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01.07.2021

Défis pour la production d'énergies alternatives

L'utilisation d'algues comme source d'énergie implique une récolte/extraction efficace et la déshydratation de quantités suffisantes de biomasse. Du fait de la forte teneur en eau de nombreuses espèces d'algues, il est nécessaire de disposer d'une grande quantité de matière première pour créer une toute petite quantité d'huile ou de glucides qui permettra ensuite de produire un carburant. La production à grande échelle est encore plus difficile, car si l'on veut que les biocarburants deviennent plus populaires et leur usage plus répandu, ils doivent être vendus à un prix compétitif par rapport au pétrole.

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Parmi les différentes façons d'y parvenir, il est possible de recourir à une série de décanteurs centrifuges et de séparateurs à assiettes, capables certes de traiter un large volume, mais qui n'atteignent pas les forces G nécessaires pour séparer et compacter les particules fines. La taille des particules de microalgues varie généralement entre 2 et 10 microns. Or de nombreuses centrifugeuses sont conçues pour séparer les particules de taille supérieure à 10 microns.

Par ailleurs, les séparateurs peuvent fournir des forces G suffisamment élevées, environ 10 000 g, pour séparer ces particules fines, mais seulement pour des concentrations inférieures à celles que l'on trouve habituellement dans des applications de déshydratation d'algues. Il s'agit donc d'un processus nécessitant plusieurs équipements, occupant beaucoup de place et nécessitant beaucoup d'énergie (et d'argent).

Une autre méthode consiste en un  processus de séparation en deux étapes  : les microalgues sont d'abord préconcentrées par flottation ou floculation, puis elles sont envoyées au travers d'un décanteur centrifuge (Flottweg Sedicanter®)  spécifialement conçu pour traiter de grands volumes de matières présentant de fortes concentrations en micro-particules. Cette technologie allie les qualités d'un décanteur centrifuge traditionnel et à celles d'un séparateur à assiettes :

  • Forces G allant jusqu'à 10 000 g (au lieu de 6 000 g pour les modèles traditionnels)
  • Volume entrant jusqu'à 32 000 litres par minute (env. 7 000 gallons)
  • Fonctionne avec des matières premières contenant jusqu' à 25-35 % de particules solides

On obtient alors un pourcentage plus élevé de matière sèche, tout en consommant moins d'énergie. Par exemple, un échantillon de 120 m3/h d'algues présentant une concentration de 3 g/l permet de produire 360 kg de matière sèche grâce à la combinaison des deux méthodes. Cependant, le procédé en deux étapes avec Sedicanter® a permis d'obtenir 24 % de matière sèche au lieu de 17 % avec la série de décanteurs. Le séchage ultérieur de la biomasse ainsi obtenue nécessite également moins d'énergie grâce à ce procédé.

Dans la plupart des applications, il existe souvent plusieurs façons d'atteindre un objectif. Dans le cas du traitement des microalgues, l'ingénierie et l'expertise en séparation se révèlent essentielles pour économiser de l'énergie et donc envisager des carburants de substitution viables. 

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