Portrait Audrey Villot, lauréate du programme TOR

Enseignante chercheuse à l’IMT Atlantique dans le département des Systèmes Énergétiques et Environnement, Audrey Villot s’est rendue en Suède du 3 au 8 novembre 2019 pour rencontrer ses homologues de l’Université de Borås et Chalmers. Ces rencontres ont débouché sur de fantastiques projets en collaboration. Découvrez son interview ci-dessous.

Vous êtes chercheuse à l’IMT Atlantique et vos recherches portent sur la valorisation de la biomasse. Comment vos recherches permettent-elles d’apporter une réponse à la transition énergétique ?

L’enjeu de notre temps est de répondre aux besoins énergétiques futurs sans avoir recours aux ressources fossiles. Pour cela, il faut trouver des substituts aux vecteurs énergétiques actuels qui doivent être moins polluants, notamment pour l’atmosphère. Notre volonté est de rentrer dans une économie circulaire en réutilisant ce qui est actuellement considéré comme des déchets. Mes recherches portent sur la valorisation de la biomasse des déchets secs comme le bois ou les déchets agricoles de type paille ou balles de céréales. L’objectif est de trouver des voies de valorisation énergétiques, matières et/ou chimiques, à ces déchets agro-industriels. Un exemple concret est la récupération des isolants biosourcés (paille, chanvre, lin) en fin de vie, qui vont être soit réutilisés en isolant, soit collectés, triés et valorisés énergétiquement.

L’avantage de la biomasse est qu’il s’agit d’une énergie « dite » décarbonnée, c’est-à-dire à avec un cycle global d’émission de dioxyde de carbone (CO2) nul. La biomasse la plus connue est le bois, mais il y a énormément d’usages qui entrent en compétition avec son usage énergétique tels que l’ameublement ou la construction. C’est pourquoi nous essayons de nous orienter vers d’autres sources de biomasse non utilisée et qui peuvent être valorisés, telles que citées précédemment.

Pouvez-vous nous en dire plus sur vos projets de recherche ?

Nous essayons, à partir de biomasse, de générer des gaz dits « énergétiques » au travers de procédés thermochimiques qui permettent de réaliser une combustion sans flammes à hautes températures et en présence d’une faible quantité d’oxygène. C’est ce qu’on appelle la pyro-gazéification. A la différence d’une combustion complète, où la biomasse est totalement détruite pour produire du CO2 et de la vapeur d’eau, cette combustion, qui est incomplète, permet la production d’un gaz qui va contenir de l’hydrogène et du méthane (syngas), un résidu solide carboné (biochar) ainsi qu’une phase liquide condensable (huile de pyrolyse). Le syngas, après traitement adéquat, peut être réintroduits dans le réseau gaz naturel et valorisés énergétiquement. Il existe également des valorisations énergétiques ou matières pour les deux autres phases.

Même si l’énergie décarbonnée n’émet pas de CO2, cela ne veut pas dire qu’elle n’est pas polluante. En effet, la combustion de bois entraîne la formation de gaz, des Nox (oxydes d’azote) et des Sox (oxydes de soufre) dans une moindre mesure, ainsi que des particules fines. Ma deuxième partie de recherche repose donc sur le traitement et l’épuration de ces gaz. Nous sommes actuellement dans un consortium avec des industriels et des laboratoires pour développer un système de filtration individuel pour éviter ce rejet de particules fines dans les poêles domestiques.

Vous avez été lauréate du programme de mobilité TOR en 2019, ce qui vous a permis de vous rendre en Suède. Votre séjour a-t-il abouti sur un projet ?

Nous avions initié un premier contact avec un chercheur de l’Université de Borås, avec qui nous avions des domaines de recherche complémentaires, lors d’un séminaire. Cette bourse TOR m’a permis de me rendre sur place, d’échanger davantage et de déboucher sur une collaboration. Notre projet se concentre sur la valorisation d’un sous-produit du procédé de gazéification, le char (ou biochar). Actuellement, la gestion de ce « déchet » entraîne des coûts de traitement qui impacte la rentabilité économique de la filière.

L’Université de Borås travaille sur la valorisation de la biomasse humide, telle que les déchets alimentaires, dans des bioréacteurs pour produire du méthane. Les procédés de dégradation de la biomasse sont intensifiés grâce à l’utilisation de champignons et de bactéries, qui sont alimentés grâce à des substrats.

Nous étudions la possibilité d’utiliser les chars, qui contiennent déjà les éléments inorganiques nécessaires au développement des bactéries, comme substrat de développement fongique.

Nous sommes aussi en relation avec une autre université suédoise pour un projet sur la valorisation des chars en charbon actif. 75 à 80 % de la production mondiale de charbon actif provient de charbon issu de mine. Nous souhaitons donc étudier la possibilité de transformer les chars en charbon actif, en jouant sur la porosité du matériau, pour limiter l’utilisation de ressources fossiles et valoriser les chars qui sont actuellement considérés comme un déchet. Les charbons actifs sont utilisés dans le traitement d’eau ou de l’air pour capter les polluants.