Raffinage catalytique des bio-huiles obtenues par liquéfaction hydrothermale de micro-algues – RAFBIOALG

L'objectif du projet RAFBIOALG est d'explorer une filière de valorisation thermochimique et catalytique de micro-algues pour la production de biocarburants et d'intermédiaires pour la chimie. Si potentiellement les microalgues constituent l'une des ressource les plus prometteuse, en raison de leur rapide croissance et forte teneur en lipides, de nombreux verrous persistent et ce projet souhaite explorer une voie de valorisation considérée comme l'une des plus viable économiquement. La première étape du projet concerne l’optimisation de la production de micro-algues d'eau douce sélectionnées en photobioréacteurs afin d’obtenir la biomasse de départ, le projet intègre notamment le recyclage des effluents aqueux issus de l'HTL et de l'HDT qui constituent des nutriments. Quatre types d'algues ont été présélectionnées : Scenedesmus sp., la Parachlorella, la Chlorella sp. et l'espèce Chlamydomonas reinhardtii. La récolte sera obtenue à partir d'une méthode de coagulation et floculation facilement extrapolable à grande échelle. La voie de valorisation de la matière algale produite utilise deux procédés thermochimiques consécutifs. Le premier est une liquéfaction hydrothermale (HTL), qui évite le séchage poussé et couteux des micro-algues et qui sera réalisé en flux continu en optimisant les conditions opératoires. Un point particulier concernera l'étape de séparation des phases aqueuses et organiques ainsi que le recyclage d'une partie de la fraction aqueuse dans le procédé. Les bio-huiles algales obtenues par le procédé d'HTL seront ensuite converties en bio-carburant par une étape d'hydrotraitement (HDT). Cette étape réalisée sous pression d'hydrogène permet l'élimination des hétéro-atomes mais nécessite la mise au point de catalyseurs originaux efficaces pour la conversion de composés azotés présents en quantité relativement élevée et de composés oxygénés. Cette étape reste encore peu abordée dans la littérature qui utilise souvent des catalyseurs commerciaux non optimisés pour ce type de charges non-conventionnelles. Un effort important sera porté sur la caractérisation des bio-huiles obtenues en HTL continu et de leurs produits de conversion. Dans une dernière partie, les propriétés de combustion des bio-carburants obtenus sera évaluée. Chaque étape de ce projet sera intégrée dans une analyse de cycle de vie (ACV) et une analyse technico-économique qui permettront une évaluation complète de cette filière de valorisation de la matière micro-algale à travers une approche multi-critères.