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Peut on fabriquer du pétrole pour nos vespa ?

 
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Vinc
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MessagePosté le: 10 Déc 2009, 23:36    Sujet du message: Peut on fabriquer du pétrole pour nos vespa ? Répondre en citant

Le pétrole accéléré

Après plus d'un demi-siècle d'efforts, la fabrication accélérée de pétrole a partir de déchets de bois vient s'ajouter aux techniques des énergies de remplacement. Qui plus est, le pétrole de bois sera économiquement compétitif avec l'autre.

En mai dernier, un baril de pétrole entièrement fabriqué à partir de copeaux de bois est sorti d'une usine-pilote d'Albany, dans l'Oregon. Il avait été réalisé en une heure, grâce au procédé mis au point par le Lawrence Berkeley Laboratory, près de San Francisco.

L'idée est tellement simple qu'on se demande pourquoi on n'y avait pas pensé avant ; en fait, on y avait pensé. En 1920, l'Allemand Franz Fischer avait tenté d'obtenir du pétrole à partir de sciure fine de bois, mélangée avec de l'huile anthracène, le tout sous pression. Malheureusement, le procédé n'atteignit jamais le stade de l'usine-pilote, et il était extrêmement coûteux ; il fallait sécher les copeaux de bois à haute température, puis les pulvériser mécaniquement ; de plus, l'huile employée était chère. Pourtant en 1972, le Bureau des Mines américain reprit l'idée de Fischer. En la modifiant légèrement, il obtint en laboratoire des résultats intéressants ; il mit donc en chantier la petite usine-pilote d'Albany, installée près d'une forêt de sapins qui devait fournir la matière première. Alors que l'usine était encore en construction, le projet fut transmis à l'ERDA, le prédécesseur du département à l'Energie (DOE) américain. En 1976, Bechtel Corporation signa un contrat avec le DOE afin de mener à bien cette étude. Sans succès. Un an plus tard, le DOE demanda au Lawrence Berkeley Laboratory de prendre le relais. Et Sabri Ergun, chercheur à ce Laboratoire, décida d'abandonner la méthode mise au point par le Bureau des Mines. Pourquoi ?

Parce que, tout comme le procédé allemand, elle était coûteuse ; de plus la poudre de bois mélangée à l'huile avait une fâcheuse tendance à se dilater, et les pompes qui devaient injecter la sciure dans le réacteur tombaient à tout moment en panne, bouchées par des grumeaux de pâte de bois ; bref, le procédé s'avéra impossible à transférer du laboratoire à l'usine-test.

Le groupe de Berkeley eut alors l'idée d'utiliser tout simplement de l'eau pour remplacer l'huile. « En fait, nous a expliqué James Wrathall, l'un des membres de l'équipe, nous faisons macérer des copeaux de bois - et non plus de la poudre - dans un mélange d'eau et d'acide sulfurique ; nous ajoutons suffisamment d'acide pour porter le pH à 2 et suffisamment d'eau pour que celle-ci représente 75 % du poids du mélange. Puis nous chauffons à 180°C durant 45 minutes environ ; les copeaux se désintègrent alors en particules plus ou moins fines et extrêmement friables. Il suffit alors de passer rapidement le mélange dans un affineur pour obtenir une boue homogène qui possède la précieuse qualité de ne pas obturer les pompes à travers lesquelles elle s'écoule. »

La mixture est ensuite dirigée vers le réacteur, où va s'opérer la conversion du bois en pétrole. Petit à petit, la pression est portée à 200 atmosphères en forçant vers l'intérieur de la cuve un mélange de gaz réducteurs composé d'oxyde de carbone et d'hydrogène. Parallèlement, on accroît la température jusqu'à 360 °C. La réaction s'effectue alors très rapidement, en une dizaine de minutes. « Nous avons, poursuit Wrathall, essayé d'utiliser des catalyseurs ; nous en avons testé 40 exactement. » Certains comme le carbonate de sodium sont très bon marché et relativement efficaces, d'autres, comme un composé iodé, sont même très efficaces, mais aussi très coûteux ; d'autres enfin, comme le chlorure ferrique, permettent d'obtenir à la sortie un hydrocarbure pratiquement pur et sont relativement peu coûteux, mais ils posent des problèmes de corrosion.

