Métallurgie solaire à base de réducteurs décarbonés ou bio-sourcés. Etude prospective des procédés et de leurs performances environnementales.

Solar metallurgy based on decarbonated or bio-sourced reducing agents. Prospective study of processes and their environmental performance.

• Auteur / Autrice : Abdallah Skaf
• Direction : Ligia Tiruta-Barna, Aras Ahmadi
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie des Procédés et de l'Environnement
• Date : Inscription en doctorat le 15/09/2022
• Etablissement(s) : Université de Toulouse (2023-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : TBI - Toulouse Biotechnology Institute, Bio & Chemical Engineering
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : SOPHYE - Séparations, oxydation et procédés hybrides pour l'Environnement
• Partenaire(s) de recherche : établissement délivrant conjointement le doctorat : Institut national des sciences appliquées (Toulouse ; 1961-....)

Mots clés

Mots clés libres

Analyse du cycle de vie

Énergie solaire

Décarbonation

Modélisation

Life Cycle Assessment

Solar energy

Decarbonation

Modeling

Résumé

Des procédés industriels durables alternatifs doivent remplacer ceux qui dépendent des combustibles fossiles, car ces derniers contribuent de manière significative au réchauffement climatique et ne sont en aucun cas des solutions technologiques à long terme pour nos sociétés, en raison de leur épuisement inévitable. L'énergie solaire est la principale source d'énergie renouvelable et abondante, et son utilisation directe comme source de chaleur dans des procédés à haute température permet d'obtenir des rendements de conversion élevés. Le présent projet aborde un processus emblématique, central, et énergivore de notre société: la métallurgie. Elle produit 1,7 milliard de tonnes d'acier par an (2017) et émet deux fois plus de CO2 (7% des émissions mondiales). La réduction de l'oxyde de fer en fer métallique, en acier et en fonte à l'aide de coke est le processus qui a donné naissance à la révolution industrielle, profitant clairement de la densité énergétique élevée du charbon, et du fait qu'il soit bon marché malgré ses impacts environnementaux et sociétaux considérables. Il n'existe actuellement aucune alternative décarbonée à la production d'acier ou de fonte à grande échelle. L'objectif principal du projet METASOL est de faire une proposition cohérente pour un procédé métallurgique durable et à faible émission de CO2.

Alternative sustainable industrial processes must replace those that rely on fossil fuels, as these contribute significantly to global warming and are by no means long-term technological solutions for our societies, due to their inevitable depletion. Solar energy is the main source of renewable and abundant energy, and its direct use as a heat source in high-temperature processes results in high conversion efficiencies. This project deals with an emblematic, central, and energy-consuming process of our society: metallurgy. It produces 1.7 billion tons of steel per year (2017) and emits twice as much CO2 (7% of global emissions). The reduction of iron oxide to metallic iron, steel and cast iron using coke is the process that gave birth to the industrial revolution, clearly taking advantage of coal's high energy density, and the fact that it is cheap despite its considerable environmental and societal impacts. There is currently no decarbonized alternative to large-scale steel or cast iron production. The main objective of the METASOL project is to make a coherent proposal for a sustainable and low CO2 emission metallurgical process.