Plateforme d’innovation pour la valorisation thermique des ressources biomasse et déchets

La plateforme Valthera (Valorisation par procédés thermiques des ressources agricoles) est intégrée au Centre RAPSODEE – UMR CNRS 5302 d’IMT Mines Albi. Ses activités de recherche s’appuient sur une approche pluridisciplinaire en génie des procédés, génie chimique, énergétique et thermique, pour la valorisation de la biomasse et des déchets.  

Valthera explore un large éventail de technologies : torréfaction, pyrolyse, gazéification, combustion, mais aussi conversion catalytique et épuration des gaz de synthèse. Les travaux menés sont principalement expérimentaux à l’échelle pilote, permettant de tester et d’optimiser les procédés dans des conditions proches du réel industriel.

Les principaux axes de recherche de la plateforme technologique Valthera :

• Production de gaz de synthèse sans azote à petite et moyenne échelle, pour la création de gaz renouvelables (hydrogène, biométhane) et de biocarburants.
• Épuration du gaz de synthèse : dépoussiérage, réduction des goudrons et élimination des polluants (H₂S, NH₃, HCl…).
• Réduction des émissions issues de la combustion de biomasse et de déchets (hors incinération).
• Production et modification de biochars, matériaux issus de la pyrolyse à fort potentiel agronomique et environnemental.
• Conversion du gaz de synthèse en vecteurs énergétiques renouvelables via des procédés catalytiques à haute température.

Soutenue par des outils analytiques avancés, la plateforme Valthera contribue à la transition énergétique et à l’innovation bas carbone.

Une équipe de recherche dédiée

Javier Escudero Sanz

Louise Roques

Jérome Lemonon

• Javier Escudero Sanz : Responsable scientifique de la plateforme VALTHERA
• Louise Roques : Technicienne de laboratoire, en charge des analyses chimiques et caractérisations des biomasses et produits de thermoconversion.
• Jérome Lemonon : Ingénieur recherche et développement de la plateforme VALTHERA    

Partenariats et projets développés par la plateforme VALTHERA

• Optimisation de la chaîne d’épuration du syngaz issu de la pyrogazéification de résidus et de déchets avec la société ENGIE

Dans le cadre du partenariat du centre RAPSODEE et de la société ENGIE, la plateforme VALTHERA accueille deux unités pilotes dédiées à l’épuration du gaz de synthèse dans le cadre de thèses CIFRE.

Le gaz de synthèse issu de la pyrogazéification contient des polluants inorganiques (H₂S, NH₃), dont la concentration varie selon la ressource utilisée, notamment les déchets (bois B, CSR, sous-produits agricoles), et qui impactent les étapes de conversion en vecteurs énergétiques renouvelables. Les recherches des deux thèses CIFRE en cours visent à mieux comprendre et optimiser leur élimination par adsorption et absorption, en combinant expérimentations (laboratoire et pilote) et modélisation.

• Projet VERITE : étude de la valorisation énergétique des biomasses agricoles (combustion & gazéification)

Le projet VERITE, mené avec RAGT Energie et financé par l'ADEME, a évalué la valorisation de sous-produits agricoles (sarments, ceps de vigne, canne de maïs) par combustion et gazéification.

Les travaux ont porté sur la préparation de la biomasse, le pilotage des procédés, ainsi que la caractérisation des rendements et des émissions. Les essais ont été réalisés sur le gazéifieur pilote VALTHERA (100 kW). Les résultats montrent l’importance d’une biomasse homogène (granulés) pour garantir la stabilité du procédé, contrairement aux formes déchiquetées ou peu structurées. Le projet intègre également une analyse technico-économique et une analyse du cycle de vie des différentes voies de valorisation.

• Valorisation thermochimique des déchets d’emballages multicouches (Tetra Pak®)

Les emballages multicouches Tetra Pak® (carton, aluminium, polyéthylène) représentent un défi majeur pour le recyclage. Dans le cadre du PEPR Recyclage, une thèse étudie leur valorisation énergétique et matière. Les travaux portent sur la conversion thermochimique (pyrolyse, combustion) des matériaux, ainsi que sur la séparation physico-chimique des différentes couches et leur valorisation spécifique.

Les études, menées à l’échelle laboratoire et pilote (réacteur LFT – Valthera), incluent la caractérisation des produits, les bilans matière et la modélisation du procédé, afin d’optimiser les filières de recyclage et de valorisation.

Un plateau technique sur le site d'IMT Mines Albi

VALTHERA est une plateforme de recherche de 350 m² regroupant :
    •    une halle de stockage destinée servant notamment d’entrepôt pour les matières à tester ; 
    •    une halle technique accueillant les différents dispositifs d’essais de l’échelle de la paillasse à celle du pilote ;
    •    un laboratoire permettant la réalisation de certaines analyses de caractérisation ;
    •    un espace bureau accueillant le personnel permanant et temporaire travaillant sur la plateforme.

La position géographique de la plateforme, à proximité du site d’IMT Mines Albi, lui permet de bénéficier de manière directe du parc analytique et des expertises développées par le centre RAPSODEE auquel elle est rattachée.

Découvrir tous les équipements de caractérisation

Le domaine d’études développées à VALTHERA s’articule autour de la thématique de valorisations énergétique et matière de la biomasse par voies thermochimiques. La plateforme dispose de différents dispositifs d’essais permettant de travailler sur une gamme d’échelles qui s’étend de la paillasse au pilote. L’objectif principal est de transformer une biomasse soit en un vecteur énergétique sous la forme de biogaz / goudrons / charbon, utilisables dans différentes applications aval… soit en matériaux à haute valeur ajoutée tels que les charbons actifs à propriétés contrôlées par exemple. La plateforme est équipée d’un broyeur et d’une étuve permettant le conditionnement de petites quantités d’échantillons pour les études et/ou les analyses physico-chimiques des différents produits.

Procédés de valorisation thermique