L'ADEME

Thèse

Mis à jour le 21/09/2018

Modélisation chimique détaillée de la combustion de la biomasse dans les appareils de chauffage domestique en vue de réduire leurs émissions polluantes.
 

Quel est l’objectif de votre thèse ?

Quoique présentant de nombreux avantages, le chauffage au bois domestique constitue une source d’émissions de particules fines et de polluants gazeux. Cette thèse vise à comprendre et à modéliser les mécanismes chimiques de combustion de la biomasse dans le but de réduire les émissions polluantes des appareils de chauffage domestique. L’objectif principal est de développer un modèle qui couplera une approche physique décrivant le transfert thermique de la combustion avec un modèle chimique détaillé permettant de reproduire la formation des polluants gazeux.

Quels sont les principaux résultats de recherche obtenus ?

Au cours de cette thèse, nous avons développé un nouveau modèle basé sur la description détaillée de la combustion chimique des composés gazeux produits par la dévolatilisation de la biomasse. Ce premier modèle sera couplé à un modèle de transfert de chaleur très simplifié afin de modéliser la combustion d’une bûche dans un poêle à bois. Ce modèle permet de reproduire les résultats expérimentaux des émissions gazeuses (CO, CO2, NO) mesurées sur un insert, dans le cadre du projet PREPABOIS (Convention ADEME 1501C0039) mené avec le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), qui co-finance cette thèse. Le modèle global sera affiné par les résultats expérimentaux obtenus dans le cadre du projet AéroCAB (Convention ADEME 1703C0029), également mené avec le CSTB, qui a pour objectif de modéliser l’aéraulique dans un appareil de chauffage au bois, en vue d’optimiser la répartition des flux gazeux et ainsi de réduire les émissions polluantes.

Modélisation de la combustion d’une buche de bois dans un poêle
 

Comment cette thèse s’inscrit-elle dans les recherches de l’ADEME ?

Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans les thématiques « Qualité de l’air, impacts sur la santé et l’environnement » et « Combustion de biomasse » soutenues par l’ADEME au travers du co-financement de thèses et de projets. Le modèle développé au cours de cette étude permet non seulement de reproduire des résultats expérimentaux des émissions gazeuses d’un poêle à bois réel, mais aussi de prédire les fractions molaires des principaux polluants gazeux attendus. Cet outil pourra alors être utilisé, par les fabricants pour cibler leurs évolutions technologiques et d’en évaluer leurs impacts sur l’amélioration de la qualité de l’air et par les laboratoires, pour estimer les émissions des appareils de chauffage en conditions réelles d’utilisation.
 
Interview de la doctorante Amal DHAHAK, Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP)