Clefs n°61 Printemps 2013
Clefs n°61 Printemps 2013
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°61 de Printemps 2013

  • Périodicité : annuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 108

  • Taille du fichier PDF : 5,8 Mo

  • Dans ce numéro : les énergies bas carbone.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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48 Production de l’énergie Installation PEGASE située sur le Centre CEA de Grenoble. PEGASE (Pure and Energetic synthetic GAS Elaboration) permet de réaliser la purification à haute température du gaz de synthèse issu de la gazéification de la biomasse lignocellulosique. CLEFS CEA - N°61 - PRINTEMPS 2013 le CEA a décidé, sur la base des résultats probants des programmes de recherche qu’il mène depuis plusieurs années sur ses installations situées à Grenoble, de développer, avec un partenaire industriel français majeur, un concept innovant de gazéification de la biomasse. La première étape du projet Syndièse va donc consister à réaliser, à Bure-Saudron, une unité pilote de démonstration de ce concept. Cette unité pourra traiter une tonne de biomasse par heure. À l’issue de cette phase de validation, la chaîne complète de procédés visant à produire des biocarburants, dont les bailleurs sont Air Liquide-Lurgi, GTL.F1 et UOP pour, respectivement, les étapes 2, 3 et 4, sera réalisée. Le feu vert pour la phase 1 du projet Syndièse a été donné le 4 février 2013. (5) Biotope : milieu de vie où les conditions physiques et chimiques (eau, lumière, température...) sont considérées comme homogènes et stables. Il est peuplé d’une faune et d’une flore caractéristiques. (6) Analyse de cycle de vie : méthode d’évaluation des impacts environnementaux des produits et services, depuis l’extraction ou la récolte des matières premières jusqu’à leur élimination ou leur recyclage après usage. Projet du démonstrateur préindustriel de production de biocarburants de 2 e génération (BtL) à Bure-Saudron (Meuse – Haute-Marne). Entrée de l’usine Syndièse. P.Avavian/CEA Cnim-Architrav Respecter une gestion durable de la ressource et minimiser les impacts environnementaux Tout est mis en œuvre pour que la construction et l’exploi tation du démonstrateur aient un impact minimal sur les plans environnemental et énergétique. Le procédé a ainsi été optimisé et les produits intermédiaires valorisés. Par exemple, la chaleur excédentaire est utilisée pour le séchage de la biomasse et pour la production d’une partie de l’électricité nécessaire au procédé. L’eau issue du séchage est employée pour générer l’hydrogène indispensable au procédé par électrolyse, etc. Une évaluation des incidences du projet Syndièse sur la biodiversité a été menée. Le but était de regarder l’impact de la construction du site et de son exploitation sur les espèces animales et végétales rares ou protégées, sur la perte de biotope (5), sur l’eau, sur les zones protégées à proximité (sites du réseau Natura 2000), etc. Les études ont été conduites en lien avec des spécialistes de ces activités : bureaux d’études experts en environnement tels que Sciences Environnement et Bertin Technologies, ou encore Inrap (Institut national de recherches archéologiques préventives). Les résultats de ces études montrent que les impacts sur la biodiversité sont faibles voire nuls. En termes de gestion forestière durable, le CEA demandera contractuellement aux fournisseurs de biomasse que celle-ci soit majoritairement certifiée PEFC (Programme européen des forêts certifiées) ou FSC (Forest Stewardship Council), labels garantissant une gestion durable de la forêt. Le CEA a validé au préalable la faisabilité de cette exigence en local : plus de 80% des surfaces considérées sont aménagées et en partie exploitées dans le respect de ces labels. En complément, une étude Analyse de cycle de vie (6) (étude ACV) a été réalisée par BIO Intelligence Service, cabinet indépendant de conseil en environnement. Cette entreprise participe au projet européen BioGrace, qui vise à harmoniser les calculs des émissions de gaz à effet de serre inclus dans la directive européenne sur les énergies renouvelables de 2009. L’étude d’avant-projet sommaire, finalisée en 2011, a apporté les données techniques (bilan en masse et énergie, rendement) permettant