Analyse 4E (Energétique, Exergétique, Environnementale et Economique) de systèmes de valorisation énergétique de biomasses

4E analysis (energetic, exergetic, environnememental and economic) of systems of energetic valorization of biomasses

• Auteur / Autrice : Manel Dahmani
• Direction : Christophe Marvillet, Christelle Périlhon, Ammar Houas, Noureddine Hajjaji
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energétique, génie des procédés. Energétique
• Date : Soutenance le 21/12/2017
• Etablissement(s) : Paris, CNAM en cotutelle avec École nationale d'ingénieurs de Gabès (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de chimie moléculaire, génie des procédés chimiques et énergétiques (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Unité de recherche : Unité de recherche Catalyse et Matériaux pour l'Environnement et les Procédés (Gabès, Tunisie)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Hetet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mehrez Romdhane
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gilles Vaitilingom, Féthi Zagrouba

Mots clés

Mots clés contrôlés

Exergie

Environnement

Électricité -- Production

Aspect économique

Énergie de la biomasse

Analyse du cycle de vie

Tunisie

Bois -- Gazéification

Biomasse -- Conversion

Mots clés libres

Biomasse

Gazéification

Électricité

ACV

Analyse économique

Biomass

Gasification

Electricity

LCA

Economic analysis

Résumé

L’épuisement des ressources fossiles et la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre incitent à rechercher de nouvelles sources d’énergie à la fois renouvelables et moins polluantes. La biomasse, par son abondance, apparaît comme une filière intéressante de remplacement des énergies fossiles et notamment du pétrole. L’objectif de ce travail est d’effectuer une analyse 4E (Energétique, Exergétique, Environnementale et Economique) d’un système de production de l’électricité via la gazéification des déchets de palmiers. Ces derniers constituent l’une des richesses végétales les plus abondantes en Tunisie et qui de nos jours, restent très peu exploitées. Un gazéifieur à lit fixe couplé à un moteur à combustion interne est considéré pour produire 330kW d’électricité. Le rendement de gazéification « Cold Gaz Efficiency » du procédé est de 58,58%. Les résultats montrent que les rendements énergétique et exergétique du système étudié sont de 22,6% et 19,22%, respectivement. Les performances environnementales du système sont évaluées à l’aide d’une Analyse de Cycle de Vie (ACV). L’évaluation économique est réalisée dans le but d’évaluer le coût de production de l’électricité par l’installation de gazéification. Les résultats donnent un coût de 3,88ct€ pour 1kWh.

The fossil fuels depletion and the need to reduce greenhouse gas emissions encourage the search for new energy sources that are renewable and less polluting. Thanks to its abundance, biomass appears as an interesting sector of replacement of fossil fuels. The objective of this work is to perform a 4E analysis (Energy, Exergy, Environmental and Economic) of an electricity production system via the gasification of palm waste. Palm watse constitutes one of the most abundant vegetable wealth in Tunisia and which today, remain very little exploited. A fixed bed gasifier coupled to an internal combustion engine is considered to produce330 kW of electricity. The Cold Gas Efficiency of the process is 58.58%. The results show that the energy and exergy yields of the system are 22.6% and 19.22%, respectively. The environmental performance of the system is evaluated using a Life Cycle Assessment (LCA). The economic evaluation is carried out in order to evaluate the cost of electricity production by the gasification plant. The results give a cost of 3.88 ct€ for 1kWh.