Assas Recherche | Fractionnement intégré de la biomasse et production de molécules de plateforme avec la valorisation de la lignine

Fractionnement intégré de la biomasse et production de molécules de plateforme avec la valorisation de la lignine (Document en Anglais)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 12/12/2025 (communication intranet).

Informations sur les contributeurs

Auteur : Freitas Paiva (Freitas Paiva), Mateus

Freitas Paiva (Freitas Paiva), Mateus

Nom

Freitas Paiva

Nom de naissance

Freitas Paiva

Prénom

Mateus

Nationalité

Breton

Date de soutenance : 12-12-2024

Directeur(s) de thèse : Vanhove Guillaume

Vanhove, Guillaume

Nom

Vanhove

Prénom

Guillaume

- Bellot Noronha Fábio

Bellot Noronha, Fábio

Nom

Bellot Noronha

Prénom

Fábio

Etablissement de soutenance : Université de Lille (2022-....)

Université de Lille (2022-....)

Nom

Université de Lille (2022-....)

Laboratoire : UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide

UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide

Nom

UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide

Ecole doctorale : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)

École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)

Nom

École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)

Informations générales

Discipline : Chimie des matériaux
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie

Mots-clés libres : Bioraffineries, Biomasse lignocellulosique, Fractionnement, Catalyse, Cinétique de combustion
Mots-clés :

Biomasse -- Conversion
Lignocellulose
Dépolymérisation réductrice
Solubilisation
Biocarburants - Combustion
Sels fondus
Catalyse hétérogène

Résumé : La valorisation intégrale de la biomasse lignocellulosique par des technologies efficaces et durables est essentielle pour la production de carburants et de produits chimiques renouvelables. Cette thèse explore l'utilisation des systèmes d'hydrate de sel fondu (MSH) comme milieu réactionnel pour la solubilisation et la dépolymérisation des biopolymères, tels que la cellulose et l'hémicellulose. L'objectif principal était de maximiser la conversion de la biomasse et la production de molécules plateformes à haute valeur ajoutée, tout en permettant la valorisation de la lignine résiduelle à travers des processus catalytiques. Des études comparatives ont été réalisées sur différents MSH, tels que le LiBr et le ZnBr2, et des catalyseurs solides hétérogènes, comme les résines polymères, les oxydes métalliques et les zéolithes, en évaluant leur stabilité et leur efficacité dans la conversion des fractions de glucides provenant à la fois de sources commerciales et de biomasses réelles (résidus agro-industriels comme la paille de blé, la bagasse de canne à sucre et des bois tels que l'eucalyptus et le pin). Les résultats montrent que les systèmes MSH sont prometteurs pour le fractionnement efficace des biomasses, permettant l'extraction des fractions de cellulose et d'hémicellulose et leur conversion complète en une seule étape sous des conditions optimisées et douces (90°C, 2h), conduisant à des rendements considérables de monosaccharides et d'autres composés plateformes (par exemple, 99,8 % de xylose obtenu à partir de l'extraction de la paille de blé), tout en permettant l'isolement des lignines de haute pureté (>99,6 %). Ces lignines obtenues en milieu fondu ont ensuite été caractérisées par différentes techniques et soumises à un processus de dépolymérisation catalytique réductrice (RCD) avec un catalyseur 1%Pd/TiO2, démontrant leur potentiel de conversion (? 50%) en bio-huiles contenant des composés monomériques aromatiques pouvant être utilisés comme précurseurs d'hydrocarbures durables. Enfin, l'étude s'est concentrée sur l'investigation de la cinétique de combustion à basse température de deux de ces hydrocarbures cités, le n-propylbenzène (PBZ) et le propylcyclohexane (PCH), dans des conditions pertinentes pour les moteurs, en mesurant leurs temps de retard d'allumage (IDT) dans un environnement bien contrôlé en utilisant l'expérimentation et des modèles informatiques, dans le but de comprendre les voies réactionnelles (réactivité) et les mécanismes d'oxydation impliqués.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2024ULILR069
Type de ressource : Thèse