Depuis près de 40 ans, Top Industrie met son savoir-faire dans le domaine de la haute pression et la haute température, au service de la R&D de secteurs divers et variés et à forte exigence technique. Les compétences et connaissances transversales développées au côté de centaines de chercheurs, ainsi que la connaissance approfondie du monde industriel, font de Top Industrie le partenaire idéal pour l’industrialisation de vos technologies innovantes mettant en jeu des procédés à haute pression et haute température.
Top Industrie est devenu au fil des années un interlocuteur privilégié dans le développement de procédés innovants, permettant de créer une synergie entre le monde de la recherche universitaire ou institutionnelle et le monde industriel.
Notre implication importante dans le ˝Business development˝ et un partenariat efficace avec les laboratoires de pointe, les start-ups innovantes et les acteurs précurseurs de l’industrie, nous permettent d’être présent sur un grand nombre de projets d’avenir.

Fin 2017, la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique s’élevait à 16 %. Le Parlement a adopté le 22 juillet 2015 la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte, avec un objectif de 32 % de la consommation énergétique en 2030 fourni par les énergies renouvelables.
Le problème qui se pose actuellement est que ces énergies sont intermittentes, peu prévisibles, produites localement et non stockables, ce qui rend difficile leur utilisation. Ainsi, malgré le potentiel de la France en termes d’énergies éolienne, photovoltaïque, marémotrice et géothermique, notre pays est encore dépendant des énergies fossiles, notamment le nucléaire.

La technologie « Power to Gas » permet de stocker de l’énergie préalablement transformée en hydrogène par électrolyse de l’eau : grâce à un simple courant électrique, l’eau est transformée en hydrogène gazeux. L’hydrogène produit peut être utilisé sur place, injecté dans les réseaux existants (de distribution ou de transport) de gaz naturel en l'état, ou converti en méthane de synthèse après une étape de méthanation, en le combinant à du CO2.
Rappelons que l’hydrogène est incolore, inodore et non toxique. Il est aussi très énergétique avec un rendement de 33 kWh/kg, soit deux fois et demie plus que le gaz naturel et trois fois plus que le gazole. Autre avantage, il n’émet pas de gaz à effet de serre, pas de polluants, pas de particules.
L’hydrogène peut donc servir les objectifs que la France s’est fixés en matière de développement des énergies renouvelables et de réduction des émissions de gaz à effet de serre et des polluants. C’est pourquoi le Gouvernement cherche à introduire 10% d’Hydrogène décarboné dans l’hydrogène industriel d’ici à 2023 et entre 20 et 40% d’ici 2028.
L’ADEME a ainsi pour mission d’accompagner les projets et les territoires afin de favoriser les projets hydrogène aussi bien sur le plan technique que règlementaire ou financier. Le Gouvernement prévoit de mobiliser 100M€ afin de financer des expérimentations et les premiers déploiements (aides à l’investissement et aides aux usages finaux).
Le gaz renouvelable ainsi produit répond à deux enjeux essentiels à une transition énergétique réussie : remplacer du gaz fossile par des énergies renouvelables et réemployer du CO2 capté.

Le projet Pulp&Fuel porte sur la conversion thermochimique des déchets industriels produits dans une usine de pâte à papier en biocarburants. Le projet montrera que c’est possible sans avoir un impact négatif sur les opérations existantes de l’usine de pâte. Le projet a choisi de démontrer son application à l’industrie de la pâte qui dispose de déchets secs et humides. Le concept et les technologies peuvent également être appliqués à d’autres industries, comme celle de la collecte et du traitement des déchets municipaux, celle de l’industrie alimentaire.

Les technologies mises en œuvre dans le projet Pulp&Fuel sont la gazéification par voies sèche et humide et la synthèse de carburants par voie Fischer-Tropsch (FT). La gazéification par voie sèche, telle qu’un lit fixe ou un réacteur à flux entraîné produit un gaz riche en hydrogène et monoxyde de carbone. La gazéification en voie humide, en eau supercritique, produit un gaz riche en hydrogène, dioxyde de carbone et méthane.

