pour les solides, à pression atmosphérique sous flux de vapeur sèche et pour les effluent en milieu aqueux supercritique).

Deux procédés sont plus particulièrement étudiés au laboratoire :

Colonne à bulle pour l’oxydation en voie humide :
Le procédé d’oxydation en voie humide : l’approche innovante est ici de s’intéresser à la caractérisation fine de la mise en œuvre des colonnes à bulles, sous haute pression et température. L’hydrodynamique de la phase liquide, la rétention de la phase gazeuse, le transfert de matière (par la détermination de l’aire interfaciale et du coefficient de transfert de matière) sont les principaux éléments étudiés. Pour ce procédé, nous étudions également la possibilité de coupler l’oxydation avec un traitement biologique sur lit fixe, en particulier pour améliorer le traitement des molécules persistantes dans l’environnement.
Ecoulement dans une colonne à bulle (20 MPa, 100 °C)
La gazéification en voie sèche : un lit fluidisé bouillonnant continu permet l’étude des coefficients de transferts de chaleur et de matière au sein du lit et au sein du grain du solide à valoriser. La ségrégation sur des particules inhomogènes en diamètre et en densité est étudiée. La qualité des solides produits est un enjeu important, notamment à travers la volatilisation des métaux lourds et le comportement à la lixiviation du résidu solide. Des outils méthodologiques et de mesures sont développés pour répondre à ses questions.
Enfin, nous nous intéressons à développer des procédés non destructifs d’extraction de produits à haute valeur ajoutée en eau chaude sous pression, comme première valorisation de la matière végétale.