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Modelisation et Optimisation du Procedes de Liquefaction Hydrothermale Pour la Valorisation de la Biomasse Lignocelulosique
(Université Constantine 3 Salah Boubnider Faculté génie des procédés, 2024) Belhi, Chahinez; Benbriguena, Douaa; Delmi, Hanane; Dr. Houcinat, Ibtissem
La liquéfaction hydrothermale est un processus thermique utilisant de l'eau sous pression et des températures modérées pour décomposer la lignocellulose en biohuile, sans nécessiter de pré-séchage de la biomasse, ce qui améliore son efficacité énergétique. L'étude menée vise à valoriser les biomasses et à gérer les déchets organiques en utilisant la liquéfaction hydrothermale en eau sous-critique pour produire des biocarburants de qualité. Les objectifs comprennent le développement d'un modèle cinétique basé sur des biomasses modèles telles que la cellulose, le xylane et la lignine alcaline, pour prédire les rendements des produits de liquéfaction hydrothermale. Ce modèle a été validé et utilisé dans une étude paramétrique pour analyser l'impact de la température, du ratio biomasse/eau et du temps de séjour sur les rendements en biohuile, résidu solide et phase aqueuse. Les résultats indiquent que la température initiale a un effet négatif sur le rendement en biohuile, tandis que le ratio biomasse/eau a un effet positif. Les modèles obtenus ont été utilisés pour une étude d'optimisation et une comparaison des biohuiles produites à partir de différentes compositions de biomasses modèles a été réalisée. La lignine alcaline s'est avérée la plus efficace pour produire de la biohuile, suivie de la cellulose, alors que le xylane était moins favorable.
Modélisation et optimisation de La conversion d'une biomasse algale et de la cellulose par procédés de liquéfaction hydrothermale
(Université Constantine 3, Salah Boubnider ,Faculté Génie des Procédés, 2025) Remram, Abderrahmene; Ahfaid, Madjda; Rahab, Samy; Dr. Houcinat, Ibtissem
Hydrothermal liquefaction (HTL) is an innovative thermochemical process that enables the conversion of wet biomass, such as cellulose and microalgae (Chlorella protothecoides), into bio-oil without the need for a prior drying step. This thesis combines an experimental study on cellulose with a multiphysics modeling approach using COMSOL Multiphysics, incorporating reaction kinetics, heat transfer, and mass transfer. Process optimization was performed using a Box-Behnken design of experiments, based on four key operational parameters: temperature, residence time, pressure, and biomass concentration. The numerical simulations were validated with experimental data and allowed for the prediction of yields in bio-oil, aqueous phase, and gas. Temperature was identified as the most influential factor, followed by significant interactions among the other variables. The results highlight the relevance of an integrated approach combining experimentation and multiphysics modeling to optimize HTL performance and enhance biomass valorization in the context of sustainable energy transition.