Valorisation énergétique et environnementale des déchets de pneus usagés : amélioration des produits liquides de pyrolyse par catalyse

Over the past decades, the pyrolysis treatment of used tires has been widely studied due to its environmental benefits. Pyrolysis is considered to be one of the most promising alternative techniques for the recovery of this waste. Oil derived from the pyrolysis of used tires can be used as fuel for boilers, generators, and heavy engines due to its high energy value. However, due to the presence of sulfur, nitrogen, and heavy hydrocarbons, this requires further catalytic improvement. As part of an innovative approach, the aim of this work is to study the ex-situ treatment (by adsorption and cracking), at a high temperature, of pollutants resulting from the pyrolysis of waste tires using biochars resulting from the pyrolysis of abundant biomass. The pollutants targeted by this treatment are sulfur compounds (thiophene) and tars (toluene). The removal of thiophene is important in the context of the desulfurization of fuels derived from the pyrolysis of used tires. This molecule can also serve as a model for other sulfur species such as CS2, COS, or the mercaptans. On the other hand, as the tars can condense at high temperature (from 400 °C) leading to the clogging and fouling of the material, the catalytic cracking of these pollutants seems to be an interesting solution, making it possible to recover the energy contained in the tars by transforming them into lighter gas molecules and thus increasing the yield of pyrolytic gas. The purification performance of biochars was compared to that of commercial activated carbon. The regeneration of the best desulfurization material was also investigated.Au cours des dernières décennies, le traitement des pneus usagés par pyrolyse a été largement étudié en raison de ses avantages environnementaux. La pyrolyse est considérée comme étant l'une des techniques alternatives les plus prometteuses pour la valorisation de ce déchet. L'huile issue de la pyrolyse de pneus usagées peut être utilisée comme carburant pour les chaudières, les générateurs et les moteurs lourds en raison de sa valeur énergétique élevée. Cependant, en raison de la présence de soufre, d'azote et d'hydrocarbures lourds, celle-ci nécessite une amélioration catalytique supplémentaire. Dans le cadre d’une démarche innovante, le but de ce travail est d'étudier le traitement ex-situ (par adsorption et craquage) à haute température des polluants issus de la pyrolyse de pneus usagés en utilisant des biochars issus de la pyrolyse de biomasses abondantes. Les polluants visés par ce traitement sont : les composés soufrés (thiophène) et les goudrons (toluène). L’élimination du thiophène est importante dans le contexte de la désulfuration des carburants issus de la pyrolyse des pneus usagés. Cette molécule peut également servir comme modèle pour d’autres espèces soufrées telles que CS2, COS ou les mercaptans. D’autre part, comme les goudrons peuvent se condenser à haute température (à partir de 400 °C) entrainant le colmatage et l’encrassement du matériel, le craquage catalytique de ces polluants semble être une solution intéressante, en permettant de récupérer l’énergie contenue dans les goudrons en les transformant en molécules de gaz plus légers et en augmentant ainsi le rendement en gaz pyrolytique. Les performances épuratoires des biochars ont été comparées à celles de charbon actif commercial. La régénération du meilleur matériau de désulfuration a été également étudiée