Дисертації з теми "Bois de chauffage – Combustion"
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Bernard, Claude Zoulalian André. "Caractérisation et optimisation de la combustion de bois fragmenté en chaufferies automatiques." [S.l.] : [s.n.], 2005. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2005_0206_BERNARD.pdf.
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Bernard, Claude. "Caractérisation et optimisation de la combustion de bois fragmenté en chaufferies automatiques." Nancy 1, 2005. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2005_0206_BERNARD.pdf.
Анотація:
Les chaufferies automatiques au bois fragmenté connaissent un fort développement. Ces chaufferies doivent répondre aux besoins en chaleur et sont soumises aux aléas du bois. La chaudière doit adapter sa puissance, et permettre l'utilisation de bois dont la granulométrie et l'humidité peuvent fluctuer. Notre étude est menée sur une chaudière automatique à grilles mobiles de 200 kW. 1000 heures d'essais de combustion de sciures et de plaquettes, d'humidités variables selon 3 paliers de puissance permettent d'obtenir une représentation du CO émis par la combustion en fonction de l'humidité, de la puissance et du débit d'air. Ce modèle permet d'évaluer l'impact environnemental de différents types de régulations de combustion. Une nouvelle logique de régulation a alors pu être proposée : elle permet de réduire jusqu'à 40% les émissions de CO par une simple reprogrammation de l'automate et fonctionne quelles que soient les caractéristiques du bois ou la puissance appeléeThe development of automatic fed boilers using broken wood follows an upward trend nowadays. These boilers have to fulfil the heating needs despite the heterogeneity of wood. The boiler has to fit its power and allow the use of wood which size and humidity may fluctuate. Our study uses an automatic fed boiler with moving grates of 200 kW. 1000 hours of combustion experiments with sawdust and chips, with different moistures varying according to 3 stages of power enable to achieve a representation of CO emitted from combustion depending on the humidity, the power and the air flow. This model allows to assess the environmental impact of different types of combustion regulations. A new logic of regulation has been then proposed : it enables to reduce up to 40% of the total CO emissions by a simple re-programming of the automaton and works whatever the wood characteristics or the demanded power
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Haas, Frédéric. "Etude de la post-combustion des créosotes dans des appareils de chauffage au bois." Mulhouse, 1990. http://www.theses.fr/1990MULH0158.
Анотація:
Cette thèse portant sur l'étude de la réduction des émissions de polluants issus de la combustion du bois a pour cadre expérimental les normes américaines en vigueur dans ce domaine. Une étude complète de deux appareils de chauffage au bois a été menée pour situer leur taux d'émission. Une étude du catalyseur de post-combustion a été réalisée sur la base d'un appareil existant. A partir de cette étude, nous avons étudié une adaptation de ce système sur un foyer de cheminée. Comme alternative à ce procédé, nous avons mis au point une chambre de post-combustion utilisant de l'air secondaire surchauffé. Nous avons caractérisé les émissions de particules de ce système. Nous avons poursuivi cette étude par la réalisation d'un bilan énergétique complet d'un appareil de chauffage muni d'une chambre de post-combustion. Nous nous sommes également intéressés aux émissions issues de foyers ouverts et nous avons mis au point une chambre de post-combustion spécifique à cette catégorie d'appareils. Nous avons fini cette étude par la mise au point d'un système de détection d'hydrocarbures gazeux permettant le pilotage automatique de la post-combustion
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Rabot-Querci, Marie-Laure. "Etude d'un dispositif de traitement des imbrûlés des appareils de chauffage indépendants au bois." Nancy 1, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2006_0119_RABOT-QUERCI.pdf.
Анотація:
La principale pollution des appareils domestiques de chauffage au bois est liée aux émissions d'imbrûlés gazeux et solides dans les fumées. Pour réduire ces rejets, nous proposons l'utilisation d'un dispositif de traitement des fumées pour piéger les particules et les détruire par micro-ondes. Après une étude des émissions de différents foyers fermés et une caractérisation des particules issues de la combustion du bois, le travail réalisé sur le piégeage dans un lit filtrant de billes de ciment réfractaire a permis de piéger 50 % des particules avec un lit de 5 cm. Ce lit chargé de particules est ensuite chauffé par micro-ondes : une énergie de l'ordre de 200 kJ a permis de régénérer le filtre totalement. Cette étude a montré que la post-combustion de fumées par apport d'énergie micro-ondes est particulièrement adaptée aux particules issues de la combustion du bois, comparé à la régénération par apport d'énergie classique, et un cahier des charges complet du dispositif a été élaboréThe main source of pollution from residential wood stoves is due to unburned gas and solid phase compounds in the fumes. In order to reduce these pollutants, we propose to use an exhaust gas-treating device to trap the particles in the chimney and to expose them to microwave to break them down. We first evaluated the emissions and the particulate matter (PM) characteristics from different fireboxes. Then we studied separately each function of the system : we trapped 50 % of PM with a 5 cm layer of refractory cement marbles placed in the chimney and then we heated the filter with microwave. About 200 kJ allowed us to clean completely the filter. This study showed that a microwave post-combustion system is particularly well adapted to particulate matter issued from wood combustion, in comparaison with other sources of energy regeneration. We also described the complete specifications of our device
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Zhu, Xiangyu. "Characterization of wood pellets combustion for clean energy generation." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILR016.
Анотація:
Les thèmes de ma recherche sont de quantifier et comparer les caractéristiques de combustion et les émissions polluantes associées des pellets de bois naturel et des pellets noirs torréfiés.En contrôlant tous les paramètres de combustion (air entrant primaire et secondaire, débit de pellets, puissance de la chaudière), les principaux objectifs sont de :- Quantifier et comparer les caractéristiques de combustion des pellets de bois naturels et des pellets torréfiés sur un banc d'essai de combustion bien contrôlé.- De mesurer les émissions de polluants à l'aide d'analyseurs physicochimiques et par diagnostics laser in-situ dans la chambre de combustion et dans la cheminée.- Évaluer les avantages technico-économiques des deux types de granulés sur l'ensemble de la chaîne de valeur et offrir des conseils professionnels aux chauffagistes et combinateurs sur l'utilisation la plus économique et la plus respectueuse de l'environnement des granulés de biomasseThe themes of my research are to quantify and compare the combustion characteristics and the associated polluting emissions of natural wood pellets and roasted black pellets.By controlling all the combustion parameters (primary and secondary incoming air, pellet flow, boiler power), the main objectives are to:- Quantify and compare the combustion characteristics of natural wood pellets and roasted pellets on a well-controlled combustion test bench.- To measure pollutant emissions using physicochemical analyzers and by in-situ laser diagnostics in the combustion chamber and in the chimney.- Assess the technical-economic advantages of the two types of pellets across the entire value chain and offer professional advice to heating engineers and combinators on the most economical and environmentally friendly use of biomass pellets
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Shah, Narendra. "Carbonisation discontinue du bois en four à combustion partielle : contribution à la connaissance des phénomènes et recherche d'une méthode de gestion." Compiègne, 1990. http://www.theses.fr/1990COMPD289.
Анотація:
La technique de carbonisation en four à combustion partielle dépend, aujoud'hui, des critères de contrôle subjectifs qui sont difficiles â normaliser, exige une surveillance continue et aboutit à un rendement de conversion aléatoire. Cette étude a été conduite dans le but d'améliorer les connaissances sur la carbonisation discontinue en four à combustion partielle. Partant d'une expérimentation sur un four pilote, ces travaux de recherche ont testé les différents capteurs et la validité des informations fournis pour mettre en évidence l'influence des paramètres portants sur les rendements de conversion, sur la qualité de charbon de bois, sur la composition des émissions, sur l'évolution des températures et sur l'évolution de perte de masse. Le suivi de la perte de masse apparaît comme un paramètre intéressant permettant une meilleure gestion du cycle de carbonisation.
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Rouvière, Aurélie. "Impact des combustions du bois de chauffage sur les atmosphères extérieures et intérieures : étude de la dégradation d'un traceur spécifique en enceinte de simulation : le créosol." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10185.
Анотація:
L'atmosphère terrestre est un milieu très complexe, perpétuellement en interaction, dont sa composition est fortement influencée par les activités humaines qui émettent de nombreux composés. Peu d'études liées aux émissions de composés organiques volatils (COV) en air intérieur à partir des sources de combustion (différents modes de chauffage, cuisine,. . . ) ont été conduites à ce jour. En effet, l'utilisation de cheminées ne peut que s'accentuer ces prochaines années compte tenu de l'augmentation importante du coût du pétrole et de la valorisation du bois en tant que source alternative. Une partie de la carence en études dans de domaine est liée au manque de techniques analytiques permettant d'accéder aux composés émis à des niveaux très faibles. Le travail entrepris a pour principal objectif l'évaluation de l'impact des émissions de COV dû à la combustion du bois, plus particulièrement dans les atmosphères intérieures. Afin de mieux appréhender le rôle des composés émis sur la qualité de l'air et la santé, une étude cinétique de photodégradation d'un traceur spécifique de la combustion a été réalisée : le créosol. Ainsi après avoir étudié les possibilités de nouveaux supports analytiques à base de nanostructures de carbone (NSC) nous nous sommes attachés à évaluer les caractéristiques des émissions de différents foyers individuels à bois. Cette étude a montré qu'il était possible d'isoler certains composés « traceurs » en relation avec le type de combustion et l'essence de bois brûlé. Les NSC ont montré des qualités analytiques inégales à ce jour et demande encore des études complémentaires. Un traceur type : le créosol, à été mis en évidence dont son étude cinétique a montré qu'il était très réactif avec une constante très élevée et qu'il était à l'origine de composés secondaires parfois plus toxiques pour la santé humaine (composés oxydés)Currently, few studies related to Volatile Organic compounds (VOC) emissions in indoor air were realised from combustion sources (heating, cooking. . . ). Indeed, the use of fireplaces will increase next years due to oil price: wood valorisation is one of the alternative sources for residential heating. There are not many studies about this subject because analytical techniques to determine weak concentration are difficult to implement. The main goal of this work is to evaluate the impact of VOC emissions due to wood combustion, and more particularly in indoor air. In order to understand the role of compounds emitted on air quality, a kinetic study of a specific marker was carried out in an atmospheric simulation chamber. Thus, after having studied the possibilities of news analytical supports containing carbon nanostructures (CNS), we evaluated VOC emissions from different wood fireplace. This study showed it was possible to find a marker in relation to wood type burning. Creosol was highlighted as this marker and its kinetic study showed that it was very reactive (very high constant). This compound was also at the origin of secondary compounds sometimes more toxic for human health. Finally at this time the CNS showed unequalled analytical qualities and requires complementary studies for a reliable analytical application
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Chevrier, Florie. "Chauffage au bois et qualité de l’air en Vallée de l’Arve : définition d’un système de surveillance et impact d’une politique de rénovation du parc des appareils anciens." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAU020/document.
Анотація:
La combustion de la biomasse est l’une des sources majoritaires de particules atmosphériques en périodes hivernales dans les vallées alpines, et particulièrement en vallée de l’Arve où des dépassements des seuils européens sont très régulièrement observés. Ceci a conduit à la mise en place d’un large programme de remplacement des dispositifs de chauffage au bois les moins performants dans le cadre d’une des actions du Plan de Protection de l’Atmosphère, le Fond Air Bois. Le projet DECOMBIO (DÉconvolution de la contribution de la COMbustion de la BIOmasse aux PM10 dans la vallée de l’Arve) a ainsi été mis en place en octobre 2013 afin de mesurer l’impact de cette politique de rénovation des appareils de chauffage au bois sur la qualité de l’air. C’est dans ce programme que s’inscrivent ces travaux de thèse dont l’objectif principal est de valider les méthodologies mises en place en routine pour permettre une déconvolution rapide de la combustion de la biomasse et mettre en relation les éventuels changements observés avec les avancées des remplacements de dispositifs de chauffage au bois domestiques.Pour mener à bien ce travail, trois sites, représentant les différentes situations de la vallée de l’Arve, ont été instrumentés (Marnaz, Passy et Chamonix) afin de suivre en continu, et tout au long du projet DECOMBIO, l’évolution des concentrations atmosphériques du Black Carbon (BC) et des traceurs moléculaires permettant de distinguer la contribution de la combustion de la biomasse des autres types de combustion. Un important jeu de données a été acquis entre novembre 2013 et octobre 2014 grâce à des prélèvements réguliers sur filtre permettant une caractérisation très fine de la composition chimique des particules atmosphériques. L’utilisation de l’approche statistique « Positive Matrix Factorization » (PMF) a permis de mieux appréhender les différentes sources entrant en jeu dans les émissions de particules au sein de cette vallée avec notamment un intérêt particulier pour les émissions de la combustion de la biomasse. Le développement de cette méthodologie d’attribution et de quantification des sources de particules basé sur l’utilisation de traceurs organiques spécifiques, de contraintes particulières appliquées à ce modèle et de données de déconvolution de la matière carbonée constitue une avancée importante dans la définition des facteurs sources issus de ce modèle.Les méthodologies développées au cours de ce travail, permettant une amélioration des connaissances et des contributions des sources, constituent donc des outils directement utilisables par les Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA), notamment pour l’évaluation quantitative des mesures prises pour améliorer la qualité de l’air dans le cadre de Plans de Protection de l’Atmosphère, entre autres celui de la vallée de l’ArveBiomass burning is one of the major sources of atmospheric particles during wintertime in Alpine valleys, and more especially in the Arve valley where exceedances of the European regulated limit value are regularly observed. This situation led to the establishment of an important program of replacement of old wood stoves with new ones as part of an action of an Atmospheric Protection Plan (APP), the “Fonds Air Bois”. The research program DECOMBIO (“DÉconvolution de la contribution de la COMbustion de la BIOmasse aux PM10 dans la vallée de l’Arve”) has been set up in October 2013 to estimate the impact of this wood stoves renewal policy on air quality. This thesis works be incorporated within this program and have for main objective to validate methodologies used in routine to enable a fast deconvolution of the biomass burning source and to compare any observed changes with progress of wood stove changeout.To complete this work, three sites, representing the different situations of the Arve valley, were instrumented (Marnaz, Passy and Chamonix) to monitor the continuing evolution of atmospheric concentrations of Black Carbon (BC) and molecular markers enabling to distinguish between the biomass burning contribution and that of other types of combustion. A large dataset was acquired between November 2013 and October 2014 thanks to regular filter samples enabling a vast chemical characterization of PM10. The use of statistical analysis “Positive Matrix Factorization” (PMF) has led to an enhanced appreciation of particle emission sources within this valley with a focus on biomass burning emissions. The development of this methodology of identification and source apportionment based on the use of specific organic markers, specific constraints and data from carbonaceous matter deconvolution is an important progress in definition of factors from this model.The developed methodologies during this work, enabling an improvement of knowledges and source apportionment, are tools directly usable by French Accredited Associations for Air Quality Monitoring, especially for the quantitative assessment of actions introduced to improve air quality as part of Atmospheric Protection Plans, for example the one in the Arve valley
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Rabot-Querci, Marie-Laure Zoulalian André. "Etude d'un dispositif de traitement des imbrûlés des appareils de chauffage indépendants au bois." [S.l.] : [s.n.], 2006. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2006_0119_RABOT-QUERCI.pdf.
