La pyrolyse des bois

Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur en génie chimique

ANATOMIE DE BOIS 

Le bois est essentiellement constitué : de vaisseaux, conduisant la sève pour nourrir les parties vivantes de l’arbre, et de fibres ligneuses, assurant sa résistance mécanique. En observant la coupe d’un tronc de chêne (Figure 1), on distingue différentes couches successives (de l’extérieur vers l’intérieur) :
− L’écorce et le liber ont un rôle de protection imperméable pour l’arbre.
− Le cambium est une couche de cellules vivantes assurant la division cellulaire.
− L’aubier est la partie vivante de l’arbre, dans laquelle circule la sève. Il se forme sous le cambium.
− Le bois parfait ou duramen, qui constitue le cœur du tronc. C’est la partie de l’arbre que l’on valorise lors de son abattage.

Caractéristique physique 

a) Humidité ou teneur en eau
Le bois est un matériau très hygroscopique. En effet, ces propriétés hygroscopiques du bois le rendent très sensible à la température et à l’hygrométrie ambiante. Avant séchage, le bois peut contenir jusqu’à 50% d’eau. Après séchage naturel, il conserve une humidité comprise entre 10 et 20% suivant les conditions de stockage.

b) Masse volumique
La masse volumique peut varier d’une essence à l’autre : on relève des valeurs de 500 kg.m-3 pour un bois tendre comme le pin et de 800 kg.m-3 pour un bois dur comme l’eucalyptus. La masse volumique du bois dépend également beaucoup de son humidité et de sa granulométrie : pour une même essence, la masse volumique passe du simple au double selon que le bois est sous forme de sciure, de plaquettes forestières ou de rondins.

Caractéristiques chimiques

a) Composition élémentaire
Le bois sec est principalement composé de carbone, d’oxygène, d’hydrogène et d’azote. Il présente également un faible taux de matières minérales qui constituent les cendres. Les proportions des différents composés sont variables d’une essence à l’autre.
Les bois ont des teneurs variables en matière minérales (calcium, sodium, phosphore, fer, potassium…..) en fonction de l’essence. Le bois a un faible teneur en cendre vis-à-vis des autres biomasses. Les charbons minéraux contiennent 20% de teneur en cendre, tandis que pour les déchets agricoles, n’ont que 10 à 15% de teneur en cendre.

Les divers polymères naturels, constituants majoritaires du bois

Selon Rousset, les principaux polymères qui composent les bois sont :

a) La cellulose :
C’est le composés le plus abondant dans le bois, elle constitue la paroi des cellules, elle représente 40 à 50% de sa masse totale. C’est un polymère de glucose (polysaccharide) de formule générale (C6H10O5) n Elle est formée d’une longue chaîne dont le degré de polymérisation peut se situer entre 1.000 et 3.000 unités glucose. La chaîne, dont le motif répétitif est la cellobiose, a une structure linéaire qui confère au bois son caractère fibreux.

b) Les Hémicelluloses :
Les hémicellulose représentent 15 à 25% de la masse totale du bois. Ce sont également des polysaccharides, mais de structure plus complexe que la cellulose. Les polymères sont formés de différents types de monomères et leur composition est variable en fonction des espèces.
Les chaînes sont moins longues que celles de la cellulose (avec un degré de polymérisation inférieur à 200) mais sont par contre davantage ramifiées. Lors de la pyrolyse, les hémicelluloses sont les premières à être dégradées : elles présentent une très forte instabilité thermique.

c) La lignine :
La lignine, qui constitue la matrice rigide du bois, représente 20 à 30% de sa masse totale. La lignine est en fait un nom générique pour un ensemble de polymères polyphénolique, de masses moléculaires élevées,et complexes. Elle résulte de la polymérisation oxydative de trois alcools phénoliques liaisons et des combinaisons détermine un grand nombre de structures tr..

d) Généralité sur la lignine :
La structure de la lignine est complexe et encore mal connue à ce jour, en raison de la difficulté à l’isoler des autres composés du bois sans la dégrader. tridimensionnelle polyphénolique, qui est la suivant La lignine, qui constitue la matrice rigide du bois, représente 20 à 30% de sa masse totale. La lignine est en fait un nom générique pour un ensemble de polymères polyphénolique, de masses moléculaires élevées, de compositions et de structures vari . Elle résulte de la polymérisation oxydative de trois alcools phénoliques ltiplicité des unités hydroxyphényle, guaiacyle et syringyl, des types de liaisons et des combinaisons détermine un grand nombre de structures tri.
En quelque sorte, la lignine est un composé du bois le plus stable thermiquement Motifs élémentaires de la lignine.

Structure de la lignine

La structure de la lignine est complexe et encore mal connue à ce jour, en raison de la difficulté à l’isoler des autres composés du bois sans la dégrader. tridimensionnelle polyphénolique, qui est la suivante :
La lignine, qui constitue la matrice rigide du bois, représente 20 à 30% de sa masse totale. La lignine est en fait un nom générique pour un ensemble de polymères de compositions et de structures variables.
Elle résulte de la polymérisation oxydative de trois alcools phénoliques nyle, guaiacyle et syringyl, des types de liaisons et des combinaisons détermine un grand nombre de structures tridimensionnelles. le plus stable thermiquement La structure de la lignine est complexe et encore mal connue à ce jour, en raison de la difficulté à l’isoler des autres composés du bois sans la dégrader.

Table des matières

INTRODUCTION
Première partie : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
Chapitre I : Généralité sur la biomasse
Chapitre II : Technique de transformation de la biomasse
Chapitre III : Utilisation des produits de pyrolyse
Deuxième partie : ETUDES EXPERIMENTALES DE LA PYROLYSE
Chapitre I : Appareillage
Chapitre II : Essais à la pyrolyse
Chapitre III : Etudes chimiques des produits de pyrolyse
Chapitre IV : Extension de l’étude chimique de la pyrolyse de l’osséine
Troisième partie : EVALUATION DE L’ACTIVITE ANTIMICROBIENNE DES PRODUITS ISSUS DE PYROLYSE
Chapitre I : Test antimicrobien
CONCLUSION

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