L'équipe de Berkeley avoue ne pas encore avoir trouvé le catalyseur idéal et se demande même s'il est bien nécessaire, d'ajouter un tel produit chimique à la réaction. Le procédé bois-eau-acide sulfurique a été testé en laboratoire avant d'être transféré à l'usine d'Albany. « Avec 100 g de bois, explique Sabri Ergun, nous avons obtenu 80 g de liquide dont 9,2 g étaient du pétrole. A Albany, les résultats furent moins bons, car l'usine n'était pas conçue à l'origine pour fonctionner selon la méthode développée à Berkeley. Avec 45,36 kg de bois, traités avec 152 kg d'eau et 80 g d'acide sulfurique, on obtint 2,56 kg de pétrole. En tout les tests de Berkeley traitèrent 408,24 kg de bois et produisirent 22,68 kg de pétrole. La phase « pétrole » était formée de 0,6 % de solides, de 7,1 % d'eau et de 92,3 % de pétrole proprement dit. Ce dernier contenait 81,2 % de carbone, 7,9 % d'hydrogène, 0,1 d'azote et 10,8 % d'oxygène. Sa valeur calorifique était de 8 740 calories par kg, et sa densité de 1,09.

Mieux encore, le bilan énergétique de l'opération est tout à fait positif : il se situe entre 60 et 70 %. En d'autres termes, cela signifie qu'il faut effectuer une dépense énergétique équivalente à 1/3 de baril de pétrole pour produire 1 baril de pétrole de bois. En 1979, le Stanford Research Institute, lors d'une étude comparative sur les coûts de l'énergie produite par les différentes filières utilisant la biomasse, a estimé qu'une petite usine traitant 1000 t de bois par jour par la méthode de Berkeley, produirait du pétrole à $48 le baril ce qui est élevé comparé au prix actuel ; mais Sabri Ergun, précise que les données qu'il avait fournies au Stanford Research Institute sont déjà à réviser. Aujourd'hui, les performances ont été améliorées et les coûts ont baissé ; le pétrole de bois pourrait probablement être produit commercialement à environ $29 le baril, ce qui le rend pratiquement compétitif avec le prix du baril de pétrole vendu par l'OPEP. La matière première est presque gratuite puisqu'elle utilise les copeaux, déchets de l'industrie du bois ; or, 26 % de chaque arbre abattu sont ainsi perdus sous forme de copeaux.

L'équipe de Berkeley espère bien encore améliorer le rapport des poids bois-pétrole et la qualité du produit fabriqué ; en effet, l'usine d'Albany a été conçue pour le procédé mis au point par le Bureau des Mines et il faudra la modifier pour qu'elle soit tout à fait adaptée à la liquéfaction du bois pré-traité à l'eau et à l'acide sulfurique.

A l'heure actuelle, on attend à Berkeley de recevoir de nouveaux barils en provenance d'Albany pour effectuer toutes une série de tests sur le pétrole produit. Actuellement, sa qualité semble mieux adaptée à la pétro-chimie, alors que le département à l'Energie américain, qui finance tout le projet, préférerait un pétrole plus apte à remplacer le gas-oil ou l'essence. « Nous savons », explique Wrathall, « que notre pétrole brûle bien, nous savons qu'il peut être distillé, que l'on peut obtenir de l'essence après traitement, mais nous pensons qu'il serait mieux utilisé si on l'employait dans l'industrie des plastiques ; dans ce cas là, nous n'aurions pratiquement pas à modifier le produit de base que nous obtenons. De toutes façons le résultat est le même, dans les deux cas nous permettons une économie de pétrole importé. »

Si les crédits ne manquent pas, les choses pourront aller très vite : dès la fin de cette année, l'usine-pilote d'Albany pourra être complètement modifiée pour être mieux adaptée au procédé ; dès le début de l'année prochaine, de nouveaux tests seront effectués et d'ici là avril 1981, en possession de tous les résultats, l'équipe de Sabri Ergun pense être capable de concevoir les plans d'une usine de taille commerciale cette fois, et qui transformera 2000 t de copeaux de bois par jour en pétrole.

Sources :
Science et Vie n°753, juin 1980, pages 104-105
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