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Brandelet, Benoît. "Caractérisation physico-chimique des particules issues du chauffage domestique au bois." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0287/document.
Анотація:
La problématique des émissions de particules fines, posant des risques sanitaires et environnementaux avérés, a été très médiatisée ces dernières années. La solution mise en place consiste à aider financièrement les particuliers pour renouveler le parc d’appareils. Or, une utilisation non optimisée d’un appareil dégrade de manière significative ses émissions. Afin d’amender entre autres cette réflexion, de nombreuses campagnes expérimentales ont été menées au travers de caractérisations physico-chimiques complètes et innovantes des fumées, en particulier des particules fines : la Microscopie Electronique à Balayage, la microanalyse X et la détermination du type de carbone constitutif (Carbone Elémentaire, Carbone Organique). En premier lieu, la définition des paramètres d’utilisation de l’appareil et leurs niveaux de réponse ont permis de proposer une réduction significative des émissions dont celles de particules fines. Ainsi, les impacts des paramètres comme la nature du combustible, le mode d’allumage et l’injection d’air secondaire ont été quantifiés. Ensuite, les mécanismes de formations des particules ont été définis. Dans un second temps, ce travail de thèse s’est intéressé à l’évolution des caractéristiques des particules entre la chambre de combustion de l’appareil et le champ proche, permettant d’aller au-delà de l’étude normative classique. De nouveaux savoirs sur les particules ont ainsi été mis en évidence. L’ensemble de ces nouvelles connaissances, aidant à mieux connaître les particules produites par la combustion de bois dans des appareils indépendants, permettront dans le futur de créer des systèmes de traitement spécifiques et efficacesThe issue of the emissions of fine particles, known for their health and environmental hazards, has been significantly covered in recent years. The governments made the decision to help mainly financially the private individuals in order to renew the domestic appliances stock. However, a non-optimized use of an energy-efficient appliance can degrade system performances. In order to solve this issue, many experimental campaigns have been achieved through complete and innovative physicochemical characterizations of the smoke, especially of the fine particles : Scanning Electron Microscope, X-ray microanalysis and assessment of the constitutive Carbon (Elemental Carbon, Organic Carbon). First of all, the definition of the use parameters for the appliance and their impacts allowed offering a significant reduction of the fine particles emissions. In this work, the influences of the parameters such as the nature of the fuel, the ignition mode and the air secondary injection were in this way quantified. In order to better understand the origin of these emissions produced regardless of the combustion quality, the mechanisms of formation of all kinds of particles were defined. In a second phase, this work paid attention to the evolution of the characteristics of particles from the combustion room to the near-field. This enabled to go over the classic normative study. New knowledge on particles was brought to light, helping to better know the particles generation from domestic wood appliances. This could allow in the future to create some specific and efficient treatment systems
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Pouna, Emmanuel. "Contribution à l'analyse méthodologique des conditions d'intégration de nouvelles technologies de bois-énergie au Cameroun." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10030.
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Hector, Gilles. "Elaboration d'un système de dépollution adapté aux appareils de chauffage domestique au bois." Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAF072.
Анотація:
Les contextes climatique et énergétique mondiaux encouragent les pays de l'Union Européenne à améliorer leurs impacts environnementaux. Un des objectifs consiste à diminuer les émissions de CO2 en développant les énergies renouvelables. En France, la filière bois énergie représente la première source d'énergie renouvelable avec une production s'élevant à 10 MTep par an. Toutefois, il est indispensable de ne pas se limiter aux émissions de CO2 pour déterminer l'impact global d'une source d'énergie. En effet, la combustion de bois dans les appareils de chauffage domestique tels que les poêles, les inserts, les foyers ouverts, est à l'origine d'une part non négligeable de certains polluants atmosphériques tels que le CO, les COV, les HAP et les particules fines. L'objectif de ce projet est de réaliser un système efficace de dépollution capable de traiter l'ensemble des polluants à la sortie de ces appareils de chauffage. Des technologies sont déjà disponibles pour la dépollution des fumées issues de différentes sources de combustion, néanmoins nous devons intégrer les problématiques liées au fonctionnement de ces appareils ainsi que des critères de coût, de fonctionnalité et de développement durable définis dans un cahier des charges réalisé avec le partenaire industriel. Le travail réalisé nous à permis de concevoir et de tester un système complet capable de traiter tant les composants gazeux à l'aide d'un catalyseur à base de fer imprégné sur de la cérine, que les particules grâce à un lit filtrant régénéré par microondes. Le système décrit dans ce manuscrit présente une réduction faible des émissions, mais a permis de mettre en lumière les contraintes et les espoirs d'un futur système de traitement efficientThe global energy and climate contexts encourage EU countries to improve their environmental impacts. One goal is to reduce CO2 emissions by developing the use of renewable energies. In France, wood is the first renewable energy source with an equivalent of 10 Mtoe produced each year. However, it is essential to study the global environment impact of on this energy source including CO2 emissions but also the different pollutants emitted. Indeed, the combustion of wood in small home heating units as stoves, open and closed fireplaces, is responsible for a significant part of typical air pollutants such as CO, VOCs, PAHs and fine particles. The objective of this project is to develop an effective system able to treat both pollutants emittedfrom those heaters. Few technologies are already available for smoke after treatment. However, we must incorporate in our study constraints related to the operation of these wood heating devices as well as criteria of cost, functionality and sustainability defined in the specifications set with the industrial partner of this project. The result of the work performed in this project was the conception of a complete prototype tested for emissions reduction. The system is composed of ceria impregnated iron catalyst for gaseous compounds oxidation and a microwave regenerated bed filter for particles elimination. The tests performed on the prototype showed weak emissions abatement. Nevertheless, this project highlighted constraints and hopes for a future efficient after treatment system
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Flity, Hassan. "Modélisation de la dégradation et combustion du bois de construction." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0250.
Анотація:
L'utilisation du bois dans la construction présente de nombreux avantages, mais aussi des risques en termes de sécurité incendie. La littérature regorge d'études, qu'elles soient expérimentales ou numériques, sur le comportement au feu du bois. Cependant, les résultats, divers et variés, ne permettent pas d'identifier un comportement intrinsèque au bois, et le cadre réglementaire doit se résoudre à de nombreuses hypothèses simplificatrices. L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier la dégradation thermique du bois à l'échelle du cône calorimètre. L'originalité de l'étude repose sur l'adoption d'une démarche à complexité croissante, l'utilisation d'une métrologie méticuleuse et sur une caractérisation la plus complète possible des propriétés des échantillons de bois étudiés. La dégradation implique de nombreux processus qui interagissent entre eux, tels que le séchage, la pyrolyse et la combustion avec ou sans flamme, entraînant des transferts de chaleur et de masse. Vu la complexité d'étudier tous ces phénomènes simultanément, la stratégie adoptée a consisté à séparer autant que faire se peut les différents phénomènes par le biais de modèles et d'expériences spécifiques. Pour s'affranchir du problème du séchage et des transferts hydriques, l'ensemble du travail a été réalisé sur du bois anhydre. Dans un premier temps, des méthodes de caractérisation spécifiques ont été utilisées afin de déterminer les propriétés thermiques du bois et du charbon. Ces expériences ont permis d'établir des lois de comportement pour certaines de ces propriétés, facilitant ainsi leur intégration dans un modèle. Ensuite, une campagne expérimentale a été réalisée sur le bois à l'échelle matière en utilisant des techniques telles que l'analyse thermogravimétrique et la calorimétrie différentielle de balayage, sous atmosphère inerte. À cette échelle, le bois est thermiquement mince, ce qui a permis de développer un modèle cinétique capable de prédire la perte en masse, la vitesse de perte en masse et la chaleur absorbée ou générée par le bois lors de la pyrolyse, en fonction de la température. Ensuite, une campagne expérimentale a été réalisée sur des échantillons de bois à l'échelle du cône calorimètre sous atmosphère inerte afin de valider le modèle de pyrolyse 3D développé pour la prédiction de la pyrolyse du bois, en l'absence de combustion, lorsque celle-ci est principalement pilotée par les transferts thermiques dans le matériau. Des essais sous air ont enfin été réalisés en vue d'une modélisation globale de la combustion du bois anhydre, nécessitant une caractérisation précise de la combustion du charbon et de l'apport de chaleur associé et du flux de chaleur apporté par la flammeThe use of wood in construction offers numerous advantages, but also poses fire safety risks. Several studies available in the literature, whether experimental or numerical, have investigated the fire behavior of wood. However, the diverse and varied results do not allow the identification of the intrinsic behavior of wood, and regulatory frameworks have to rely on numerous simplifying assumptions. The objective of this thesis is to study the thermal degradation of wood at the cone calorimeter scale. The uniqueness of the study lies in the adoption of an increasingly complex approach, the use of meticulous metrology, and the most comprehensive characterization of the properties of the wood samples under investigation. Degradation involves numerous interacting processes such as drying, pyrolysis, and combustion with or without flames, resulting in heat and mass transfer. Given the complexity of studying all these phenomena simultaneously, the strategy adopted was to separate the different phenomena as much as possible through models and specific experiments. In order to overcome the problem of drying and hydric transfer, all the work was carried out on dry wood. First, specific characterization methods were used to determine the thermal properties of wood and charcoal. These experiments helped to establish behavioral laws for some of these properties, facilitating their integration into a model. Subsequently, an experimental campaign was conducted at the material scale of wood using techniques such as thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry under an inert atmosphere. At this scale, wood is thermally thin, which allowed the development of a kinetic model capable of predicting mass loss, mass loss rate, and heat absorbed or generated by wood during pyrolysis as a function of temperature. Next, an experimental campaign was carried out on wood samples at the scale of the cone calorimeter in an inert atmosphere to validate the 3D pyrolysis model developed to predict wood pyrolysis in the absence of combustion, driven primarily by heat transfer within the material. Finally, tests in an air environment were conducted for a comprehensive modeling of dry wood combustion, which requires a precise characterization of char combustion, the associated heat generated, and the heat flux supplied by the flame
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Florea, Tudor. "Simulation numérique de la combustion du bois dans une chaudière automatique de 400 kW." Valenciennes, 2010. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/50dbded6-e6b8-4d98-be2c-f710442567f9.
Анотація:
Ce travail présente la mise en place, à l’aide de mesures expérimentales, d’un outil numérique qui décrit le mieux possible la combustion du bois dans une chaudière automatique à grille mobile de moyenne puissance. Deux types de mesure ont été réalisées : globales et locales. La première catégorie concerne les paramètres de fonctionnement de l’installation. Les mesures locales concernent les profils de température, de vitesse (diagnostique optique par laser) et de concentrations des gaz au sein du foyer. L’ensemble de ces mesures a permis de mettre en évidence les régimes de fonctionnement, la nature turbulente de l’écoulement et le caractère instationnaire des flammes. Ces mesures ont servi ensuite comme support pour l’analyse des calculs numériques. L’approche utilisée pour modéliser le foyer repose sur un couplage code de mécanique des fluides numérique - code 2D. L’étude numérique a été d’abord orientée vers la simulation de la combustion des matières volatiles au-dessus du lit de combustible, à l’aide du logiciel Fluent. . Une cinétique chimique semi-globale (6 réactions) a été employée dans un premier temps. Ces éléments ont permis d’évaluer l’impact de la distribution d’air secondaire. Ainsi, en passant d’une distribution asymétrique à symétrique, l’émission de CO peut être réduite par un facteur trois. Le calcul numérique est capable de reproduire les tendances observées expérimentalement, mais la cinétique semi-globale surestime le taux de CO. Suite à ces constats, un schéma réactionnel réduit (40 réactions) a été proposé. Celui-ci s’est montré beaucoup plus précis en ce qui concerne les teneurs en CO, O2 et CO2. Quant à l’écoulement, un bon accord entre les valeurs de vitesse expérimentales et numériques a été observé sur l’axe du foyer. Également, l’emplacement des zones de recirculation prédit par calcul correspond globalement à ce qui est indiqué par voie expérimentale. En complément, la cinétique à 40 réactions a été confrontée, en utilisant le code CHEMKIN II, aux résultats expérimentaux et au mécanisme réactionnel à 49 réactions (22 espèces) de Leroy et al. (2008) Le premier s’avère plus réactif que le dernier. Cependant, le schéma cinétique à 40 réactions se trouve dans un bon accord avec les données expérimentales à basse température (700 - 1000 K) et faible richesse (0,6 - 1)This work presents the implementation of a numerical tool, which can predict as best as possible the woodchips combustion within a medium power reciprocating grate boiler. In order to do so, several global and local measurements were conducted. The first category concerns the operating parameters of the installation. The local measurements concern the profiles of temperature, velocity and gas concentrations inside the furnace. The measurements allowed the ascertaining the operating regimes, the turbulent nature of the flow and the unsteadiness of the flames. Later, these measurements served to analyze the numerical simulations. The approach used for the furnace modelling is based on the computational fluid dynamics code - 2D code coupling. The numerical study was firstly oriented towards the volatiles combustion above the fuel bed, using the code Fluent. A semi-global reaction mechanism (6 reactions, 9 species) was first used. These elements allowed us to evaluate the impact of the secondary air distribution. Thus, the CO emission can be reduced by a factor of three when the secondary air configuration is changed from asymmetrical to symmetrical. The numerical computation is able to reproduce these tendencies, but the semi-global mechanism overestimates the CO concentration. Following these observations, a reduced mechanism (40 reactions, 17 species) was introduced, which proved to be much more accurate as far as the CO, O2 and CO2 are concerned. Regarding the flow analysis, a good agreement was found between the measured and computed velocities. In addition, the computed location of the recirculation zones corresponds globally with the experimental observations. Further, the 40 reactions mechanism was compared, using the CHEMKIN II code, to the experimental results and the 49 reactions (22 species) mechanism of Leroy et al. (2008). The first was found to be more reactive then the last one. However, the 40 reactions mechanism is in a good agreement with the experimental at low temperature (700 - 1000 K) and low fuel to air ratio (0. 6 - 1)
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Riviere, Gaëtan. "Conception d’un micro-cogénérateur aux granulés de bois." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0321/document.
