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Révision : 15 avril 2008
Un projet Carnot de bioraffinerie dans une usine de pâte à papier, au service des Énergies du Futur
 
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Le Laboratoire Génie des Procédés Papetiers (LGP2) de l’EFPG (future Pagora) vient de s’engager dans une nouvelle étude d'envergure, sous le label Carnot Énergies du Futur : le développement de la bioraffinerie dans une usine de production de fibres papetières cellulosiques. Un concept particulièrement intéressant dont les enjeux économiques et environnementaux se situent directement au cœur de l'actualité.

Christine Chirat, Dominique Lachenal (15 avril 2008)

Un projet labellisé Carnot Énergies du Futur

   
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L’Institut Carnot Énergies du Futur regroupe des laboratoires de Grenoble INP, de l’Université Joseph Fourier, du CNRS et du CEA-Liten.

Il vise à accroître, en qualité comme en quantité, les relations partenariales des meilleurs laboratoires français avec les entreprises du secteur de l’énergie afin de mieux répondre aux enjeux du renouvellement des politiques énergétiques et de réduction des gaz à effet de serre.

Développer la bioraffinerie dans les usines de pâtes chimiques

Le projet de bioraffinerie dans une usine de fibres cellulosiques fait partie des douze premiers projets financés par l’Institut Carnot Énergies du Futur. Ce projet consiste à valoriser les hémicelluloses qui seront extraites des copeaux de bois utilisés pour la fabrication des pâtes papetières, au lieu d’être brûlés dans les liqueurs de ces fabrications. L’extraction de ces produits sera faite dans les installations des usines de pâtes. Elle ne devra pas compromettre le bilan énergétique de l’usine, aujourd’hui excédentaire dans la plupart des usines, ni la qualité des fibres produites.

Il s’agira donc de mettre au point un procédé d’extraction de ces produits, non dégradant pour la cellulose, de transformer les hémicelluloses extraites en mélange valorisable, permettant de fabriquer du bioéthanol par fermentation et éventuellement des bioproduits. La production simultanée de pâte à papier, de bioéthanol et de produits chimiques valorisables représentera une solution particulièrement élégante pour améliorer la rentabilité des usines de pâte et obtenir des produits organiques par une voie autre que pétrolière. L’avantage de ce concept est qu’il sera appliqué dans une unité existante ayant déjà collecté la matière première (bois) pour la production de fibres. De plus, l’extraction ne nécessitera pas de modification importante de la chaîne de fabrication.

Améliorer la compétitivité des usines de production
de pâtes chimiques européennes : un enjeu économique de taille

Les usines de production de fibres papetières chimiques européennes sont de moins en moins compétitives par rapport aux usines de pâtes brésiliennes et sud-asiatiques. Une des raisons principales est le différentiel croissant dans les coûts du bois rendu usine. En effet, ces dernières sont alimentées par du bois provenant de plantations intensives d’eucalyptus ou d’acacia autour de l’usine. Les arbres y sont coupés à l’âge de 6 à 8 ans (contre 50 à 60 ans en Europe). L’avantage sur le coût du transport est considérable par rapport aux usines françaises.

La production simultanée de pâte à papier et de produits organiques valorisables sous forme de bioéthanol et de produits chimiques "verts", comme des agents tensio-actifs, améliorerait la rentabilité des usines de pâtes à papier françaises en leur apportant de nouveaux revenus et pérenniserait ainsi leur activité. De plus, la mise en place des chaînes de transformation de ces produits créerait de nouveaux emplois sur le site de l’usine.

Une solution alternative pour la production de biofuels et de bioproduits

Sur le plan sociétal, ce projet de bioraffinerie présente un intérêt majeur : il est fondé sur l’utilisation d’un matériau renouvelable – le bois déjà utilisé pour fabriquer la pâte à papier – afin de produire du bioéthanol et des bioproduits. Une solution alternative au recours aux ressources agricoles à usage alimentaire.

Ce type de projet mobilise aujourd’hui les spécialistes mondiaux de la chimie du bois. C’est pourquoi le Laboratoire Génie des Procédés Papetiers (LGP2) vient de s’associer à SCION, centre de recherche néo-zélandais spécialisé dans la recherche forestière et les biomatériaux, afin de travailler de concert sur cette thématique.

 
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Mise en page : A. Pandolfi