Note ABES Développement et optimisation de réacteurs structurés à base de mousses cellulaires pour l'intensification de la valorisation de CO2 en méthane Development and optimization of open cell foam-based platelet milli-reactor for the intensification and the valorisation of CO2 methanation Milli-réacteur structuré Étude thermique in situ Catalyse hétérogène Méthanation de CO2 Structured milli-reactor In situ thermal study Heterogeneous catalysis CO2 methanation 541.39 660.2 Supports de catalyseurs Mousses (matériaux) Essais Réacteurs à lit fixe Gaz à effet de serre En réponse aux divers accords internationaux pour réduire l’émission de gaz à effet de serre et limiter leur impact sur le réchauffement climatique, une transition énergétique visant à augmenter la part des énergies renouvelables est en cours. Le concept du Power-to-Gas l’une des solutions permettant un stockage/déstockage adapté à cette énergie intermittente. Cependant, la réaction de méthanation, fortement exothermique, nécessite un procédé performant pour l’évacuation de la chaleur générée au cours de la réaction. Au cours de cette thèse, un milli-réacteur structuré, rempli avec une mousse cellulaire recouverte par un catalyseur (Ni/Cérine-Zircone), a été développé pour répondre à cette problématique. Le réacteur a été caractérisé par une étude hydrodynamique et une étude thermique, la seconde permis de visualiser la formation de points chauds. L’ajout de nanofibres de carbone a permis une meilleure gestion de la chaleur générée, limitant ainsi la désactivation du catalyseur (frittage). Des tests catalytiques réalisés à plus grande échelle ont montré l’intérêt des lits structurés vis-à-vis des lits fixes, classiquement utilisés dans les procédés, avec une élévation de température modérée d’environ 25°C. In response to the different international agreements to reduce the emission of greenhouse gases and limit their impact on global warming, an energy transition is in progress to increase the share of renewable energies. The Power-to-Gas concept is one of many solutions proposed to answer the need to charge and discharge this intermittent energy source. However, the methanation reaction, highly exothermal, needs a process able to efficiently evacuate the heat produced by the reaction. During this thesis, a structure milli-reactor, filled with an open cell foam coated with a catalyst (Ni/Ceria-Zirconia), was developed as an answer to this issue. The reactor was hydrodynamically and thermally characterized. The second one allowed us to evidence hot spots formation. The presence of nanofibres allowed better control of the heat generated, limiting the deactivation of the catalyst (sintering). Catalytic tests, performed on a small scale pilot, clearly showed the advantage of structured beds compared to fixed bed, classically used in processes, with a moderate heat elevation around 25°C. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 35001687 Université de Strasbourg Strasbourg 2016-12-31 https://theses.hal.science/tel-01391039 application/pdf 34887374 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2016/Frey_Myriam_2016_ED222.pdf http://www.theses.fr/2016STRAF013/abes https://theses.hal.science/tel-01391039 https://theses.hal.science/tel-01391039 https://theses.hal.science/tel-01391039 https://theses.hal.science/tel-01391039 Frey Myriam 1987-01-26 FR 194872092 40501991 https://theses.fr/2016STRAF013 2016STRAF013 https://doi.org/10.70675/64699e31z042cz449aza261z7ba99dbf0981 2016-05-03 Génie chimique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Edouard David MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 077803027 Roger Anne-Cécile MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 111045754 111045754 Fongarland Pascal MADS_PRESIDENT_DU_JURY 076694704 Louis Benoît MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 156205688 156205688 Bengaouer Alain MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 19234594X 19234594X Fongarland Pascal MADS_RAPPORTEUR_1 076694704 Maugé Françoise MADS_RAPPORTEUR_2 067706185 École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 CH 156504081 Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 255208 157548457 ddc:540 ddc:660 Edouard David Roger Anne-Cécile Fongarland Pascal Louis Benoît Bengaouer Alain Fongarland Pascal Maugé Françoise École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg) Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (Strasbourg) PDF 35001687