Анотація:
Dans le cadre du projet ANR AGATCO (Advance GAz Turbine for COgeneration) qui a débuté fin 2012, la conception d’un micro-cogénérateur aux granulés de bois permettant de produire 1,5 kW électrique et 10 kW thermique a été entrepris et est présentée dans ce manuscrit. Basé sur la technologie d’une turbine à air chaud à combustion externe, ce micro-cogénérateur utilise la combustion des granulés couplés à un échangeur de chaleur et une micro-turbine. La technologie demande la conception d’un nouveau foyer (brûleur et chambre de combustion) adapté pour la production de fumées à haute température (1200°C). Le défi est grand car le débit de fumées souhaité est important (27g/s) et la puissance de combustible est faible (15kW). Deux solutions sont proposées pour répondre à la problématique, la première utilise de l’air frais à température ambiante et la deuxième utilise le recyclage des fumées chaudes. La haute température des fumées permet d’obtenir une température d’entrée turbine de 1100°C après le transfert de chaleur dans l’échangeur. La caractérisation expérimentale et par simulation numérique de l’échangeur permet de vérifier ses performances. La micro-turbine utilise une technologie nouvelle de canaux hélicoïdaux à la place d’aubes qui lui permettent d’avoir des dimensions faibles pour les performances souhaitées. Les travaux effectués ont permis de mettre en valeur plusieurs résultats : la réalisation de la combustion haute température dans des conditions fortement défavorables, les performances très intéressantes de l’échangeur de chaleur tous en proposant des améliorations pour optimiser les échanges et les améliorations à apporter à la turbineAs part of the AGATCO ANR project (Turbine Advance GAz for cogeneration), which began at the end of 2012, the design of a micro-cogeneration generating 1.5 kW of electricity and 10 kW of heat was started and presented in this manuscript. Based on the technology of an externally fired gas turbine, this micro-CHP uses the combustion of pellets coupled to a heat exchanger and a micro-turbine. This technology requires the design of a new fireplace (burner and combustion chamber) suitable to produce fumes at high temperatures (1200°C). The challenge is significant because the desired smoke flow is important (27 g/s) and the fuel power is low (15 kW). Two solutions are proposed to solve the problem, the first uses fresh air at ambient temperature and the second uses recycled hot fumes. The high temperature of the fumes makes it possible to obtain a turbine inlet temperature of 1100°C after the transfer of heat into the exchanger. Experimental and numerical simulation characterization of the exchanger makes it possible to verify its performances. The micro-turbine uses a new technology using channel instead of blades allowing it to have small dimensions for the desired performance. The work carried out made it possible to highlight several results: the realization of the high temperature combustion in very unfavorable conditions, the very interesting performances of the heat exchanger while proposing improvements to optimize the exchanges and the improvements to be brought to the turbine
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Bazile, Didier. "La gestion des espèces ligneuses dans l'approvisionnement en énergie des populations : cas de la zone soudanienne du Mali." Toulouse 2, 1998. http://www.theses.fr/1998TOU20075.
Анотація:
Une étude largement fondée sur les méthodes de l'ethnoscience permet de souligner l'apport des sciences sociales et humaines à l'écologie, la foresterie et l'agronomie dans une optique de géographie tropicale pour comprendre les rapports entre l'homme et son milieu. Le Mali est dépendant à 91% du bois de feu et du charbon de bois pour son approvisionnement énergétique. Une déforestation en auréole autour des principales villes a tout d'abord conduit les chercheurs à s'intéresser à ces centres urbains. Mais, le taux élevé d'accroissement démographique modifie fortement les densités de population en milieu rural. L'évolution des systèmes agraires devient alors déterminante pour la satisfaction des besoins en énergie. L'approvisionnement des villes en combustible ligneux a donc progressivement basculé vers une analyse de la capacité de production du milieu rural. Afin d'appréhender les pratiques paysannes et leurs centres de décision, la recherche se situe aux différents niveaux de l'organisation de la société. Une analyse à partir d'échelles emboîtées constitue l'ossature de la méthodologie pour définir un cadre spatial opératoire de collecte d'informations et d'interprétation de faits. Élaboration d'indicateurs et démarche systémique permettent de dresser une typologie des systèmes agraires à l'échelle régionale, de comprendre les processus d'accès et de gestion de la ressource ligneuse sur le terroir puis, d'expliquer les stratégies d'évolution des exploitations agricoles. Un modèle d'aide à la décision propose des règles de gestion de l'agrosystème villageois qui intègre les résultats obtenus aux différentes échelles en s'appuyant sur trois principes. La consommation de bois de feu en milieu rural augmente avec la disponibilité de la ressource et l'éclatement de la grande famille africaine. La jachère constitue un potentiel énergétique (1,5 m3/ha/an) à valoriser dans l'assolement sous forme de taillis à très courte rotation. Enfin, le parc arboré est un réservoir de bois épars méconnu. Une réflexion sur la rationalisation de la dispersion des arbres permettrait d'aboutir à des aménagements linéaires conciliant agriculture, élevage et foresterie. L'approvisionnement urbain doit s'orienter vers une gestion durable, décidée à l'échelle de la commune rurale sur la base du solde de bois disponible et de la volonté de le commercialiser pour accéder à des revenus accrusSocial sciences can contribute a great deal to better understanding the subtle relationship between mankind and its environment: "ethnoscience" has proven to be an invaluable tool when tackling issues related to ecology, forest sciences and agronomy in a tropical environment. In Mali, fuel supply depends on firewood to the rate of 91%; charcoal clearing usually occurs round about the main towns, which have been studied first. As population growths rapidly in the country, so does demand for fuel. Supplying towns with fuel depends on the evolution of farm systems and their productive capacity, which were worth analyzing. This research deals with the structure of society, the way the farmers act, where and how decisions are made. According to a scaling-up methodology and a systemic approach, data was gathered and processed in a suitable spatial framework. In addition, a range of indicators was set up to help model a regional land system typology. The main purpose was an attempt to understand how farmers have access to and manage fuel resources, as well as to explain the strategy of the farm units. A decision-making model with regard to "agrosystem" management has been proposed based on the data collected at the various working scales. This model is based on three major established facts. First, fuel-wood consumption increases as a function of availability of fuel resource, and according to the grade of dispersal of the large African family. As they form a valuable energy supply of 1,5 m3/ha/year, fallow fields should be used as a very short rotation copse inside the rotation system. In addition, the rural landscape known as "tree park" represents an unused stock of scattered fuel, and the traditional "tree park" scattered structure should be rationalized and converted into a linear system, more suitable for farming, cattle breeding and forest. Town fuel supply should be changed to a long-term, sustainable management process which should be administrated at the community, with a goal to trade any potential stock surplus for increased revenues
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Ouedraogo, Ferdinand. "Asymétries d'informations et efficacité économique et sociale de la filière bois-énergie au Burkina Faso." Grenoble 2, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE21020.
Анотація:
Au Burkina Faso, la filière bois-énergie est une source importante de création de revenus et d'emplois pour les populations. Elle permet au pays d'économiser des devises. Le bois-énergie est la source d'énergie la plus disponible et la plus accessible. Il est surtout l'énergie des couches sociales les plus défavorisées. L'existence de fraudes massives sur la filière, la surexploitation de la ressource bois-énergie et les dégradations environnementales montrent que l'exploitation de la filière est économiquement et socialement inefficace. A la lumière de la théorie de l'agence, cette défaillance de la filière bois-énergie sous-entend l'existence d'informations imparfaites ou de manque de transparence sur la filière. L'étude théorique et l'étude empirique que nous avons menée sur le terrain nous ont permis une identification et une analyse de ces informations imparfaites. En effet celles identifiées les plus prédominantes sur la filière sont par ordre d'importance, les prix et les quantités de bois vendues ou achetées. Les causes d'informations imparfaites sur la filière sont entre autres la faible accessibilité de la majorité des acteurs privés aux moyens et aux sources d'information publiques, les inégalités d'accès aux moyens et aux sources d'information privées sur la filière, le non respect par ces acteurs privés des normes de stockage ou de mise en stères du bois avant les ventes, l'insuffisances des moyens de contrôle et de surveillance des forêts chez les acteurs publics, et enfin les dysfonctionnements des moyens d'informations disponibles de ces derniers. Les solutions pratiques qui s'adaptent au cas spécifique de la filière bois-énergie pour la résolution des problèmes d'informations imparfaites sont la certification des quantités de bois et de charbon de bois vendues, la caution à déposer dans un compte bancaire et enfin la signalisation et les contrats incitatifs en langues locales. La communalisation intégrale et la recherche-développement offrent des perspectives intéressantes en termes d'exploitation efficace de la filière et d'internalisation efficace de ses coûts externesIn Burkina Faso, the wood energy sector is an important source of income generation and employment for people. It allows the country save foreign exchange. The wood energy is the energy source most available and accessible. It is mainly the energy of poorer people. The existence of massive frauds on the chain, overexploitation of wood resources, and environmental degradation, show that the operation of the wood energy sector is economically and socially inefficient. In light of the theory of agency, the failure of the chain implies the existence of imperfect informations or lack of transparency in the sector. The theoretical and empirical research that we conducted allowed us identifying and analysing these imperfect informations. Indeed, the imperfect informations identified as the most predominant in the sector, are in order of importance, prices and quantities of wood sold or purchased. The causes of imperfect information on the wood energy sector are among others the low accessibility of the majority of private actors to means and sources of public information, unequal access to means and sources of private information, the non-compliance by private actors to standards of storage or put in cubic meters of wood before selling, le lack of supervision and monitoring of forests by public authorities, and finally the inefficiency of available means of communication to public actors. The practical solutions that fit the specific case of the wood energy sector for solving problems of imperfect informations are quantities and prices of wood and charcoal, certified, the deposit of bon in a bank account, the signalling of wood and charcoal quantities and prices, and finally the incentive contracts written in local languages. The full communalization and research for development offer interesting prospects in terms of efficient operation of the sector and interesting prospects in terms of efficient internalization of external costs
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Pelletier, Chloé. "Analyse environnementale et économique des filières bois-énergie." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0331/document.
Анотація:
Le but de cette thèse est de conduire l’analyse environnementale et économique de plusieurs filières bois-énergie basée sur des technologies de combustion variées. Les bilans matière et énergie des filières s’appuient sur des modèles de croissance de la forêt, et sur des modèles de combustion basés sur les émissions de poêles et chaudières en conditions réelles. La croissance de la forêt est simulée pour le pin des Landes et le hêtre de Lorraine selon plusieurs itinéraires de gestion sylvicole. Les étapes de récolte, transformation, et transport, ainsi que les données économiques sont basées sur des données de la littérature L’analyse environnementale compare les impacts calculés selon deux méthodes : ReCiPe et CML 2001. Une analyse dynamique de l’impact « Changement Climatique » complète la discussion sur les impacts environnementaux du bois-énergie. Enfin, une perspective plus large est ouverte avec une modélisation de l’usage des terres et des coûts de production de biomasse-énergie à l’échelle globale. Les résultats de l’Analyse de Cycle de Vie montrent l’importance à la fois de la qualité de la combustion (et donc de la technologie) et des étapes de transformation et de transport de la biomasse. Par exemple, les poêles et chaudières à granulés bénéficient de très bons rendements énergétiques mais sont handicapés par l’étape de séchage de la biomasse, qui consomme des énergies fossiles. Ces équipements sont également beaucoup plus onéreux à installer que les poêles et chaudières à bûches. L’analyse dynamique montre que l’intensification des itinéraires forestiers par raccourcissement des cycles de croissance entraîne un impact supplémentaire qui n’est pas tout à fait compensé par l’augmentation de production des plantationsThe objective of this thesis is to conduct the environmental and economic analysis of several wood-to-energy production chains based on various wood combustion technologies. The material and energy balances of the production chains are determined with modeling of forest growth and of wood combustion. The wood combustion models use the emission factors from real-scale experimental tests on stoves and boilers. Forest growth is modeled for maritime pine and beech plantations, according to several forest management schemes. The data on the harvest, transformation, and transport steps, as well as the economic data, were taken from the literature. The environmental analysis compares the impacts calculated by two methods: ReCiPe and CML 2001. A dynamic analysis of the “climate change” impact complements the discussion on the environmental impacts of energy wood. Finally, we open a broader perspective with modeling of land use and production costs of bioenergy on a global scale. The results of the Life Cycle Analysis show the importance of both combustion quality (linked to combustion technology), and the transformation and transport steps. For instance, pellet stoves and boilers have excellent efficiencies, but suffer from the consumption of fossil fuels to dry the biomass. These technologies are also much more expensive to buy than log stoves or boilers. The dynamic analysis shows that the intensification of wood production via the shortening of growth cycles leads to higher impacts that are not completely offset by the higher production rate
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Raddaoui, Abderraouf. "Séchage convectif d'une planche de bois en présence d'un flux de micro-ondes. Application au dimensionnement d'un séchoir à chauffage partiellement solaire." Perpignan, 1996. http://www.theses.fr/1996PERP0251.
Анотація:
L'auteur considere le sechage d'une planche de bois plongee dans un flux de micro-ondes perpendiculairement a sa surface et dans un ecoulement laminaire et permanent d'air chaud parallelement a celle-ci. Il couple les equations de la couche limite dans l'air et celles de luikov decrivant les transferts d'humidite et de chaleur dans le bois sans negliger le terme de filtration. Il resout numeriquement le systeme differentiel ainsi obtenu par une methode aux differences finies implicite. Les evolutions de la cinetique du sechage de la planche sont etudiees en fonction des principaux parametres du systeme: puissance des micro-ondes, epaisseur du bois, caracteristiques de l'air assechant. Les resultats montrent que les micro-ondes influencent notablement le nombre de sherwood moyen quand la puissance depasse un certain seuil de l'ordre de 800 w par metre cube de bois. L'auteur propose des correlations entre les nombres de nusselt et de sherwood moyens, les nombres de prandtl, reynolds et la puissance adimensionnelle des micro-ondes ainsi qu'une expression pratique de la vitesse de sechage en fonction des parametres physiques du systeme. Il montre, en presentant les distributions spatiales des humidites absolues, des temperatures et de la pression dans la planche, qu'eu egard au sechage sans micro-ondes, celles-ci uniformisent le sechage, augmentent l'importance de la filtration et inversent le gradient de temperature entre la surface et le sein du bois. Finalement, considerant que l'air de sechage est fourni par des insolateurs situes en amont d'une source conventionnelle de chaleur commandee par un thermostat, l'auteur, etablit des relations polynomiales donnant la fraction de chaleur economisee en fonction des parametres du systeme
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Gallo, Emmanuelle. "Modernité technique et valeur d'usage : le chauffage des bâtiments d'habitation en France." Paris 1, 2006. http://www.theses.fr/2006PA010701.
