Etude de la pyrolyse de matériaux biosourcés chimiquement modifiés : Caractérisation des biochars et application agronomique

Study of the pyrolysis of chemically modified biosourced materials : Characterization of biochars and agronomic application

• Auteur / Autrice : Khouloud Haddad
• Direction : Mejdi Jeguirim
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 29/10/2018
• Etablissement(s) : Mulhouse en cotutelle avec Institut national agronomique de Tunisie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Science des Matériaux de Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lolium

Biomasse -- Conversion

Biomasse végétale

Agronomie

Mots clés libres

Sciure de bois de Cyprès

Margines

Imprégnation

Biochar

Ray Grass

Valorisation agricole

Cypress sawdust

Margines

Impregnation

Biochar

Rye Grass

Agricultural valorisation

Résumé

La Tunisie dispose d'une multitude de biomasses sèches telles que la sciure de bois de cyprès (SBC) et humides telles que les margines générées par l'industrie oléicole. Ce travail vise en premier lieu à étudier la conversion thermochimique par pyrolyse lente du mélange de SBC/solutions chargées en métaux alcalins (K et Na) et alcalino-terreux (Mg et Ca) et de SBC/margines et par la suite à explorer la valorisation agronomique des biochars produits. Les analyses thermogravimétriques (ATG/TG) ont montré que l'imprégnation de la SBC avec les quatres minéraux (K, Na, Mg, Ca) induit des modifications significatives sur le processus de pyrolyse. En particulier, la dégradation de la cellulose est fortement influencée par la présence du potassium. De même, la température de pyrolyse ainsi que l'imprégnation avec les minéraux et les margines affectent d'une manière significative le rendement des biochars produits et leurs structures carbonés. Quant à la valorisation agronomique des biochars produits, nous avons démontré que les biochars issus de la sciure de bois imprégnée par les margines peut être utilisé comme un amendement efficace pour la fertilisation potassique de sols agricoles. En effet, une amélioration de la croissance du Ray Grass, en termes de matières fraîches, de l'ordre de 36 0/0 a été enregistrée. De plus, un taux relativement élevé d'exportation de K par la plante testée (37 g. Kg-1) a été estimé.

Tunisia produces multitude of dry and wet biomass such as cypress sawdust (CS) and olive mill wastewaters (OMWW), respectively. The main aims of this research work are: i)to study the thermal conversion through slow pyrolysis of the CS impregnated With OMWW and various synthetic mineral solutions (K, Na, Mg and Ca), and ii) to explore the valorisation of the produced biochars as amendments for agricultural soils. The thermogravimetric analyzes (DTG/TG) showed that the impregnation of the CS with the four minerals (K, Na, Mg, Ca) and OMWW induced significant changes in the pyrolysis process. The highest impact was observed for the cellulose degradation in the presence of potassium. Moreover, the pyrolysis temperature as well as the nature of the impregnated mineral on the CS surface affect significantly the yield of the produced biochars and their structures. Regarding the valorisation of the produced biochars, experimental results showed that the biochars generated from the pyrolysis of CS impregnated with OMWW could be used as an efficient fertilizer for agricultural soils. Indeed, it improves by about 36 0/0 the growth of Rye Grass. Furthermore, a relatively high potassium rate was exported to Rye Grass ( (37g Kg-1 ) was registered.