de quantifier le bilan en termes de gaz à effet de serre de l’ensemble des composants technologiques de Syndièse : le séchage des plaquettes forestières, la gazéification, la purification du syngas, la synthèse Fischer-Tropsch, la production d’hydrogène par électrolyse alcaline, les postes permanents liés aux utilités. Les phases de démarrage et de maintenance ont aussi été intégrées. Les conclusions de cette étude démontrent que le projet Syndièse, tel qu’il est envisagé, conduira à une réduction de l’émission de gaz à effet de serre de 77% par rapport au diesel issu des ressources fossiles. Ce résultat est significativement supérieur à l’objectif de réduction établi à 60% par la Commission européenne et confirme que le projet Syndièse contribue bien à la mise en œuvre des objectifs de diminution des émissions de gaz à effet de serre que l’Union européenne s’est fixée. > Thierry Pussieux Direction de l’innovation et du soutien nucléaire (DISN) Direction de l’énergie nucléaire CEA Centre de Saclay
Des microalgues pour la production de biocarburants G. Lesénéchal/CEA Comparées aux plantes céréalières et sucrières de grande culture utilisées pour l’élaboration des biocarburants de 1 ère génération, les microalgues présentent de nombreux avantages. Elles possèdent notamment une productivité surfacique élevée et peuvent être produites sur des terres non cultivables par l’agriculture classique, limitant ainsi la compétition avec la filière alimentaire. Elles ont la capacité de fabriquer naturellement des molécules à forte teneur énergétique. Cultivés en masse, ces microorganismes pourraient à l’avenir produire des biocarburants dits de 3 e génération. Pour relever ce défi, le CEA mène des travaux visant à faire sauter les verrous, tant sur le plan biologique que sur celui des procédés, auxquels se heurte encore l’exploitation des microalgues pour la production d’énergie. L es microalgues présentent une très grande diversité d’organismes biologiques, allant des cyanobactéries aux protistes photosynthétiques, en passant par les algues vraies (dont les algues vertes ou chloro phycées). Cette biodiversité résulte d’une histoire évolutive très complexe au cours de laquelle elles ont évolué par paliers, suite à des emboîtements de cellules les unes dans les autres ou endosymbioses. Ces organismes ont colonisé la plupart des environnements terrestres (océans, lacs, rivières, sols, glaces et déserts). Grâce à la photosynthèse, ils utilisent l'énergie solaire, l'eau et le gaz carbonique (CO 2) pour élaborer de la biomasse et sont responsables de 40 à 50% de la fixation de CO 2 sur Terre. Certaines espèces accumulent ainsi jusqu’à 60% de leur poids sec en CEA G. Lesénéchal/CEA huiles (lipides de réserve constitués de tri glycérides, composés complexes contenant de longues chaînes carbonées), ce qui représente une ressource intéressante pour la synthèse de biodiesel. Toutefois, la production mondiale de biomasse de microalgues, destinée pour l’essentiel aux marchés des composés à haute valeur ajoutée (compléments alimentaires, cosmétique...), reste confidentielle. Elle est ainsi estimée à 15 000 tonnes en 2011. Dans les années quatre-vingt-dix, un ambitieux programme de recherche, l’Aquatic Species Program, ayant pour but d’explorer la potentialité des microalgues pour la fabrication de biodiesel, a été financé aux États-Unis. En France, des recherches sur les microalgues ont été initiées au CEA dans les années Culture de microalgues en photobioréacteurs instrumentés pour l’analyse des capacités de production des souches. Microalgues modèles développées pour faire progresser les recherches en biologie. À gauche, la cyanobactérie Synechocystis vue en microscopie électronique à balayage. Elle présente l’intérêt de pouvoir être facilement modifiée par ingénierie métabolique pour la production de biocarburants. Au milieu, Chlamydomonas reinhardtii qui est une microalgue verte d’eau douce flagellée. À droite, la diatomée marine Phaeodactylum tricornutum. Polymorphe, elle présente trois morphotypes. Les diatomées sont des organismes unicellulaires photosynthétiques caractérisés par une enveloppe externe en silice. CLEFS CEA - N°61 - PRINTEMPS 2013 A. de Martino,C. Bowler/ENS Paris 49



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