Анотація:
L'histoire du chauffage des bâtiments d'habitation est ici étudiée dès les foyers des origines, comme les inventions Romaines ainsi que les dispositifs de l'Europe archaïque. La cheminée centrale, puis adossée, leurs évolutions formelles sont présentées, comme l'émergence des poêles alémaniques et leurs transformations. On s'est attaché à étudier comment les traités d'architecture abordent les problèmes de chauffage (XVIe-XVIIIe siècles), puis les premiers traités de chauffage (XVIIe-XVIIIe siècles). On a détaillé les premières expériences de chauffage centralisé qui apparaissent au XVIIIe siècle et se développent au XIXe siècle tant sur les plans pratiques que théoriques. L'histoire de l'apparition du chauffage urbain, aux USA, en Europe et en France fait l'objet d'un traitement privilégié avec un développement du cas du réseau de Villeurbanne (l'un des deux premiers avec Paris). L'histoire du chauffage durant le XXe siècle, moins radicalement novatrice, est présentée plus sommairement, mais articulée avec la création architecturale de l'époque
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Peigné, Pierre. "Etude d'un système combiné de ventilation et de chauffage au bois dans les bâtiments à basse consommation d'énergie." Phd thesis, Université de La Rochelle, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00816015.
Анотація:
Ce travail porte sur l'étude et le développement d'un système innovant de ventilation et de chauffage au bois dans les habitations à basse consommation d'énergie, qui sont appelées à devenir la référence constructive en France dès 2015. Dans ces habitations fortement isolées et particulièrement étanches à l'air, les besoins de chauffage sont très faibles et peuvent être couverts par une source de chaleur d'origine renouvelable, telle que le bois énergie. En outre, l'utilisation d'une ventilation performante s'impose comme étant un critère essentiel pour assurer la bonne qualité de l'air intérieur et peut même devenir l'unique vecteur de chauffage en apportant l'appoint de chaleur sur l'air insufflé dans les différentes pièces de l'habitation. Le système présenté dans cette étude propose ainsi de combiner les avantages d'un appareil de chauffage au bois de petite puissance, ici un poêle à granulés de bois, et ceux d'une ventilation à récupération de chaleur sur l'air extrait, grâce à un conduit échangeur intégré à la cheminée du poêle et relié au réseau de soufflage de la ventilation. Développé en partenariat avec l'industriel POUJOULAT, spécialisé dans la fabrication de conduits de cheminée métalliques, ce conduit échangeur permet de récupérer sur l'air neuf une partie de la chaleur initialement perdue par les fumées et de la distribuer dans toutes des zones de vie de l'habitation, même les plus éloignées de l'appareil au bois. Après avoir défini la configuration de couplage à adopter pour assurer le bon fonctionnement de l'ensemble et garantir à la fois la sécurité et le confort des occupants, les performances de plusieurs prototypes de conduit échangeur sont caractérisées expérimentalement. Les résultats obtenus lors des essais en laboratoire permettent alors d'orienter l'évolution des prochains prototypes et de souligner la nécessité de travailler avec un poêle à granulés de bois dont le cycle de combustion est étanche. Un modèle mathématique est également développé pour prédire les performances du dernier prototype de conduit échangeur à triple paroi non isolé sur sa surface extérieure et sa validation est obtenue suite au bon accord entre les résultats calculés et ceux mesurés lors des essais. L'ensemble du système combiné est ensuite installé dans deux habitations à basse consommation d'énergie situées près de Poitiers. L'exploitation des températures et des consommations recueillies pendant la première saison de chauffe montre la bonne tenue du système combiné, ses limites, ainsi que ses conditions d'appropriation par les occupants, dont le comportement apparaît jouer un rôle prédominant dans la réduction des consommations énergétiques.
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François, Jessica. "Modélisation et évaluation environnementale des filières de cogénération par combustion et gazéification du bois." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0071/document.
Анотація:
Le développement du bois énergie est un des principaux leviers dans la lutte contre le changement climatique. Cependant son utilisation à grande échelle n’est pas sans risque pour l’environnement. Afin de quantifier les impacts environnementaux de la filière bois énergie, nous avons, dans un premier temps, développé un modèle systémique de la filière, depuis la forêt jusqu’à la production d’énergie. Deux technologies ont été considérées pour la co-production d’électricité et de chaleur à partir de biomasse forestière : l’une, traditionnelle, par combustion directe, et l’autre, plus avancée mais moins mature, par gazéification. Dans le cas de la gazéification, nous avons défini les conditions opératoires les plus favorables du procédé en tenant compte des rendements énergétiques et exergétiques ainsi que de la qualité du syngas. Dans un deuxième temps, nous avons calculé les flux de carbone et de minéraux exportés lors de la récolte du bois ainsi que le nombre d’hectares requis, puis les ressources et rejets liées au fonctionnement des centrales biomasses. Nous avons noté qu’une intensification des pratiques sylvicoles résultait en une augmentation des exportations de minéraux. Enfin, nous avons évalué les performances environnementales des deux filières à l’aide d’une Analyse de Cycle de Vie (ACV). Dans le contexte énergétique français, les deux systèmes offrent des performances très similaires, avec un léger avantage à la combustion. Du point de vue du changement climatique, il serait plus particulièrement bénéfique de développer ces procédés biomasse afin de remplacer les technologies de production d’énergie basées sur les combustibles fossilesBiomass is one of the most promising renewable energy source in Europe. Its use as a substitute to fossil energy is expected to mitigate climate change. However, potential drawbacks are also feared with large scale development. In order to assess the environmental impacts of the biomass-to-energy chain, we firstly developed a model of the bioenergy system, from the forest to the energy production. We focused on two biomass power plants for combined heat and power (CHP) production: one is based on the conventional direct combustion process while the other is based on the more advanced gasification process. Gasification offers higher electrical efficiency, but its development is still facing technical difficulties. In case of the gasification process, we defined the best operating conditions regarding energetic and exergetic efficiencies, as well as the syngas quality requirements. Secondly, we calculated the carbon and mineral flows taken from the forest through energy wood harvesting, along with the forested area required to feed the CHP plant. The other resources and emissions related to the plant operation were also predicted. We observed that more extensive forestry practices led to an increase in the mineral exports. Finally, we evaluated the environmental performance of the two biomass CHP plants using life cycle assessment (LCA). Within French energy context, we found that both CHP technologies had very similar impacts with a slight advantage toward the combustion process. It appears of particular benefit to replace current fossil energy systems with biomass CHP plants to reduce climate change
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François, Jessica. "Modélisation et évaluation environnementale des filières de cogénération par combustion et gazéification du bois." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0071.
Анотація:
Le développement du bois énergie est un des principaux leviers dans la lutte contre le changement climatique. Cependant son utilisation à grande échelle n’est pas sans risque pour l’environnement. Afin de quantifier les impacts environnementaux de la filière bois énergie, nous avons, dans un premier temps, développé un modèle systémique de la filière, depuis la forêt jusqu’à la production d’énergie. Deux technologies ont été considérées pour la co-production d’électricité et de chaleur à partir de biomasse forestière : l’une, traditionnelle, par combustion directe, et l’autre, plus avancée mais moins mature, par gazéification. Dans le cas de la gazéification, nous avons défini les conditions opératoires les plus favorables du procédé en tenant compte des rendements énergétiques et exergétiques ainsi que de la qualité du syngas. Dans un deuxième temps, nous avons calculé les flux de carbone et de minéraux exportés lors de la récolte du bois ainsi que le nombre d’hectares requis, puis les ressources et rejets liées au fonctionnement des centrales biomasses. Nous avons noté qu’une intensification des pratiques sylvicoles résultait en une augmentation des exportations de minéraux. Enfin, nous avons évalué les performances environnementales des deux filières à l’aide d’une Analyse de Cycle de Vie (ACV). Dans le contexte énergétique français, les deux systèmes offrent des performances très similaires, avec un léger avantage à la combustion. Du point de vue du changement climatique, il serait plus particulièrement bénéfique de développer ces procédés biomasse afin de remplacer les technologies de production d’énergie basées sur les combustibles fossilesBiomass is one of the most promising renewable energy source in Europe. Its use as a substitute to fossil energy is expected to mitigate climate change. However, potential drawbacks are also feared with large scale development. In order to assess the environmental impacts of the biomass-to-energy chain, we firstly developed a model of the bioenergy system, from the forest to the energy production. We focused on two biomass power plants for combined heat and power (CHP) production: one is based on the conventional direct combustion process while the other is based on the more advanced gasification process. Gasification offers higher electrical efficiency, but its development is still facing technical difficulties. In case of the gasification process, we defined the best operating conditions regarding energetic and exergetic efficiencies, as well as the syngas quality requirements. Secondly, we calculated the carbon and mineral flows taken from the forest through energy wood harvesting, along with the forested area required to feed the CHP plant. The other resources and emissions related to the plant operation were also predicted. We observed that more extensive forestry practices led to an increase in the mineral exports. Finally, we evaluated the environmental performance of the two biomass CHP plants using life cycle assessment (LCA). Within French energy context, we found that both CHP technologies had very similar impacts with a slight advantage toward the combustion process. It appears of particular benefit to replace current fossil energy systems with biomass CHP plants to reduce climate change
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Kuhn, Jean-Claude. "Le poêle et le chauffage dans les chateaux-forts de l'est de la France et du sud-ouest de l'Allemagne." Paris, EHESS, 2001. http://www.theses.fr/2001EHES0017.
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Marcoux, Hugo-Bastien. "Réduction de l'émission de particules fines issues de la combustion dans les poêles à bois." Master's thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26965.
Анотація:
Dans cette étude, différentes configurations d'un poêle à bois sont comparées afin de caractériser les principaux facteurs influençant la formation de particules et leur rejet. Ainsi, les paramètres de conception d'un poêle à bois seront étudiés expérimentalement et à l'aide de la dynamique des fluides numérique pour découvrir les lignes directrices en ce qui concerne la réduction de l'émission de particules. La méthode expérimentale utilisée est une adaptation de celle utilisée par l'industrie pour la certification de poêle à bois développée par EPA/CSA. Afin de mieux décrire le comportement d'un concept de poêle à bois donné, à un taux de combustion donné, l'étude abordera également : la distribution de température interne, la composition des émissions gazeuses, le ratio air carburant (), l'efficacité globale du poêle, l'humidité et la distribution d'air à l'intérieur de la chambre de combustion. Le suivi de ces paramètres a permis de révéler leur influence significative sur les émissions en considérant les modifications et les conditions d'opération du poêle.
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Fateh, Talal. "Etude expérimentale et numérique de la cinétique de décomposition thermique de contreplaqués en bois." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00667332.
Анотація:
La sécurité incendie repose sur l'utilisation de simulations numériques. Les codes de calcul sont composés de différents modèles dont un nommé modèle de pyrolyse qui a pour enjeu de décrire la décomposition thermique des solides étudiés. Toutefois, les modèles de pyrolyse actuels sont sommaires et sources de multiples erreurs. Notre démarche de travail est multi-échelles afin de procéder étape par étape à la validation du modèle, tenant compte de l'évolution des propriétés thermiques, physiques et chimiques au cours de la décomposition. Le présent programme de recherche concerne les matériaux de l'habitat et plus particulièrement deux contre plaqués en bois. Nous avons caractérisé expérimentalement la décomposition thermique de ces bois à deux échelle de travail : en analyseur thermogravimétrique (échelle particule) et en cône calorimètre (échelle matériau) couplés à divers analyseurs de gaz. Le suivi des vitesses de perte de masse et des émissions gazeuses permet la proposition de mécanismes réactionnels de décomposition thermique : étapes de la décomposition. Chaque réaction de ces mécanismes a une vitesse qui peut être décrite sous la forme d'une loi d'Arrhenius dont les paramètres sont déterminés par la méthode des Algorithmes Génétiques. La comparaison des résultats numériques et expérimentaux à l'échelle de la particule (ATG), montrant un très bon accord, le modèle de pyrolyse développé est validé à cette échelle. La modélisation des essais cône calorimètre en vue de la validation du Modèle à plus grande échelle a été menée à l'aide du code Gpyro. Les résultats obtenus ne sont toutefois pas satisfaisants.
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Chrusciel, Laurent. "Étude de l'association d'une colonne d'absorption à un séchoir convectif à basse température : influence de l'absorbeur sur la cinétique et la qualité du chauffage." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL069N.
Анотація:
Ce mémoire rend compte de travaux de recherches conduits sur une installation constituée d'un séchoir convectif à bois basse température associé à une colonne d'absorption dont la fonction est de déshumidifier l'air de séchage sur une boucle de recirculation du séchoir. L'absorbeur est de type venturi et l'absorbant est un liquide organique, le triéthylène glycol (teg). L'objectif de l'étude est d'évaluer les performances de l'installation à travers les deux paramètres que sont la cinétique de séchage et la qualité du bois sèche. Un modèle macroscopique simple, représentant les échanges de matière entre le bois et l'air pendant le séchage, a ainsi été développé. Il est caracterisé par un coefficient global de transfert de matière dont les variations en fonction des principaux paramètres opératoires ont été précisées. Ce coefficient est l'outil de mesure de la cinétique moyenne de séchage d'un lot de bois au cours d'un cycle complet. Il permet ainsi d'évaluer l'influence du débit de TEG, du débit d'air traversant l'absorbeur et de la température de l'air sur le fonctionnement de l'installation. Dans le domaine de fonctionnement considéré, l'utilisation de l'absorbeur améliore la cinétique de séchage d'environ 65% : cette performance est peu influencée par les trois paramètres étudiés. La qualité du bois sèche est estimée par la mesure des défauts de séchage à savoir le nombre et la dimension des fissures ainsi que les déformations (flêches de face et de front). Des cycles de séchage ont été conduits sur du hêtre et du sapin. Les résultats montrent que l'utilisation de l'absorbeur est pénalisante sur la qualité du bois sèche. Toutefois, l'accélération de la cinétique de séchage ne se traduit pas par une augmentation du même ordre de grandeur des défauts. En particulier lors du séchage du sapin, la qualité du bois est peu affectée par l'utilisation de l'absorbeur. Enfin, la quantité totale de produits organiques présente dans l'air de séchage est évaluée à l'aide d'un détecteur à ionisation de flamme. Les essais réalisés montrent que la concentration en composés organiques de l'air de séchage est en moyenne divisée par un facteur 7 lorsque l'absorbeur fonctionne. La synthèse de l'ensemble des résultats conduit à penser que l'installation étudiée semble mieux adaptée au séchage des essences résineuses.
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Boni, Adipoh. "Préparation, rhéologie et combustion de mélanges ternaires de charbon de bois décendré : liquides ou bio-ultracarbofluides." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD423.
