Reduction and treatment techniques of pollutants in thermal machine

Techniques de réduction et de traitement des émissions polluantes dans une machine thermique

Dareen Alkadee (1)

1 LGP2ES - Laboratoire Génie des Procédés pour l'Environnement, l'Energie et la Santé

This thesis has consisted in a first part to introduce, on one hand, the concept of each of: lifecycle assessment "LCA" and biofuels, on the other hand, to present the benefits of applying aLCA on biofuels to evaluate their energy balances and to analyze their environmental impactsagainst conventional fuels.In a second part, we compared, from point of view energetic and environmental, 3 scenariosof electricity production: 2 scenarios of cogeneration (steam turbine and ORC) for theproduction of electrical energy and of heat from biomass, and a scenario of cogeneration by adiesel engine, these scenarios have been compared using two damage-oriented analysismethods: Eco-indicator 99 (E) and IMPACT2002 +In a third part, we worked on the evaluation of methane as fuel in "dual fuel" engines foragricultural purpose, the aim was to determine the environmental impact associated with theuse of this alternative fuel for diesel compared to other biofuels. Methods Eco-indicator 99(E) and CML have been used here.We were able to identify the main pollutants generated at each stage of the life cycle ofbiofuel and the steps that have the greatest environmental impacts, and to identify, accordingto our criteria and to the context the energy scenario the most consistent with the principle ofsustainable development.

Cette thèse de doctorat, a consisté, dans une première partie, à introduire d’une part, la notion de l’analyse du cycle de vie « ACV » et celle des biocarburants. D’autre part, à présenter l’intérêt d’appliquer une ACV sur des biocarburants afin de valoriser leurs bilans énergétiques et analyser leurs impacts environnementaux face aux carburants conventionnels. Dans une deuxième partie, nous avons comparé, d’un point de vue énergétique et environnemental, 3 scénarios de production d’électricité : 2 scénarios de cogénération (turbine à vapeur et ORC) pour la production d’énergie électrique et thermique à partir de biomasse, et un scénario de cogénération par moteur diesel. Ces scénarios sont comparés à l’aide de deux méthodes orientées « analyse des dommages »: Eco-indicateur 99 (E) et IMPACT2002+Dans une troisième partie, on a abordé la valorisation du biogaz sous forme de carburant dans des moteurs "dual fuel" pour des engins agricoles dans le but de déterminer l’impact environnemental lié à l’utilisation de ce carburant alternatif au diesel par rapport aux autres biocarburants. Les méthodes Eco-indicateur 99 (E) et CML ont été utilisées ici. On a pu ainsi identifier les principaux polluants générés à chaque étape du cycle de vie de l’agrocarburant et les étapes qui ont les plus grands impacts environnementaux et on a identifié, selon nos critères et par rapport au contexte, le scénario énergétique le plus compatible avec le principe de développement durable.

Mots clés: Cogeneration; Life cycle assessment (LCA); Biomass; Biofuel; Biogas; Anaerobic digestion; Exergy; Energy balance; Environmental impacts; Dual-fuel; Diesel engine; Pollutants emissions; Power plant

Mots clés: Analyse du cycle de vie (ACV); Biocarburant; Biogaz; Biomasse; Méthanisation; Émissions polluants; CO2; Simapro; Centrale électrique; Moteur diesel; Impacts environnementaux; Exergie; Bilan énergétique

Domaines: Sciences agricoles

Dareen Alkadee. Techniques de réduction et de traitement des émissions polluantes dans une machine thermique. Sciences agricoles. Conservatoire national des arts et metiers - CNAM, 2011. Français. ⟨NNT : 2011CNAM0762⟩. ⟨tel-01005123⟩