Énergie
Pyrolyse, gazéification et combustion
Biomasse
Caractérisation complète des biomasses (cendres, macromolécules, volatiles, etc.) et leur mise en forme (broyage, granulation, etc.)
Pyrolyse et gazéification de la biomasse, avec analyses in-situ
Dépolymérisation et hydrogénation de la biomasse, avec analyses in-situ
Modélisation : modèle cinétique (Chemkin-Pro), modèle de réacteur (avec couplage hydrodynamique, transfert et réaction), modèle de procédés sous ASPEN Plus
Équipements
Légende équipement
• Prototype d’explosion à la vapeur échelle laboratoire ;• Réacteur haute pression (jusqu’à 200 Bar d’hydrogène), batch et continue, pour l’étude de la dépolymérisation et de l’hydrogénation de la biomasse, avec analyses in-situ ;
• Réacteurs de pyrolyse et de gazéification pilote jusqu’à 50 kg/h : lits fixes, lits fluidisés
• Analyse des liquides et gaz : chromatographie liquide (dont semi-préparative) et gazeuse, spectromètres de masse dont un spectromètre unique à photoionisation laser.
• Analyse des gaz : plusieurs µGC, nombreux GC
• Analyse des liquides : LC/MS-UV-RID, GC*GC/FID-MS, Karl FisheR
• Analyse des solides : Sorption de N2, porosité Hg, distribution granulométrique
• analyse élémentaire, ICP-OES, ICP-MS, MEB, IR, Raman, etc.
• Pilote de gazéification de la biomasse- LRGP
Molécules organiques et hydrocarbures
Pyrolyse et oxydation de composés hydrocarbonés en phase gazeuse ou supercritique Cinétiques de combustion et vitesses d’inflammation de molécules organiques entrant dans la composition des carburants (développement de modèles et mesures expérimentales)
Génération automatique de mécanismes cinétiques détaillés (EXGAS) et simulations numériques (Chemkin-Pro)
Détermination de constantes de vitesse et de données thermodynamiques (fH°298K, S°298K, Cp°(T)) à partir de méthodes de chimie quantique (gaussian, molpro) et de théories cinétiques.
Équipements
Tube à ondes de choc pour les mesures de délais d’auto-inflammation
Bruleur à basse pression, inséré dans une enveloppe chauffée (Heat Flux Burner) pour l’étude de la structure d’une flamme plate laminaire et la mesure des vitesses de flammes laminaires adiabatiques à pression atmosphérique
Réacteur homogène auto-agité par jets gazeux. [(1 – 10 bar) et (500-1000 K)]
Thermodynamique, équilibre de phases
Compétences et prestations
Étude des équilibres de phase (Liquide/Liquide, Liquide/Vapeur, etc.)
Développement d’équations d’état (modèle thermodynamique) applicables à de larges gammes de procédés industriels pour prédire les équilibres de phases
Étude et conception de liquides ioniques, pour des opérations d’extraction ou pour des cycles thermodynamiques de puissance ou de réfrigération.
Thermodynamique des fluides pétroliers paraffiniques et étude des mécanismes de cristallisation des paraffines
Équipements
• Cellule à volume variable conçue pour résister aux composés corrosifs pour la mesure d’équilibre liquide-vapeur et/ou d’équilibre solide-gaz de systèmes {composés organiques + gaz}. Les composés organiques peuvent être d’origines diverses (liquides ioniques, hydrocarbures, sucres…) : 20 mL ; 60 MPa ; -20 à 120 °C ; (Fabricant : Top Industrie)
• Appareillage de mesure de points critiques : détection de l’opalescence critique, 20 MPa ; 400 °C
• Calorimètre à flux thermique
• Ebulliomètre
légende à insérer
légende à insérer
Hydrogène
Compétences et prestations
Étude des systèmes électrochimiques
Piles à combustible, électrolyseurs à membrane, cellules de compression électrochimique de l’hydrogène, batteries à flux continu, supercapacités
Étude du fonctionnement et des phénomènes de vieillissement
Étude des phénomènes de transport
Optimisation de la gestion d’énergie des systèmes électriques hybrides incluant des sources d’énergie renouvelables et des technologies à hydrogène pour la production, le stockage d’hydrogène et la cogénération d’électricité.
Équipements
Légende équipement
• Bancs d’essais de mono-cellules à mini-stacks de 3 cellules (25 et 100 cm²) pouvant fonctionner sous pression
• Banc PEMFC-100cm² développé pour la spectroscopie d’impédance électrochimique par pression.
• Spectroscopie d’impédance, autres techniques électrochimiques,
• Micro-balances, ATG
• Microscopie à balayage et diffraction à rayons X
• Caméra rapide
• PIV
• Logiciel de CFD (Fluent, Comsol Multiphysics…)
Méthanisation
Compétences et prestations
Étude du procédé de méthanisation en voie liquide (environnement ATEX)
Étude de la méthanisation in situ et ex situ
Équipements
Pilote d’un volume utile 100L
· Bioréacteurs de 2 L à 100 L, avec suivi en ligne du débit de gaz et de la composition des biogaz synthétisés (mesure par micro-chromatographie en phase gazeuse)
Pilote, laboratoire et unité de production sur le site de la ferme de la Bouzule (ENSAIA) :
https://ensaia.univ-lorraine.fr/content/plateforme-de-methanisation