La production industrielle d’éthanol à partir de biomasse lignocellulosique a été démontrée par le projet Futurol™a. L’extrapolation et l’optimisation du procédé, ainsi que sa flexibilité vis-à-vis des matières premières, ont nécessité de travailler sur de nombreuses opérations unitaires - dont les plus critiques sont le prétraitement, la production d’enzymes, l’hydrolyse et la fermentation (figure) - mais aussi sur différentes séparations liquide/solide complexes. Sur l’ensemble de ces opérations unitaires, des essais préalables ont été effectués au laboratoire et chez les fournisseurs d’équipements.
Études et choix technologiques ont ensuite été validés sur l’unité pilote située à Pomacle-Bazancourt (Marne), d’une capacité de 1 t/j. L’extrapolation à l’échelle industrielle de la technologie de prétraitement a aussi été confirmée à une taille supérieure (100 t/j) sur l’unité IPX située à Bucy-le-Long (Aisne). De même, pour l’extrapolation de la production d’enzymes, des essais à taille industrielle (180 m3) ont été menés sur l’unité BioDémo d’ARD.
De multiples actions de recherche fondamentale, notamment au travers de travaux de thèseb, ont été conduites à IFPEN pour mieux comprendre les phénomènes à l’oeuvre dans ces différentes opérations unitaires. En particulier, des études sur l’hydrodynamique et la réaction ont été menées sur les bioréacteurs que ce soit dans le cadre de l’hydrolyse enzymatique(1) ou de la production d’enzymes(2).
L’étude sur l’hydrolyse enzymatique a permis de mieux prendre en compte la variabilité des types de biomasse et de l’impact des conditions de prétraitement. Pour l’étude sur la production d’enzymes, une méthodologie scale-down a permis de reproduire, à l’échelle du laboratoire, les contraintes et les spécificités rencontrées dans les fermenteurs industriels.
a - https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/article/bioethanolavance-en-route-vers-commercialisation-technologiefuturol
b - M. Chauve (2011), J-C. Gabelle (2012), E. Jourdier (2012), M. Huron (2014), N. Hardy (2016)
(1) S. Boivineau, R. Rousset, P. A. Bouillon, F. Battista, M. Gomez Almendros, Bioresource Technology, Vol. 250, February 2018, pp. 191-196.
DOI :10.1016/j.biortech.2017.11.049
(2) C. Plais, D. Marchisio, F. Augier, L. Gemello, V. Capello, Chemical Engineering Research & Design, Vol. 136, August 2018, pp. 846-858.
DOI : 10.1016/j.cherd.2018.06.026
Contacts scientifiques : romain.rousset@ifpen.fr / Frédéric Augier
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