Анотація:
Différents charbons de bois (charbons de bois de méranti, de bouleau et de peuplier) ainsi que des bois de méranti torréfiés ont été utilisés au cours des travaux pour la préparation des mélanges charbons de bois/fuel domestique/eau. Le décendrage est effectué grâce à la technique d'agglomération sélective. En effet, cette technique permet la séparation de particules solides qui présentent des propriétés superficielles différentes : les unes étant hydrophobes (ce qui est le cas de la partie carbonée du charbon); les autres hydrophiles (cendres contenues dans le charbon). Cette technique nous a permis, en utilisant une poudre de charbon de bois de diamètre moyen de l'ordre de 8 microns, de disposer d'un charbon de bois décendré à moins de 1% de taux de cendres résiduelles. Nous proposons une relation qui permet de prédire, à 6% prés, la durée d'agglomération correspondant aux taux de cendres résiduelles minimum. Les agglomérats, obtenus à l'issue du procédé d'agglomération, sont fluidifiés par adjonction d'une certaine quantité d'un agent tensio-actif (environ 1% en masse du mélange total) dans le fluide porteur (eau+fuel domestique). Les tensio-actifs utilises sont des non ioniques étoxyéthylénés de la famille des éthers polyglycoliques. Cette étude a montré que les poudres de charbon de bois d'indices de matières volatiles compris entre 20 et 30% conviennent mieux à la formulation de ces mélanges appelés bio-ultracarbofluides (ou bio-ucf). En effet ces charbons permettent d'obtenir les mélanges les plus concentrés (particulièrement lorsque l'indice de matières volatiles (ou imv) est égal à 30%). Nous avons ainsi pu préparer des mélanges de concentration massique en charbon de bois de 47%, 48% et 50% avec les charbons de bois de bouleau de imv egal a 21% et de méranti de imv égal à 28% et 30% respectivement. La stabilité des bio-ucf peut varier de 7 jours à 2 semaines. L'étude du comportement rhéologique des suspensions préparées a été faite par viscosimétrie directe à l'aide d'un viscosimètre rotatif à cylindres coaxiaux du type couette. Cette étude a permis de montrer que lorsque une poudre de bois de diamètre moyen supérieur à 15 microns est utilisée, pour la préparation des bio-ucf, les mélanges obtenus ont un comportement rhéologique pseudoplastique quelque soit le tensio-actif (nombre d'oxyde d'éthylène et structure). Par contre lorsque le diamètre moyen de la poudre de charbon de bois diminue (inférieur à 15 m), le mélange devient légèrement dilatant lorsqu'il est préparé avec un tensio-actif de nombre d'oxydes d'éthylène supérieur à 6 et pseudoplastique dans le cas contraire. Enfin, des essais de combustion des bio-ucf ont été effectués sur un foyer pilote de 100 kw. Ces essais ont montré que la combustion des bio-ucf peut se faire sans modification des installations existantes avec un taux de conversion du charbon de bois de 0,98.
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Hyvrard, François. "Liquéfaction thermochimique du bois étude de la réaction dans des conditions de chauffage très rapide, analyse physico-chimique des huiles produites." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37598479c.
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Allard, Julie. "Qualité de l'air dans la Vallée de l'Arve : météorologie locale et mesures des réductions des émissions liées au chauffage au bois." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAU020/document.
Анотація:
La combustion de la biomasse, en particulier le chauffage au bois résidentiel, constitue une source d’émissions fortement contributrice aux concentrations de PM10 en hiver, de façon globale, en Europe. Afin de réduire les émissions de cette source, un programme de large envergure de renouvellement d’appareils de chauffage au bois non-performant, le Fonds Air Bois a été lancé depuis 2013 dans la vallée de l’Arve. Cette action étant amenée à se multiplier en France, l’évaluation de son effet sur les concentrations atmosphériques constitue un enjeu pour les futures politiques de gestion de la qualité de l’air. Le programme PRIMEQUAL DECOMBIO (2013-2018) a été proposé afin de mettre en place des méthodologies permettant d’évaluer l’impact de cette opération sur les concentrations de PM10 à partir de mesures de terrains. Ce programme DECOMBIO, qui a servi de cadre à ce travail de thèse, s’est appuyé sur la confrontation durant 4 hivers des mesures en continu des PM10 issus de la combustion de la biomasse (noté PM10wb), des conditions météorologiques, et des variations d’émissions liées au renouvellement des appareils. Pour répondre à cet enjeu, les travaux de cette thèse ont eu pour objectif de développer des méthodes permettant de prendre en compte l’influence des conditions atmosphériques sur les concentrations hivernales de PM10 et d’évaluer les paramètres et facteurs d’incertitudes permettant de comparer les variations estimées d’émissions de PM10wb avec celles des concentrations mesurées de PM10wb au cours des 4 hivers.Ces travaux se sont appuyés sur d’importantes bases de données de mesures chimiques et météorologiques constitués durant 4 hivers (13-14 à 16-17) au niveau de 3 sites dans la vallée de l’Arve. Par ailleurs, les données techniques issues des dossiers de renouvellements des appareils pour bénéficier de l’aide financière du Fonds Air Bois nous ont été communiquées, nous permettant de spatialiser et temporaliser les réductions des émissions de PM10wb estimées provenant de ces remplacements d’appareils. L’état de la stabilité thermique de l’atmosphère, paramètre essentiel pour déterminer les épisodes d’inversions thermiques, a été suivi en continu grâce à un système peu onéreux de capteurs de température sous abris installés le long des pentes. Ces mesures ont permis de montrer que les conditions météorologiques locales dans ces vallées encaissées sont le facteur premier conditionnant les concentrations atmosphériques. Une classification automatique des conditions atmosphériques a été établie, permettant de s’affranchir de cette variabilité et de comparer les concentrations pour des conditions atmosphériques similaires entre les différents hivers. L’innovation de cette approche repose principalement sur la prise en compte du degré d’influence de variables météorologiques et de paramètres liés à l’intensité des émissions. Une diminution graduelle des concentrations de PM10wb au cours des hivers a ainsi pu être constatée au niveau des 3 sites pour certaines classes de conditions atmosphériques, résultat consolidé par la diminution concomitante des traceurs de la combustion de la biomasse à la masse des PM10. Afin de préciser ces résultats, nous nous sommes intéressés à estimer la réduction des émissions de PM10 des remplacements d’appareils au niveau des sites de mesures et leurs incertitudes.Au terme de ce travail et du programme DECOMBIO, nous avons été à même de développer et de valider plusieurs outils méthodologiques applicables dans l’évaluation de futurs fonds air bois (utilisation de capteurs le long des pentes, classification météorologique adaptée à la qualité de l’air, estimation des incertitudes sur les émissions de parc de dispositifs de chauffage au bois). Ces bases solides nous ont permis de mieux comprendre les mesures réalisées sur les PM atmosphériques, et leurs liens avec les estimations des émissionsBiomass burning, particularly residential wood burning, is a source of atmospheric particles that contributes significantly to winter PM10 levels globally in Europe. In order to reduce emissions from this source, a large-scale program for the renewal of non-efficient wood-burning appliances, the “Fonds Air Bois” has been launched since 2013 in the Arve Valley. The assessment of its impact on atmospheric concentrations is an issue for future air quality management policies. The research DECOMBIO program (2013-2018) has been proposed to evaluate the impact of this operation on PM10 concentrations from measurements. This DECOMBIO program, which includes these thesis works, was based on the confrontation during 4 winters of continuous measurements of PM10 resulting from biomass burning (noted PM10wb), weather conditions, and emissions variations related to appliances renewal. To answer this challenge, the aim of this thesis was to develop methods to take into account the influence of atmospheric conditions on winter PM10 concentrations and to evaluate the parameters and uncertainties that make it possible to compare the estimated PM10wb emission variations with those of the measured PM10wb concentrations during the 4 winters.This work was based on large datasets of chemical and meteorological measurements made during 4 winters (13-14 to 16-17) at 3 sites in the Arve Valley. In addition, the technical data from wood appliances renewal files was provided to us, allowing us to spatially and temporally estimated reductions of PM10wb emissions from these appliances replacements. The state of atmospheric stability, an essential parameter for determining episodes of temperature inversions, has been continuously monitored thanks to an inexpensive system of sheltered temperature sensors installed along the slopes. These measurements have shown that local weather conditions in these valleys are the primary factor conditioning atmospheric concentrations. An automatic weather types classification has been established, making it possible to overcome this variability and to compare the concentrations for similar atmospheric conditions between the different winters. The innovation of this approach is mainly based on taking into account the degree of influence of meteorological variables and parameters related to the intensity of emissions. A gradual decrease of PM10wb concentrations during winters was thus observed at the 3 sites for certain weather types, a result consolidated by the concomitant decrease in tracer biomass combustion at the mass of PM10. To clarify these results, we were interested in estimating the reduction of PM10 emissions from device replacements at measurement sites and their uncertainties.At the end of this work and of the DECOMBIO program, we have been able to develop and validate several methodological tools applicable in the evaluation of future “fonds air bois” (use of sensors along the slopes, meteorological classification adapted to the quality of the air, estimation of uncertainties on wood appliances renewable emissions). This solid foundation has allowed us to better understand the measurements made on atmospheric PM, and their relationship to emission estimates
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Avocat, Helene. "Approche géographique des approvissionnements en plaquettes foréstières des chaufferies du secteur collectif/tertiaire : application au Pays Loue-Lison et à la Communauté d'agglomération du Grand Besançon." Electronic Thesis or Diss., Besançon, 2011. http://www.theses.fr/2011BESA1048.
Анотація:
Depuis deux décennies, le bois-énergie se développe fortement en Franche-Comté, notamment dans le secteur collectif/tertiaire. Face à l'épuisement prochain des connexes de scierie, la plaquette forestière (bois déchiqueté) est amenée à se développer. La question de l'approvisionnement devient alors centrale pour l'ensemble des acteurs de la filière, soulevant un grand nombre d'enjeux en matière d'aménagement territorial et forestier, de développement local, d'environnement... Parallèlement, des interrogations émergent : quelle quantité d'énergie peut-on mobiliser durablement ? La configuration spatiale et structurelle des espaces boisés a-t-elle une influence sur les processus d'approvisionnement ? Cherche-t-on à minimiser les distances de transport ? Existe-t-il des phénomènes de concurrence spatiale entre les chaufferies ? Afin de comprendre l'organisation actuelle des approvisionnements, nous avons analysé deux jeux de données de traçabilité de plaquettes forestières. Puis, nous avons développé une démarche visant à modéliser des bassins d'approvisionnement locaux, tenant compte des contraintes de renouvelabilité de la ressource, et des conflits d'usage, en couplant diverses sources d'information : indices de végétation issus de l'imagerie satellitaire, données dendrométriques, cartographie forestière, et tables de production. L'objectif de cette démarche était double : d'une part savoir si les deux terrains d'études choisis étaient en mesure d'assurer eux-mêmes l'approvisionnement de leurs propres chaufferies, d'autre part mettre en évidence les phénomènes de concurrence spatiale des différents bassins d'approvisionnement, et la contribution des différents types de peuplement. Cela a notamment permis de montrer l'importance du gisement énergétique des arbres isolés, à notre connaissance encore jamais évalué à une échelle infra-régionaleIn a context of strong increase of fuelwood demand in the collective sector, the supply issue becomes central to all stakeholders, raising many issues relating to land and forestry planning, local development, environment ... Meanwhile, questions emerge: how much energy can be mobilized sustainably? Does the spatial and structural configuration of forests influence the supply process? Do we seek to minimize transport distances? Can we observe spatial competition between the boilers ? To understand the current organization of supplies, we analyzed two sets of data traceability of wood chips. Then, we have developed a model of local supply basins, considering constraints of renewability of the resource, and conflicts of use, by combining various information sources: vegetation index derived from satellite imagery, forest mapping and production tables. The objective of this approach was dual : to determine the quantity of forest chips workable on a territory, and to highlight the spatial competition between the different basins supply, and the contribution of different tree species. This has enabled to show the importance of the energy potential of isolated trees, to our knowledge not previously evaluated in a sub-regional scale
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Baraket, Nada. "Étude et compréhension de la formation et de la destruction de dioxines lors de la combustion de déchets bois en chaudières automatiques." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0369.
Анотація:
Dans le cadre de la transition énergétique, la valorisation énergétique de la biomasse est vouée à être augmentée, principalement en ce qui concerne les utilisations dans des chaufferies industrielles ou collectives, pour des applications chaleur ou cogénération. Pour limiter les éventuels conflits d'usages, la biomasse forestière étant aussi sollicitée pour des applications de type matériau, construction, chimie, … l'utilisation de bois en fin de vie tend à se développer rapidement pour l'application énergétique. Ces types de combustibles présentent alors des caractéristiques (PCI (pouvoir calorifique inférieur), taux de cendres, composition élémentaire…) radicalement différentes des plaquettes forestières encore majoritairement utilisées ; il s'agira de bois collectés dans les déchetteries, de sous-produits industriels ou d'une partie de déchets de l'ameublement ou de démolition par exemple. Ces nouveaux types de combustibles, provenant de différentes sources et ayant des compositions très variées, peuvent contenir des polluants favorisant des nouveaux types d'émissions, notamment celles des dioxines. Les dioxines sont une famille de molécules organochlorées, hétérocycliques et ayant deux atomes d'oxygène dans un cycle aromatique. Cette famille regroupe les PCDD/F (PolyChloroDibenzoDioxines et PolyChloroDibenzoFuranes) et les PCB (dioxin-like). Des tests en laboratoire ou sur des sites pilotes ont montré quelques cas de formation de dioxines lors de la combustion de certains bois en fin de vie. De plus, il est apparu clairement que ces émissions peuvent durer dans le temps, même lorsque du bois de première qualité est utilisé suite au passage de bois plus ou moins pollué. Dans le cas de ces émissions, les solutions mises en œuvre sont très souvent de types secondaires avec des dispositifs de traitements mis en place dans les fumées. Or, ces techniques pèsent sur la viabilité économique de la filière. Ainsi, l'objectif de ce travail de thèse consiste à adapter les connaissances existantes sur les mécanismes de formation, destruction, dépôts, relargage, etc. de PCDD/F pour proposer des pistes de solutions primaires de réduction des émissions à la sortie, applicables à notre secteur. Outre une analyse bibliographique exhaustive, le travail est basé plutôt sur une approche expérimentale en utilisant la chaudière pilote de LERMAB (instrumentée et équipée de systèmes de prélèvements) pour effectuer des essais de combustion et des dispositifs existants au laboratoire : macro-TG et réacteur modèles, pour essayer de mieux comprendre les phénomènes de formation/destruction et relargage des PCDD/F à la surface des cendres, l'objectif étant d'acter des recommandations aux exploitantsWithin the framework of the energy transition, the energy valorization of biomass is bound to be increased, mainly as regards the uses in industrial or collective boiler rooms, for heat or cogeneration applications. In order to limit possible conflicts of use, forest biomass is also solicited for applications such as materials, construction, chemistry, etc. The use of end-of-life wood tends to develop rapidly for energy applications. These types of fuels have characteristics (lower calorific value, ash content, elemental composition, etc.) that are radically different from those of the forestry chips that are still mainly used; they are wood collected from waste disposal sites, industrial by-products or part of furniture or demolition waste for example. These new types of fuels, coming from different sources and having very different compositions, may contain pollutants that favour new types of emissions, in particular dioxins. Dioxins are a family of organochlorine molecules, heterocyclic and having two oxygen atoms in an aromatic ring. This family includes PCDD/F (PolyChloroDibenzoDioxins and PolyChloroDibenzoFurans) and PCB (dioxin-like). Tests in laboratories or on pilot sites have shown some cases of dioxin formation during the combustion of some wood at the end of its life. Moreover, it became clear that these emissions can last over time, even when first quality wood is used after the passage of more or less polluted wood. In the case of these emissions, the solutions implemented are very often of secondary types with treatment devices set up in the smoke. However, these techniques weigh on the economic viability of the sector. Thus, the objective of this thesis is to adapt the existing knowledge on the mechanisms of formation, destruction, deposition, release, etc. of PCDD/F in order to propose primary solutions for the reduction of emissions at the exit, applicable to our sector. In addition to an exhaustive bibliographical analysis, the work is based on an experimental approach using the LERMAB pilot boiler (instrumented and equipped with sampling systems) to carry out combustion tests and existing devices in the laboratory: macro-TG and model reactor, to try to better understand the phenomena of formation/destruction and release of PCDD/Fs on the surface of the ash, the objective being to make recommendations to the operators
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Thi, Van Diem. "Modélisation du comportement au feu des structures en bois." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0363/document.
