HISTORIQUE du GDR Thermobio
Ce réseau thématique existe depuis 2018 et a été créé à l’issu d’un séminaire organisé par l’IFPEN et l’IRCELYON en septembre 2016. Il rassemble les acteurs principaux de différentes institutions (CNRS, CEA, IMT, Mines, CIRAD, Université…) ayant des compétences dans la conversion de la biomasse, la caractérisation, la catalyse pour la conversion, les réacteurs, la modélisation et les filières. Ces acteurs font partie de différentes communautés qui ne se côtoient pas forcément et le GDR Thermobio, depuis 5 ans, leur permet de communiquer et d’échanger sur cette thématique qui a pris une ampleur considérable ces dernières années en raison de la nécessité de s’affranchir des énergies fossiles et de trouver des solutions durables pour fournir les produits chimiques et l’énergie du futur. Les compétences complémentaires développées dans le GDR Thermobio permettent d’envisager à l’échelle française de nouvelles collaborations et des travaux d’excellence dans le domaine de la conversion de la biomasse. Malgré la situation sanitaire depuis 2020, la première édition permis d’établir un lien entre les communautés et la volonté de tous les acteurs de prendre part à une nouvelle édition de Thermobio ont été autant de points forts pour obtenir son renouvellement pour la période 2023-2027.
Mission du GDR
La mission principale du GDR « Conversion thermochimique de la biomasse et des déchets » est de favoriser l’échange de connaissances dans le domaine de la valorisation de la biomasse par des procédés thermochimiques et de fédérer les chercheurs français impliqués dans cette thématique vaste et interdisciplinaire. Le périmètre scientifique du GDR ThermoBio, complémentaire des GDR « Bois » et « Dumbio ex. Symbiose » existants, est structuré de façon à répondre à des défis scientifiques primordiaux : mieux connaitre la ressource disponible, innover avec de nouveaux procédés de conversion thermochimique, améliorer l’analyse des produits de conversion, modéliser les systèmes pour un développement industriel, définir les filières les plus adéquates et répondant à des critères économiques et environnementaux.
Le groupement de recherche ThermoBio aura pour objectif de continuer à fédérer l’ensemble des chercheurs dans ce domaine au-delà des clivages institutionnels et de promouvoir de nouvelles collaborations afin d’initier de nouveaux projets et de les proposer au niveau national et européen en mettant en place une stratégie de recherche et de partenariat.
Concernant la nouvelle édition, nous resterons majoritairement sur les thématiques déjà définies lors de la première édition qui ont prouvé leur efficacité pour rassembler la plupart des acteurs du domaine. Toutefois, lors des récents évènements scientifiques qui ont été organisés, nous avons pu constater que la conversion des plastiques devenait un « hot topic » au niveau international et nécessitait le développement de techniques conversion et de techniques analytiques analogues à celles employées pour la biomasse et les déchets de biomasse. Les plastiques et l’étude de leur conversion seront donc intégrées aux axes précédents. Nous orienterons le premier séminaire de la nouvelle édition en 2023 vers ces thématiques particulières : la conversion des plastiques et leur production à partir de biomasse, ce qui permettra peut-être d’intégrer plus de membres venant de la communauté des polyméristes.
L’axe 1 sera consacré à la ressource biomasse, déchets de biomasse ou plastique ; sa disponibilité, sa particularité, son stockage, les filières associées. Les acteurs français de la ressource biomasse ou déchets seront impliqués afin d’apporter un éclairage sur les ressources disponibles, les nouvelles ressources et les déchets et les applications potentielles qui peuvent être développées à partir de celles-ci. Il est primordial d’intégrer les données de la ressource dans les analyses de cycle de vie et il est également important de tenir compte de la disponibilité, de la stabilité et des conditions de stockage pour orienter les recherches vers des ressources adéquates, et afin de déterminer les filières de choix pour valoriser ces ressources.
L’axe 2 s’intéresse à la compréhension des transformations, notamment aux mécanismes réactionnels et regroupe les outils nécessaires pour comprendre les transformations, notamment les outils analytiques pour ces ressources et leurs produits, les réactions modèles utilisées pour étudier leur conversion, les catalyseurs qui peuvent être actifs et sélectifs pour leur conversion. Cet axe de recherche fondamentale est nécessaire pour comprendre les mécanismes qui régissent les transformations étudiées et améliorer la conversion afin d’obtenir de forts rendements et de bonnes sélectivités. Dans ce domaine, le besoin analytique est élevé et exige le développement de nouvelles techniques et méthodologies face à la complexité des charges réactionnelles.
L’axe 3 est dédié à l’échange et la réflexion autour des réacteurs (catalytiques ou non), à leur intégration globale dans le procédé (synergie réacteur/purification), pour permettre in fine la mise au point de procédés industriels viables et innovants.
En raison des nombreux verrous propres à la conversion de la biomasse et des déchets (présence d’eau, milieu corrosif, mélanges complexes, macromolécules…), de nouveaux outils de conversion doivent être développés. A la sortie de ces réacteurs, les gaz ou liquides doivent être épurés pour atteindre différentes spécifications d’usages : pureté des gaz en gazéification, qualité des bio-huiles pour une production de carburant, pureté des composés chimiques pour un usage comme synthons.
L’axe 4 L’étude de la conversion de la biomasse et des déchets nécessite souvent une approche modèle. L’enjeu est de coupler les études à différentes échelles, d’inclure des études à l’échelle moléculaire (cinétique, mécanisme) dans des modèles de réacteur ou d’inclure des modèles de réacteur dans des modèles de procédés et filières ou encore d’utiliser ces modèles de filières pour conduire des analyses environnementales et économiques à l’échelle des territoires. Ces approches nécessitent le développement d’outils d’aide à la décision. Dans cet axe, nous échangerons sur les méthodologies de modélisation multi-échelle développées parmi les partenaires, nous comparerons les méthodes de « lumping » (simplification), les méthodes d’intégration des modèles de réacteurs dans les modèles de procédés (de type « Process System Engineering »), et les méthodologies d’analyse environnementale des filières, etc.
Comme pour l’édition précédente, un séminaire scientifique annuel sera organisé pendant les 5 ans d’existence du GDR dans le but de partager les connaissances et investigations des membres du GDR, et également pour former et informer de jeunes chercheurs et étudiants dans les thématiques décrites.
La pluridisciplinarité de la thématique proposée dans ce GDR exige la fédération d’acteurs scientifiques de différents horizons autour de la ressource, la catalyse, le génie de la réaction et des procédés, les sciences analytiques, la thermique, l’analyse environnementale….