Pyrolyse
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La pyrolyse, ou thermolyse, est la destruction d'un corps organique par la chaleur. Par « organiques », on entend des composés du carbone excepté le carbone lui-même (graphite ou diamant), le gaz carbonique CO2 et les ions carbonate CO32- comme définis dans l'article Chimie organique
Les corps organiques complexes sont en effet composés de molécules qui forment une chaîne polymère (plastiques, caoutchouc, bois, papier...). Sous l'effet de la chaleur, cette chaîne se rompt et l'on se retrouve avec des petites molécules organiques, de type méthane CH4.
Il ne faut pas confondre ce processus avec la distillation, pour laquelle la chaleur sert juste à séparer des corps mélangés. Dans le cas de la pyrolyse, on détruit le matériau. C'est la même différence entre séparer les cartes d'un jeu (distillation), et découper les cartes avec des ciseaux (pyrolyse). Dans le mot « pyrolyse », on retrouve d'ailleurs le suffixe -lyse qui évoque la décomposition (analyse, hydrolyse...).
Lorsqu'un corps solide, comme du bois, brûle, cela se fait souvent de la manière suivante :
- L'humidité éventuelle est évaporée
- la chaleur de la flamme décompose la matière en molécules légères ;
- les molécules légères, du type méthane, brûlent avec le dioxygène de l'air O2.
On a donc en fait une combinaison pyrolyse/combustion d'un gaz, la combustion entretenant la pyrolyse jusqu'à disparition du corps organique.
La plupart du temps, on parle de pyrolyse pour la décomposition sans flamme (par exemple la décomposition des graisses dans le processus de nettoyage d'un four dit « à pyrolyse »).
La pyrolyse pourrait avoir un avenir industriel intéressant. Face à l'approche du pic pétrolier et au danger de l'effet de serre, les énergies renouvelables font l'objet d'un intérêt accru, et la pyrolyse pourrait être un procédé intéressant pour valoriser certaines formes de biomasse actuellement utilisée de manière peu efficace ou même simplement brulée en plein (paille, bagasse de canne à sucre, feuilles, écorces, déchets de bois, etc).
Si on pyrolyse ce genre de biomasse, on obtient des solides - minéraux (qui peuvent servir dans l'agriculture) et charbon "de bois", un combustible intéressant d'un point de vue écologique - et des vapeurs.
Une partie des vapeurs se condense à température ambiante, donnant une huile pyrolytique, qui peut servir de carburant, et peut également fournir quelques produits chimiques comme du phénol. La partie non condensable comprend un mélange de nombreux gaz (CO, CO2, H2, CH4, etc) et peut également servir de combustible. La proportion des différents produits dépend de la matière première mais surtout des conditions de pyrolyse.
Une pyrolyse longue (plusieurs jours) à température modérée (400°c), dite aussi carbonation produira du charbon de bois - technique employée depuis des siècles. Les travaux modernes portent sur une pyrolyse plus rapide (quelques minutes, voire secondes), à des températures de 500 à 800 degrés. La production de charbon est alors moindre, au profit des vapeurs.
La pyrolyse classique se fait dans l'air sec, mais il existe aussi une variante qui se fait dans l'eau, et s'appelle la dépolymérisation thermique. Elle permet de convertir des biodéchets en carbones solides, gaz, eau, et surtout hydrocarbures, fournissant un syncrude de bonne qualité.
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