Анотація:
La modélisation numérique des structures bois dans des conditions d’incendie nécessite la connaissance : de la variation des propriétés physiques du bois telles que la conductivité thermique, la chaleur spécifique et la densité en fonction de la température ; de la dégradation thermique du bois au cours des phases de séchage, de pyrolyse et de combustion. En particulier, nous nous sommes intéressés à l’étude du comportement thermomécanique du matériau bois. La loi thermique est décrite par l’équation de la chaleur. Le modèle choisi intègre les trois modes du transfert de chaleur : la conduction, le rayonnement et la convection. La loi mécanique est modélisée dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles utilisant la notion des variables d’état. Elle tient compte du couplage entre le comportement élastique orthotrope, plastique anisotrope à écrouissage non linéaire isotrope et un endommagement isotrope. L’intégration numérique de la loi mécanique par un schéma implicite itératif combinant la technique du retour radial avec la réduction du nombre des équations est présentée. Le couplage thermomécanique est réalisé, selon l’approche réglementaire de l’Eurocode 5 relatif à la résistance au feu des structures en bois, en appliquant le facteur de réduction Kθ sur la résistance mécanique d’un résineux. Les aspects théoriques et les conditions aux limites associés au modèle thermomécanique sont abordés. L’identification des paramètres du modèle est réalisée sur des données expérimentales obtenues sur des tests réels d’incendie disponibles dans la littérature. À ce titre, plusieurs comparaisons avec différentes applications sont réalisées. Le modèle éléments finis reproduit avec précision la distribution du champ de température dans l’épaisseur des panneaux en bois, la formation du charbon ainsi que l’évolution de la résistance mécanique au cours de l’exposition au feuNumerical modelling of timber structures in fire conditions requires the knowledge of the variation with temperature of the physical properties of the wood material (the thermal conductivity, the specific heat and the density) in order to take into account the thermal degradation of wood under high temperatures during the drying, pyrolysis and combustion phases, as well as the temperature profiles in the thickness of the surfaces exposed to fire. In particular, this work focusses on the thermomechanical behaviour of timber. The heat transfer analysis is described by the standard equations of heat conduction. It includes the three modes of heat transfer: conduction, radiation and convection. The structural response is modelled within the framework of thermodynamics of irreversible processes using the notion of state variables. It takes into account the coupling between the orthotropic elastic behaviour, the anisotropic plastic behaviour with isotropic nonlinear hardening, and isotropic damage. The numerical integration of the equilibrium equations is carried out with an iterative implicit scheme combining the technique of radial re- turn with the reduction of the number of equations. The thermomechanical coupling is carried out according to the approach recommended by Eurocode 5 for the fire resistance of timber structures by applying the reduction factor Kθ to the strength of a softwood. The theoretical aspects and boundary conditions associated with the thermomechanical model are also discussed. The parameters of the model are identified with experimental data obtained from actual fire tests available in the literature. Several comparative applications are carried out. The finite element model accurately reproduces the distribution of the temperature profile in the thickness of timber planks, the formation of the charred layer, and the evolution of the mechanical resistance during exposure to fire
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Prieur, Anne. "Les ressources forestières : produits du bois, usages énergétiques, capture et stockage du carbone." Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12871.
Анотація:
Ce travail est consacré à une étude des ressources forestières orientée principalement vers les usages énergétiques et l'emploi du bois comme matériau, tous deux couplés à la problématique générale de lutte contre l'intensification de l'effet de serre. Il comprend tout d'abord trois chapitres, dans lesquels sont présentées quelques grandes données du contexte général de l'étude, ainsi que des éléments méthodologiques. Plusieurs chapitres détaillent des cas d'étude sur lesquels se développe le travail avant que ne soient enfin dégagées les grandes conclusions et perspectives du travail au chapitre 7.
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Cremona, Pierre. "Caractérisation expérimentale et numérique des scenarii de feu impliquant un conduit de fumée d'appareils de combustion bois." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0023/document.
Анотація:
L’évolution structurelle des bâtiments résidentiels du fait des réglementations thermiques, environnementales ainsi que du déploiement du Règlement des Produits de la Construction génère des enjeux majeurs pour les fabricants de conduit de fumée, notamment en ce qui concerne la sécurité des habitants en cas d’incendie. Deux scenarii de résistance au feu sont considérés par la règlementation européenne : celui associé au développement du feu dans la pièce où se situe le conduit et celui-ci relatif au développement du feu dans le conduit lui-même, par l’inflammation de dépôts. Dans les deux cas, le conduit ne doit pas être vecteur de propagation du feu aux pièces et aux matériaux combustibles adjacents. Dans ce contexte, la présente étude vise à caractériser les principaux transferts thermiques mis en jeu au cours des deux scenarii et de mieux comprendre la cinétique de formation, de décomposition, d’inflammation et de combustion des dépôts au sein des conduits. Pour ce faire, une démarche expérimentale et numérique a été adoptée. La partie expérimentale permet de déterminer les caractéristiques chimiques (analyses élémentaire et chimique) et thermo-physiques (densité, conductivité, effusivité et capacité thermique, porosité, pouvoir calorifique) de 24 résidus provenant d’installations réelles ou créés en laboratoire dans des conditions de combustion maîtrisées. Ces résidus sont par la suite étudiés en analyseur thermogravimétrique et au Cône Calorimètre afin de déterminer les étapes de décomposition thermique, ainsi que les propriétés d’inflammabilité et de combustibilité, en inflammation pilotée et en auto-inflammation. Une base de données conséquente de l’ensemble des propriétés est alors générée. Un four de résistance au feu (selon la norme EN 1366-13) a permis l’étude de la participation du conduit à la propagation du feu d’une pièce à une autre, à travers la mesure de champs de température, notamment au-dessus du plafond. Les essais dans ce dispositif permettent l’acquisition de données essentielles à la définition des conditions initiales et aux limites nécessaires au développement et à la validation d’un modèle numérique développé sous Fluent. Ce modèle décrit les transferts thermiques par conduction, convection et rayonnement. Il permet d’estimer le niveau de température sur la paroi extérieure du conduit de fumée au-dessus du four, requis lors des essais de déclaration de performance EI selon la norme EN 1366-13 et ce, quelle que soit la configuration du conduit (diamètre, nature…). Les résultats obtenus répondent au besoin de Poujoulat, dont l’enjeu est de disposer d’un outil expérimental et numérique de développement de conduits résistant au feu et d’une base de données relative aux dépôts afin de préconiser des conseils d’utilisation aux habitantsThe structural evolution of residential buildings due to thermal, environmental regulations and roll out of the Construction Products Regulation generate major challenge for chimney manufacturers, in particular with regard to the safety of residents during a fire. Two fire resistance scenarios are eloquent in European Regulations: the one associated with the development of fire in the room where the chimney is located and the last reported on the development of fire in the chimney itself, by ignition of the deposits. In both cases, the chimney must not be a vector for propagating fire to adjacent rooms and combustible materials. In this context, the present study aims to characterize the main thermal transfers involved in the two scenarios and to better understand the kinetics of formation, decomposition, ignition and combustion of the deposits within the chimney. To do this, an experimental and numerical approach was adopted. The experimental part allows to determine the chemical characteristics (elemental and chemical analyzes) and thermo-physical characteristics (density, conductivity, effusivity and thermal capacity, porosity, calorific value) of 24 residues from real installations or created in laboratory under representative conditions of combustion. These residues are then studied in thermogravimetric analyzers (TGA) and Cone Calorimeters in order to determine the thermal decomposition steps as well as the flammability and combustibility properties, in cases of piloted and auto-ignition. A consequent database of the set of properties has then been generated. A fire-resistant furnace (according to EN 1366-13) allowed the study of the chimney participation in the propagation of fire from one room to another, through the measurement of temperature fields, above the ceiling. The tests allow the acquisition of data essential to the definition of the initial conditions and the limits necessary for the development and the validation of a numerical model developed under Fluent. This model describes heat transfer by conduction, convection and radiation. It makes possible to estimate the temperature level on the outer wall of the chimney above the furnace, which is required in the EI performance declaration tests according to EN 1366-13, regardless of the configuration of the chimney (diameter, materials...). The results obtained correspond to the need for Poujoulat, whose challenge is to have an experimental and numerical tool for the development of fire-resistant chimney and a database relating to deposits in order to advise the habitants
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Gargouri, Thameur. "Étude théorique et expérimentale de la combustion-incinération des effluents atmosphériques engendrés par la carbonisation du bois." Perpignan, 2004. http://www.theses.fr/2004PERP0580.
Анотація:
Une etude theorique de l'incineration des fumees de carbonisation du bois et des phenomenes physiques qui l'accompagnent est effectuee. Les equations de transferts couplees a la cinetique reactionnelle et aux transferts radiatifs sont resolues en utilisant une methode implicite aux differences finies et la methode des zones. L'etude theorique a mis en evidence l'influence des transferts radiatifs, de l'exces d'air et du debit des fumees sur l'evolution des champs de temperature et de concentration au cours du procede d'incineration. Les resultats mettent notamment en evidence que la thermodestruction des effluents polluants se deroule dans la zone d'entree de l'incinerateurTheoretical and experimental study of the incineration of wood carbonisation smokes is investigated. The model equations coupled with heat transfer and chemical kinetics are solved by using an implicit difference shame and the zone method. The numerical model shows the effect of smokes flow, heat radiation transfer and air excess on the incineration process. A pilot plan of carbonisation, equipped with smokes incineration, is realised and installed in sfax (tunisia). The experimental study shows a matter balance of 31% and an energy balance of 79%. The theoretical and experimental results prove the efficiency of the incineration process
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Khalfi, Az-Eddine. "Etude du comportement dans diverses conditions de combustion, de déchets de bois, représentatifs de la filière ameublement." Mulhouse, 2000. http://www.theses.fr/2000MULH0610.
Анотація:
L'industrie du bois est de plus en plus confrontée à des sous-produits à base de bois, associés à divers adjuvants (colle, revêtement stratifié, etc. ), qu'il s'agit d'éliminer. Cependant, nous avons peu d'acquis concernant la valorisation énergétique par la combustion de ce type de sous-produits. De ce fait, la combustion de sept échantillons de bois issus de la filière ameublement a été réalisée. L'étude porte sur les produits de combustion incomplète, particulièrement dangereux, le monoxyde de carbone (CO), les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et les métaux lourds. Llors de la combustion, de fortes concentrations d'HAP ont été mesurées pour l'ensemble des matériaux en forme de copeaux. Les HAP de faibles masses moléculaires sont majoritaires. La formation des HAP est très sensible à une variation de température. Celle-ci est maximale pour une température de gaz en zone chaude proche de 900°C. Au-delà de 1 000°C, l'émission des HAP est fortement réduite. L'analyse des oxydes de carbone montre que 94% du carbone initial est émis sous forme de CO2. Le rôle des divers additifs d'encollage et de stratification sur les émissions parait négligeable. En revanche, le compactage des sous-produits conduit à une meilleure combustion, caractérisée par moins de CO et plus de CO2. Les HAP rejetés par les matériaux compactes sont négligeables dans nos conditions expérimentales. Les sous-produits compactes sont donc caractérisés par une combustion plus complète. Le flux de chaleur maximal liberé pendant la combustion semble augmenter avec la masse volumique apparente des échantillons. Il a été montré que la masse volumique apparente modifie les transferts de chaleur dans le matériau.
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Dhahak, Amal. "Modélisation chimique détaillée de la combustion de la biomasse dans les appareils de chauffage domestique en vue de réduire leurs émissions polluantes." Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0017.
Анотація:
Cette thèse vise à comprendre et à modéliser les mécanismes chimiques de combustion de la biomasse dans les appareils de chauffage domestiques afin de réduire les émissions polluantes. Dans ce but, un modèle global de combustion a été développé. Ce modèle considère à la fois une cinétique chimique détaillée et le transfert thermique. La première partie de ce travail a consisté à développer un modèle cinétique permettant de représenter la dévolatilisation de la biomasse ainsi que les réactions secondaires de combustion en phase gazeuse des espèces émises au cours de la pyrolyse primaire. Selon le modèle cinétique de pyrolyse utilisé, la biomasse est caractérisée comme étant un mélange de trois constituants dits de référence : la cellulose, l’hémicellulose et la lignine. Pour connaître les limitations du modèle étudié, il a été testé sur plusieurs cas de pyrolyse primaire. Un modèle de pyrolyse secondaire et de combustion a été ajouté au modèle représentant la pyrolyse primaire. Ce modèle secondaire est composé de mécanismes d'oxydation pour les produits formés par la pyrolyse, comme l’hydroxyacétaldéhyde, le furane et ses dérivés, l’anisole, le furfural, le gaïacol… Ce modèle secondaire, ainsi que le nouveau modèle global développé, BioPOx (Biomass Pyrolysis and Oxidation), ont été testés sur un grand nombre de points expérimentaux. Dans une seconde partie, le modèle cinétique considérant à la fois la pyrolyse primaire et le craquage thermique des espèces gazeuses émises, est couplé à un modèle de transfert de chaleur simplifié afin de modéliser la combustion d’une bûche de bois dans un poêle représenté par un réseau de réacteurs chimiques idéaux. Le modèle global, couplant les parties cinétique et thermique, permet de reproduire des résultats expérimentaux sur des émissions gazeuses (CO, CO2, NO) obtenues dans un poêle à boisThis thesis aims to understand and model the chemical mechanisms of biomass combustion in domestic heating appliances to reduce polluting emissions. For this purpose, a global model of combustion has been developed. This model considers both detailed chemical kinetics and heat transfer. The first part of this work consisted of developing a kinetic model to represent the devolatilization of biomass as well as the secondary gas phase combustion reactions of the species emitted during primary pyrolysis. According to the used kinetic model of pyrolysis, the biomass is characterized as a mixture of three so-called reference constituents: cellulose, hemicellulose and lignin. To know the limitations of the studied model, it has been tested on several cases of primary pyrolysis. A model of secondary pyrolysis and combustion was added to the model representing primary pyrolysis. This secondary model is composed of oxidation mechanisms for products formed by pyrolysis, such as hydroxyacetaldehyde, furan and its derivatives, furfural, anisole, guaiacol ... This secondary model, as well as the new global model developed BioPOx (Biomass Pyrolysis and Oxidation) have been tested on a large number of experimental results. In a second part, the kinetic model considering both the primary pyrolysis and the thermal cracking of the emitted gaseous species, is coupled to a simplified model of heat transfer to model the combustion of a log of wood in a stove represented by a network of ideal chemical reactors. The global model, coupling the kinetic and thermal parts, reproduces experimental results on gaseous emissions (CO, CO2, NO) obtained in a wood stove
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Mérel, Jérôme. "Etude du captage post-combustion du CO2 grâce à un procédé TSA (Temperature Swing Adsorption) à chauffage et refroidissements indirects." Paris, CNAM, 2008. http://www.theses.fr/2008CNAM0700.