Pulp&Fuel bénéficiera de la synergie entre la gazéification par voie sèche et la gazéification par voie humide en eau supercritique. Les technologies de gazéification étudiées sont :

• La gazéification en lit fixe qui est robuste et bon marché capable de produire un gaz de synthèse de qualité suffisante pour la synthèse FT.
• Un gazéificateur à flux entraîné, plus complexe mais réputé pour sa qualité de gaz produit.
• La gazéification en eau supercritique pour la liqueur noire et des boues de papeterie. Cette technologie permet la séparation des espèces inorganiques et la production maximale d’hydrogène.

Le gaz produit par la gazéification est appelé gaz de synthèse. Ce gaz de synthèse doit être purifié et le projet identifiera des technologies adaptées.

La synthèse de carburants par synthèse Fischer-Tropsch est connue depuis un siècle, mais il est possible de l’améliorer avec différents catalyseurs et réacteurs pour optimiser les performances pour une situation donnée.

L’intégration des différentes technologies dans un procédé de pâte à papier est l’objectif du projet. Le procédé de pâte à papier requiert des apports énergétiques importants, de la vapeur haute pression dans le digesteur et de la vapeur basse pression dans le séchoir à pâte. Le procédé de gazéification et synthèse FT est globalement exothermique et produit de l’énergie thermique. L’optimisation et l’intégration énergétique des deux procédés permettent d’identifier une synergie optimale entre la production de pâte à papier et la synthèse de carburant.

Dans le cadre de ce projet, Top Industrie, en tant que spécialiste des procédés à haute température et haute pression, assiste les instances sur la conception.






Le projet SOLARVI cherche à développer un procédé intégré qui permet d’hydrogéner directement le CO2 dans un électrolyseur haute pression et haute température (290°C et 80 bar), pour le transformer en produits chimiques (méthane, composés carboxyliques (alcools ou autre), de façon presque instantanée après la production in-situ d’hydrogène.

Dans le cadre de la transition énergétique, le programme SOLARVI a plusieurs objectifs :

• Stocker l’électricité produite par l’énergie solaire en composés chimiques, que ce soit l’hydrogène issu de l’électrolyse de l’eau ou les produits de transformation du CO2
• Valoriser le CO2 déchet de la biomasse sous forme de méthane, et de produits carbonés commercialisables ainsi que l’hydrogène provenant de l’électrolyse pour la mobilité verte
• Développer l’industrie française en valorisant la viticulture, l’agriculture (industrie sucrière : betterave, …. et les procédés locaux, en Occitanie, puis étendre la solution à l’international
• Lutter contre l’effet de serre pour l’amélioration du climat, en se focalisant sur la récupération et le traitement du CO2 issu des filières viticoles (fermentation ou combustion) et des procédés de méthanation par hydrogénation électrolytique, sans oublier la mobilité verte avec l’utilisation de l’hydrogène.

Pour relever ces défis, le programme ambitionne de développer une solution intégrée avec la mise au point d’un électrolyseur modulaire, flexible capable de produire de l’hydrogène et de transformer le CO2 en produits chimiques (méthane ou alcools) équipé d’un système de compression du CO2 issu de la biomasse (méthaniseur secteur viticole) et d’un convertisseur DC/DC de forte puissance.

Le projet a été émis par Béatrice Sala, suite à une longue expérience dans le domaine des matériaux pour l’énergie, avec sa société éMa localisée à l’IES (Institut d’électrolyte et des systèmes) au sein de l’Université de Montpellier) qui a été créée pour répondre au défi climatique et énergétique.

Il a fait l’objet d’un brevet que l’Occitanie a aidé dans le cadre d’une recherche d’antériorité. Ce brevet est déposé en Europe et est en cours d’extension aux USA et en Inde.

• Technologie sans platine
• Conditions de fonctionnement modérées
• Stockage des énergies renouvelables
• Traitement du CO2
• Forte sélectivité dans le choix des produits de transformation
• Multiples applications