Pyrolyse
La pyrolyse est la décomposition d'un composé organique par la chaleur pour obtenir d'autres produits qu'il ne contenait pas.
Catégories :
Réaction chimique - Chimie générale - Feu - Combustion - Lusis
La pyrolyse est la décomposition d'un composé organique par la chaleur (sans flamme, pour éviter l'oxydation et la combustion) pour obtenir d'autres produits (gaz et matière) qu'il ne contenait pas.
Principe
Tous les corps organiques complexes sont composés de chaînes de molécules (polymère ; par exemple plastiques, caoutchouc, bois, papier, etc. ). La chaleur sert à casser cette chaîne et de produire des molécules organiques plus petites, par exemple de méthane CH4.
Il ne faut pas confondre ce processus avec l'incinération (décomposition par le feu) ni avec la distillation, pour laquelle la chaleur sert juste à séparer des corps mélangés. À noter cependant qu'avant l'invention du mot pyrolyse on parlait de «distillation sèche». Dans le cas de la pyrolyse, on détruit le matériau. C'est la même différence entre séparer les cartes d'un jeu (distillation), et découper les cartes avec des ciseaux (pyrolyse). Dans le mot «pyrolyse», on retrouve d'ailleurs le suffixe -lyse qui évoque la décomposition (analyse, hydrolyse…). Le mot a été construit à partir de la racine grecque lusis et pur, puros pour feu.
Quand un corps solide, comme du bois, brûle, cela se fait fréquemment de la manière suivante :
- L'humidité éventuelle est évaporée.
- La chaleur de la flamme décompose la matière en molécules légères.
- les molécules légères, du type méthane, brûlent avec le dioxygène de l'air O2.
On a par conséquent en fait une combinaison pyrolyse/combustion d'un gaz, la combustion entretenant la pyrolyse jusqu'à disparition du corps organique.
La plupart du temps, on parle de pyrolyse pour la décomposition sans flamme (par exemple la décomposition des graisses dans le processus de nettoyage d'un four dit «à pyrolyse»).
Applications
La pyrolyse pourrait avoir un avenir industriel intéressant.
Face à l'approche du pic pétrolier et au danger de l'effet de serre, les énergies renouvelables font l'objet d'un intérêt accru, et la pyrolyse pourrait être un procédé intéressant pour valoriser certaines formes de biomasse aujourd'hui utilisée de manière peu efficace ou même simplement brûlée en plein champ (paille, bagasse de canne à sucre, feuilles, écorces, déchets de bois et agricoles dont coques de noix de coco, de cacahuètes, etc).
Si on pyrolyse ce genre de biomasse, on obtient des vapeurs, un gaz combustible (gaz de synthèse) et des minéraux solides (recyclables en agriculture) et du charbon de bois utilisable comme amendement (Biochar ou agrobiochar) ou comme combustible (biocharbon) intéressant d'un point de vue écologique.
La maîtrise des flux et des températures sert à récupérer des condensats de vapeurs (dont à température ambiante) pour par exemple produire une huile pyrolytique, qui peut servir de carburant, et peut aussi apporter quelques produits chimiques comme du phénol. La partie non condensable comprend un mélange de nombreux gaz (CO, CO2, H2, CH4, etc) et peut aussi servir de combustible. La proportion des différents produits dépend de la matière première mais en particulier des conditions de pyrolyse.
Une pyrolyse longue (plusieurs heures à plusieurs jours selon le volume de bois ou déchets végétaux et selon le matériel utilisé), à température modérée (400 °C), dite aussi carbonation produit du charbon de bois - technique séculaire, récemment perfectionnée pour ses développements industriels (pyrolyse plus rapide, dont pyrolyse de quelques minutes, ou alors secondes à des températures de 500 à 800 degrés qui produit alors moins de charbon et plus de vapeurs.
La pyrolyse est aussi une phase préalable à la gazéification, autre voie prometteuse parmi les énergies renouvelables.
La pyrolyse classique se fait dans l'air sec, mais il existe aussi une variante qui se fait dans l'eau, et se nomme la dépolymérisation thermique. Elle sert à convertir des biodéchets en carbones solides, gaz, eau, et en particulier hydrocarbures, fournissant un syncrude de bonne qualité.
Des fours à pyrolyse sont aussi utilisés pour la destruction de déchets industriels, avec le risque de conserver des composés toxiques dans le cas par exemple des organochlorés (pesticides ou autres) si le cycle est mal contrôlé.
Voir aussi
Liens externes
- (fr) Pyrolyse de pneus usagées sur le site de Pyrum Innovations
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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 30/11/2010.
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