Анотація:
To deal with the Greenhouse Gases emissions increase, CO2 post-combustion capture linked to its storage is a promising technological solution. Different methods are currently developed, including the adsorption which is this study’s core interest. This work concerns the use of a TSA process (Temperature Swing Adsorption) for CO2 post-combustion capture. This process is an adsorber based on indirect heating (steam condensation) and cooling (water circulation) by means of an internal heat-exchanger (no contact between the coolant and the adsorbant). This study takes experimental and numerical approaches. From the preliminary experiments, the 5A zeolite was selected. Different operating conditions (inlet gas composition, desorption temperature, purge flow rate, periods of cycles, pre-cooling / pre-heating steps,…) were then tested from a mixture N2-CO2 in order to obtain an optimal compromise between the performance criteria. Then, other configurations were tested within a numerical model validated from previous experiments. In the adsorption step, the inlet gas temperature and the initial bed temperature have very little influence on the performances of the adsorber. Due to a parametric study done for cycle experiments, optimal operating conditions, in particular with a pre-cooling step, were determined for this specific application. The results obtained are very encouraging as they underline comparable performances with the reference process ones, the amine absorptionFace à l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre, le captage post-combustion du CO2 associé à son stockage est une solution technologique prometteuse. Différentes méthodes sont actuellement développées dont l’adsorption qui fait l’objet de cette étude. Ce travail concerne l’utilisation d’un procédé TSA (Temperature Swing Adsorption) pour le captage post-combustion du CO2. Ce procédé fait appel à un adsorbeur équipé d’un échangeur interne permettant un chauffage (vapeur d’eau) et refroidissement (circulation d’eau) indirects (pas de contact entre le caloporteur et l’adsorbant). Ce travail s’appuie à la fois sur une partie expérimentale et numérique. A partir des premières expériences, la zéolithe 5A a été sélectionnée. Différentes conditions opératoires (composition de l’alimentation, température de désorption, débit de purge, durée du cycle, étapes de pré-refroidissement / pré-chauffage,…) ont alors été testées à partir d’un mélange N2-CO2 afin d’obtenir un compromis optimal entre les critères de performance. D’autres configurations ont ensuite été testées au moyen d’un modèle numérique préalablement validé à partir d’expériences. En phase d’adsorption, la température d’alimentation et la température initiale du lit n’ont que peu d’influence sur les performances de l’adsorbeur. Grâce à une étude paramétrique effectuée pour des cycles, des conditions opératoires optimales, notamment avec une étape de pré-refroidissement, ont été déterminées pour cette application spécifique. Les résultats ainsi obtenus sont tout à fait encourageants puisqu’ils ont permis de mettre en évidence des performances comparables à celles des procédés de référence d’absorption par amine
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Riviere, Gaëtan. "Conception d’un micro-cogénérateur aux granulés de bois." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0321.
Анотація:
Dans le cadre du projet ANR AGATCO (Advance GAz Turbine for COgeneration) qui a débuté fin 2012, la conception d’un micro-cogénérateur aux granulés de bois permettant de produire 1,5 kW électrique et 10 kW thermique a été entrepris et est présentée dans ce manuscrit. Basé sur la technologie d’une turbine à air chaud à combustion externe, ce micro-cogénérateur utilise la combustion des granulés couplés à un échangeur de chaleur et une micro-turbine. La technologie demande la conception d’un nouveau foyer (brûleur et chambre de combustion) adapté pour la production de fumées à haute température (1200°C). Le défi est grand car le débit de fumées souhaité est important (27g/s) et la puissance de combustible est faible (15kW). Deux solutions sont proposées pour répondre à la problématique, la première utilise de l’air frais à température ambiante et la deuxième utilise le recyclage des fumées chaudes. La haute température des fumées permet d’obtenir une température d’entrée turbine de 1100°C après le transfert de chaleur dans l’échangeur. La caractérisation expérimentale et par simulation numérique de l’échangeur permet de vérifier ses performances. La micro-turbine utilise une technologie nouvelle de canaux hélicoïdaux à la place d’aubes qui lui permettent d’avoir des dimensions faibles pour les performances souhaitées. Les travaux effectués ont permis de mettre en valeur plusieurs résultats : la réalisation de la combustion haute température dans des conditions fortement défavorables, les performances très intéressantes de l’échangeur de chaleur tous en proposant des améliorations pour optimiser les échanges et les améliorations à apporter à la turbineAs part of the AGATCO ANR project (Turbine Advance GAz for cogeneration), which began at the end of 2012, the design of a micro-cogeneration generating 1.5 kW of electricity and 10 kW of heat was started and presented in this manuscript. Based on the technology of an externally fired gas turbine, this micro-CHP uses the combustion of pellets coupled to a heat exchanger and a micro-turbine. This technology requires the design of a new fireplace (burner and combustion chamber) suitable to produce fumes at high temperatures (1200°C). The challenge is significant because the desired smoke flow is important (27 g/s) and the fuel power is low (15 kW). Two solutions are proposed to solve the problem, the first uses fresh air at ambient temperature and the second uses recycled hot fumes. The high temperature of the fumes makes it possible to obtain a turbine inlet temperature of 1100°C after the transfer of heat into the exchanger. Experimental and numerical simulation characterization of the exchanger makes it possible to verify its performances. The micro-turbine uses a new technology using channel instead of blades allowing it to have small dimensions for the desired performance. The work carried out made it possible to highlight several results: the realization of the high temperature combustion in very unfavorable conditions, the very interesting performances of the heat exchanger while proposing improvements to optimize the exchanges and the improvements to be brought to the turbine
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Henry, Auréade. "Paléoenvironnement et gestion du bois de feu au Mésolithique dans le sud-ouest de la France : anthracologie, ethno-archéologie et expérimentation." Nice, 2011. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00726927.
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Dhahak, Amal. "Modélisation chimique détaillée de la combustion de la biomasse dans les appareils de chauffage domestique en vue de réduire leurs émissions polluantes." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0017.
Анотація:
Cette thèse vise à comprendre et à modéliser les mécanismes chimiques de combustion de la biomasse dans les appareils de chauffage domestiques afin de réduire les émissions polluantes. Dans ce but, un modèle global de combustion a été développé. Ce modèle considère à la fois une cinétique chimique détaillée et le transfert thermique. La première partie de ce travail a consisté à développer un modèle cinétique permettant de représenter la dévolatilisation de la biomasse ainsi que les réactions secondaires de combustion en phase gazeuse des espèces émises au cours de la pyrolyse primaire. Selon le modèle cinétique de pyrolyse utilisé, la biomasse est caractérisée comme étant un mélange de trois constituants dits de référence : la cellulose, l’hémicellulose et la lignine. Pour connaître les limitations du modèle étudié, il a été testé sur plusieurs cas de pyrolyse primaire. Un modèle de pyrolyse secondaire et de combustion a été ajouté au modèle représentant la pyrolyse primaire. Ce modèle secondaire est composé de mécanismes d'oxydation pour les produits formés par la pyrolyse, comme l’hydroxyacétaldéhyde, le furane et ses dérivés, l’anisole, le furfural, le gaïacol… Ce modèle secondaire, ainsi que le nouveau modèle global développé, BioPOx (Biomass Pyrolysis and Oxidation), ont été testés sur un grand nombre de points expérimentaux. Dans une seconde partie, le modèle cinétique considérant à la fois la pyrolyse primaire et le craquage thermique des espèces gazeuses émises, est couplé à un modèle de transfert de chaleur simplifié afin de modéliser la combustion d’une bûche de bois dans un poêle représenté par un réseau de réacteurs chimiques idéaux. Le modèle global, couplant les parties cinétique et thermique, permet de reproduire des résultats expérimentaux sur des émissions gazeuses (CO, CO2, NO) obtenues dans un poêle à boisThis thesis aims to understand and model the chemical mechanisms of biomass combustion in domestic heating appliances to reduce polluting emissions. For this purpose, a global model of combustion has been developed. This model considers both detailed chemical kinetics and heat transfer. The first part of this work consisted of developing a kinetic model to represent the devolatilization of biomass as well as the secondary gas phase combustion reactions of the species emitted during primary pyrolysis. According to the used kinetic model of pyrolysis, the biomass is characterized as a mixture of three so-called reference constituents: cellulose, hemicellulose and lignin. To know the limitations of the studied model, it has been tested on several cases of primary pyrolysis. A model of secondary pyrolysis and combustion was added to the model representing primary pyrolysis. This secondary model is composed of oxidation mechanisms for products formed by pyrolysis, such as hydroxyacetaldehyde, furan and its derivatives, furfural, anisole, guaiacol ... This secondary model, as well as the new global model developed BioPOx (Biomass Pyrolysis and Oxidation) have been tested on a large number of experimental results. In a second part, the kinetic model considering both the primary pyrolysis and the thermal cracking of the emitted gaseous species, is coupled to a simplified model of heat transfer to model the combustion of a log of wood in a stove represented by a network of ideal chemical reactors. The global model, coupling the kinetic and thermal parts, reproduces experimental results on gaseous emissions (CO, CO2, NO) obtained in a wood stove
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Dusserre, Patrick. "Etude des chaudières à bois : contribution à la mesure des émissions de composés imbrûlés, à l’évaluation des rendements énergétiques et à la modélisation de la combustion." Lyon, INSA, 1986. http://www.theses.fr/1986ISAL0003.
Анотація:
La filière "bois combustion" s'est largement développée ces dernières années. Le but de cette thèse, financée par l'AFME, est de favoriser la diffusion de matériels performants et peu polluants. Cette étude a permis : - d'évaluer l'impact de la combustion du bois sur l'environnement et de caractériser le pouvoir énergétique des émissions de composés imbrûlés, - de mettre au point une chaîne ·de prélèvements dans les fumées pour séparer poussières, goudrons et condensats aqueux, - d'affiner les calculs de rendements appliqués sur essais en régime pseudo-sitionnaire des chaudières à bûches (essais CETIAT), - de tester le comportement de nouveaux combustibles ligna-cellulosiques (plaquettes, granulés, bois torréfié. . . ) et de faire ressortir les gains énergétiques liés à l'expérimentation d'une régulation de type "modulant" (essais au Centre de Recherche Elf-Solaize), - d'adapter les modèles cinétiques de pyrolyse et de combustion au fonctionnement d'un brûleur alimenté en bois divisé.
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Piga, Damien. "Processus engagés dans la rémanence, au niveau du compartiment atmosphérique, des radionucléides artificiels antérieurement déposés." Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00609509.
Анотація:
Les stations atmosphériques de l'observatoire permanent de la radioactivité dans l'environnement mesurent depuis 1959 les niveaux d'activité de radionucléides naturels et artificiels dans les aérosols. Aujourd'hui, le Cs-137 (30.07 ans), radionucléide artificiel issu des essais nucléaires atmosphériques et de divers accidents, est encore mesuré, à l'état de traces dans les basses couches de l'atmosphère, bien qu'il n'existe plus de rejet significatif. Cette étude s'est intéressée à identifier et caractériser les processus qui expliquent sa rémanence. Les territoires fortement impactés par les retombées de l'accident de Tchernobyl sont apparus les principaux contributeurs à la rémanence atmosphérique du Cs-137 dans les aérosols prélevés en France. Dans ces régions, les incendies de forêt constituent le processus de remise en suspension du Cs-137 le plus significatif durant la saison sèche et à l'origine d'épisodes de transport longue distance. Il est estimé qu'annuellement de l'ordre de 1013 Bq de Cs-137 sont réintroduits dans l'atmosphère par ce processus. En relation avec de fortes augmentations de la masse totale de particules en suspension, le Sahara est la seconde région contribuant à la rémanence du Cs-137 dans le compartiment atmosphérique au travers d'épisodes de transport de poussières sahariennes. Il est estimé que l'ensemble de ces évènements contribue en moyenne pour 1/3 du bruit de fond ambiant en Cs-137 à l'échelle de la France. Le dernier processus identifié est l'utilisation de bois comme moyen de chauffage durant l'hiver. Bien que le facteur d'émission de ce processus soit faible, l'étendue spatiale des régions sources et les quantités utilisées durant l'hiver font de ce processus un terme source significatif au regard des niveaux moyens à l'état de traces. A l'échelle de la France, de l'ordre de 1011 Bq de Cs- 137 sont réintroduits dans l'atmosphère par ce processus. Durant cette saison, la diminution des conditions de ventilation dans les basses couches de l'atmosphère entraîne une élévation du niveau moyen tandis que les augmentations significatives de l'activité volumique sont dues à un transport longue distance en provenance de l'est de l'Europe.
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Piga, Damien. "Processus engagés dans la rémanence, au niveau du compartiment atmosphérique, des radionucléides artificiels antérieurement déposés." Phd thesis, Toulon, 2010. https://theses.hal.science/tel-00609509/fr/.
Анотація:
Les stations atmosphériques de l'observatoire permanent de la radioactivité dans l'environnement mesurent depuis 1959 les niveaux d'activité de radionucléides naturels et artificiels dans les aérosols. Aujourd'hui, le Cs-137 (30. 07 ans), radionucléide artificiel issu des essais nucléaires atmosphériques et de divers accidents, est encore mesuré, à l'état de traces dans les basses couches de l'atmosphère, bien qu'il n'existe plus de rejet significatif. Cette étude s'est intéressée à identifier et caractériser les processus qui expliquent sa rémanence. Les territoires fortement impactés par les retombées de l'accident de Tchernobyl sont apparus les principaux contributeurs à la rémanence atmosphérique du Cs-137 dans les aérosols prélevés en France. Dans ces régions, les incendies de forêt constituent le processus de remise en suspension du Cs-137 le plus significatif durant la saison sèche et à l'origine d'épisodes de transport longue distance. Il est estimé qu'annuellement de l'ordre de 1013 Bq de Cs-137 sont réintroduits dans l'atmosphère par ce processus. En relation avec de fortes augmentations de la masse totale de particules en suspension, le Sahara est la seconde région contribuant à la rémanence du Cs-137 dans le compartiment atmosphérique au travers d'épisodes de transport de poussières sahariennes. Il est estimé que l'ensemble de ces évènements contribue en moyenne pour 1/3 du bruit de fond ambiant en Cs-137 à l'échelle de la France. Le dernier processus identifié est l'utilisation de bois comme moyen de chauffage durant l'hiver. Bien que le facteur d'émission de ce processus soit faible, l'étendue spatiale des régions sources et les quantités utilisées durant l'hiver font de ce processus un terme source significatif au regard des niveaux moyens à l'état de traces. A l'échelle de la France, de l'ordre de 1011 Bq de Cs- 137 sont réintroduits dans l'atmosphère par ce processus. Durant cette saison, la diminution des conditions de ventilation dans les basses couches de l'atmosphère entraîne une élévation du niveau moyen tandis que les augmentations significatives de l'activité volumique sont dues à un transport longue distance en provenance de l'est de l'EuropeSince 1959, atmospheric sampling stations of the environmental radioactivity permanent observatory measure both natural and artificial radioactivity in ambient air. Nowadays, Cs-137 (30. 07 years), an artificial radionuclide mainly issue from atmospheric weapons tests and several accidents, is still measured at trace level in the lower atmosphere although there is no significant release anymore. This study has aimed to identify and to characterize the processes which explain this persistence. Areas highly contaminated by Chernobyl accident are the major contributors to the Cs-137 atmospheric persistence in France. In these areas, wildfires are the most significant resuspension processes during the dry season and can lead to long range transport events. Around 1013 Bq of Cs- 137 are yearly resuspended by this process. In connection with significant increases of total suspended particles, Sahara is the second area involved in the atmospheric Cs-137 persistence due to dust transport events. The whole of these events has a mean contribution of around 1/3 of the Cs-137 background level at the French scale. The last identified process is the wood burning during winter. Even if its emission factor is low, spatial extent of source areas and quantities used at the season scale do of wood burning a significant process compared to ambient trace levels. At the French scale, around 1011 Bq of Cs-137 are yearly resuspended by this process. During this season, the decrease of ventilation conditions in the lower atmosphere leads to an increase of the background level whereas significant increases are due to long range transport events from Eastern Europe
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Jambes, Jean-Pierre. "L'or vert du Sertão : combustibles ligneux, économie et sécheresse dans le Nordeste brésilien." Pau, 1988. http://www.theses.fr/1988PAUU1002.
Анотація:
Les filieres du bois de feu et du charbon vegetal ont connu, au debut des annees 1980, un remarquable developpement dans ce nordeste bresilien. Ce phenomene s'explique par la conjugaison de deux parametres conjoncturels : une secheresse qui, de 1979 a 1983, a mis en peril l'economie agro-pastorale de l'interieur semi-aride (le sertao) d'une part; la hausse des prix des hydrocarbures provoquee par le deuxieme choc petrolier d'autre part. Le manque d'eau a reduit presque a neant l'agriculture regionale, obligeant de la sorte les sertanejos a exploiter les ultimes richesses du milieu naturel : le bois des forets claires de l'interieur. La production de bois de feu tout d'abord, de charbon vegetal ensuite, a ainsi fortement progresse. Avec d'autant plus de force d'ailleurs, que la flambee des prix des hydrocarbures obligeait alors la quasi-totalite des cimenteries et des entreprises minieres du nordeste a abandonner les derives du petrole au profit des combustibles ligneux. Cette double exploitation de la force de travail et de l'ecosysteme) qui est a l'origine de l'essor des filieres du bois, va progressivement perdre de sa force avec le retour des pluies en 1984-1985. A partir de 1986, debute une periode de penurie, en particulier de charbon, dont vont souffrir les entreprises consommatrices. Elle illustre, outre le retour a l'activite agro-pastorale traditionnelle, le desengagement des dirigeants economiques du sertao qui, face aux bouleversements des conditions de production, abandonnent progressivement le commerce des combustibles ligneux. Au dela du strict aspect conjoncturel de ce phenomene, se devoile egalement une partie du fonctionnement de la societe du sertao, de se pesanteurs structurelles et de ses rapports avec les regions dominantes du littoral bresilienProfessions connected with the exploitation of firewood and vegetable coal went through a period of intense development in brazil's nordeste at the beginning of the nineteen eightles. This phenomenon can be explained through the conjunction of that period : on the one hand, a drought which, from 1979 to 1983, imperiled the agro-pastoral economy of the semi-arid hinterland (the sertao); on the other hand, the increase of the price of hydrocarbons brought about by the second oil crisis. Lack of water almost completely destroyed local agriculture, making it thus necessary for the sertanejos to exploit the ultimate resources of the natural environment : the wood of the sparsely wooded forests of the hinterland. The production, first of firewood, then of vegetable coal, thus increased markedly, all the more so as the soaring prices of hydorcarbons compelled almost all the cement works and the mining concerns in the nordeste to replace oil by-products by ligneous fuel. This twofold exploitation of the work force and of the ecosystem), which is at the origin of the development of the professions linked with the exploitation of firewood, gradually lost its impetus with the return of rain in 1984-85. From 1986 onwards there began a period of shortage, particularly of coal, which hit the concerns which used it. Besides the resuming of traditional agro-pastoral activities, it illustrates the disengagement of the leaders of the sertao economy who, confronted with the disruption of the conditions of production, gradually gave up trading ligneous fuel. Beyond the strictly contingent aspect of this phenomenon, part of the working of the sertao society, its cumbersome structures and its relation-ship with the dominant areas of the brazilian coast are also revealed
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Pelletier, Chloé. "Analyse environnementale et économique des filières bois-énergie." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0331.
Анотація:
Le but de cette thèse est de conduire l’analyse environnementale et économique de plusieurs filières bois-énergie basée sur des technologies de combustion variées. Les bilans matière et énergie des filières s’appuient sur des modèles de croissance de la forêt, et sur des modèles de combustion basés sur les émissions de poêles et chaudières en conditions réelles. La croissance de la forêt est simulée pour le pin des Landes et le hêtre de Lorraine selon plusieurs itinéraires de gestion sylvicole. Les étapes de récolte, transformation, et transport, ainsi que les données économiques sont basées sur des données de la littérature L’analyse environnementale compare les impacts calculés selon deux méthodes : ReCiPe et CML 2001. Une analyse dynamique de l’impact « Changement Climatique » complète la discussion sur les impacts environnementaux du bois-énergie. Enfin, une perspective plus large est ouverte avec une modélisation de l’usage des terres et des coûts de production de biomasse-énergie à l’échelle globale. Les résultats de l’Analyse de Cycle de Vie montrent l’importance à la fois de la qualité de la combustion (et donc de la technologie) et des étapes de transformation et de transport de la biomasse. Par exemple, les poêles et chaudières à granulés bénéficient de très bons rendements énergétiques mais sont handicapés par l’étape de séchage de la biomasse, qui consomme des énergies fossiles. Ces équipements sont également beaucoup plus onéreux à installer que les poêles et chaudières à bûches. L’analyse dynamique montre que l’intensification des itinéraires forestiers par raccourcissement des cycles de croissance entraîne un impact supplémentaire qui n’est pas tout à fait compensé par l’augmentation de production des plantationsThe objective of this thesis is to conduct the environmental and economic analysis of several wood-to-energy production chains based on various wood combustion technologies. The material and energy balances of the production chains are determined with modeling of forest growth and of wood combustion. The wood combustion models use the emission factors from real-scale experimental tests on stoves and boilers. Forest growth is modeled for maritime pine and beech plantations, according to several forest management schemes. The data on the harvest, transformation, and transport steps, as well as the economic data, were taken from the literature. The environmental analysis compares the impacts calculated by two methods: ReCiPe and CML 2001. A dynamic analysis of the “climate change” impact complements the discussion on the environmental impacts of energy wood. Finally, we open a broader perspective with modeling of land use and production costs of bioenergy on a global scale. The results of the Life Cycle Analysis show the importance of both combustion quality (linked to combustion technology), and the transformation and transport steps. For instance, pellet stoves and boilers have excellent efficiencies, but suffer from the consumption of fossil fuels to dry the biomass. These technologies are also much more expensive to buy than log stoves or boilers. The dynamic analysis shows that the intensification of wood production via the shortening of growth cycles leads to higher impacts that are not completely offset by the higher production rate
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Zhao, Hong. "Etude par modélisation de la commande optimale des systèmes de chauffage des bâtiments utilisant des chaudières à charbon." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523172.
Анотація:
Les systèmes de chauffage utilisant des chaudières à charbon dans les bâtiments à occupation discontinue ont des caractéristiques particulières. Le travail présenté ici a pour objet l'étude de la gestion d'énergie de tels systèmes. Deux modèles de chaudière à charbon ont été développés : un modèle fin et un modèle simplifié. Le modèle fin a été élaboré dans le but de décrire le comportement dynamique de la chaudière. Le modèle simplifié a été développé pour répondre aux besoins du calcul de la commande. Une structure de commande optimale basée sur le principe d'optimisation quadratique a été étudiée, améliorée et adaptée au contrôle de systèmes de chauffage intermittent. En la complétant par une méthode d'auto-réglage, cette commande peut corriger automatiquement les erreurs de commande dues aux imprécisions du modèle utilisé ou à d'autres causes. Les études, par simulations, des applications de la commande optimale aux systèmes de chauffage à chaudière à charbon ont démontré l'efficacité et la souplesse de cette commande, ainsi qu'une économie énergétique importante par rapport à la commande classique.
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Salmoria, Gean Vitor. "Application des micro-ondes à la chimie fine et aux transformations des matériaux céramiques, polymères et bois : mesure des propriétés électromagnétiques pour l'optimisation et le contrôle des procédés." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT022H.
Анотація:
Le travail présenté apporte un aperçu général de la technologie micro-ondes et de ses applications en chimie et aux traitements des matériaux. Nous avons voulu participer au développement de cette nouvelle méthode de traitement en reconsidérant les questions d'optimisation et contrôle des procédés au moyen de la mesure des propriétés électromagnétiques Dans cet objectif, nous avons mesuré les propriétés diélectriques des matériaux au cours des procédés : réticulation des résines thermodurcissables, ramollissement des polymères thermoplastiques, gélification du PVC-plastisol et séchage des bois. La méthode des perturbations en cavités résonnantes est utilisée, d'abord en champ faible puis en champ fort afin de mieux comprendre la réponse de ces divers produits traités par les micro-ondes. Par la suite, nous avons étudié la préparation des pigments céramiques à partir de la calcination d'un mélange d'oxydes métalliques par les micro-ondes et par chauffage mixte. La préparation a été rapide, sélective et hétérogène en fonction des propriétés électromagnétiques des oxydes utilisés. Des résultats d'intérêt technologique ont été obtenus concernant la stabilité thermique, et la structure des produits. En fin, des réactions de benzoylation et sulfonylation de composés aromatiques (Friedel-Crafts) ont été conduites en batch comme un étude préliminaire du procédé en continu. La mesure des propriétés diélectriques des espèces chimiques et des solutions impliquées, a apporté une rationalisation sur les réactions en batch et aussi sur les procédés en continu en ce qui concerne l'absorption des micro-ondes et l'optimisation énergétique des procédés. Le procédé en continu a été mis au point pour diverses réactions à l'échelle pilote, ce qui montre de bonnes perspectives pour une démarche à l'échelle industrielle.
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Lamarche, Pierre. "Contribution à l'étude expérimentale et à la modélisation de la gazéification étagée de biomasse en lit fixe." Nantes, 2011. http://www.theses.fr/2011NANT2093.
Анотація:
Véritable alternative à la combustion, la valorisation énergétique de la biomasse par gazéification puis cogénération, répond à la double problématique de la production d’énergie et de l’élimination des résidus de bois. Le travail présenté dans cette thèse concerne le développement d’un outil dédié au dimensionnement des réacteurs de pyrolyse à lit fixe continu à chauffage externe, pour les procédés de gazéification étagée de petite et moyenne puissance (< 500 kWe). Cet outil permet la prédiction des champs de température et de concentration au sein du lit en fonction des conditions opératoires (dimensions du réacteur, débit massique de bois, température de paroi) et des propriétés du combustible (humidité et granulométrie). Dans le cadre de la mise au point de cet outil, une installation expérimentale étagée composée d’un réacteur de pyrolyse à lit fixe à chauffage externe, et d’un réacteur de gazéification batch, a été développée. Les profils de températures instationnaires obtenus sur le réacteur de pyrolyse ont permis la validation d’un modèle de pyrolyse batch, et la détermination d’un paramètre clé du modèle : la conductivité thermique effective. A l’issue de cette validation, le modèle a été extrapolé pour la modélisation de la pyrolyse continue, et une étude paramétrique a permis d’identifier les paramètres limitants lors de la pyrolyse à chauffage externe. On présente ensuite, les résultats expérimentaux obtenus sur le réacteur pilote de gazéification, et on propose des recommandations pour l’amélioration des étages d’oxydation partielle et de gazéification du charbonReal alternative with combustion, the energy valorization of the biomass by gasification and CHP answers to the double problem of energy production and wood residues elimination. The work presented in this thesis is related to the development of a dimensioning tool for the continuous fixed bed and external heating pyrolysis reactors integrated into staged gasification process for small and middle power plants (< 500 kWe). This tool allows the prediction of the temperature fields and species concentrations within the bed according to the operating conditions (reactor geometry, wood mass flowrate, wall temperature) and biomass properties (moisture, particle type). Within the framework of this tool development, a staged experimental device made up of a fixed bed and external heating pyrolysis reactor, and of a batch gasification reactor was developed. The obtained transient temperatures profiles on the pyrolysis reactor allowed the validation of a batch pyrolysis model and the determination of a key parameter of the model: the effective thermal conductivity. At the conclusion of this validation, the model was extrapolated for the modeling of continuous pyrolysis, and a parametric study made it possible the limiting parameters identification during pyrolysis with external heating. Lastly, experimental results obtained on the gasification reactor of the experimental device are presented, and recommendations for the improvement of partial oxidation and char reduction stages are given