Déshydratation Mécanique Assistée Thermiquement – DMAT

Dans un contexte où l'utilisation des ressources renouvelables comme matière première alternative pour la production d’énergie, de produits chimiques et de matériaux doit passer de quelques pourcents à plus de 20%, la biomasse verte (luzerne, trèfle, herbe…) est une ressource de premier plan, disponible en abondance, présentant une productivité par hectare élevée et une bonne compatibilité avec la production agricole. Pour maximiser la valeur dérivée de ces matériaux, un fractionnement mécanique préalable est incontournable. Cette opération vise à séparer une fraction liquide, riche en éléments nutritifs, pigments etc., d’une fraction solide riche en fibres. Les deux fractions ont une valeur économique : le jus est une matière première pour la production de protéines, de produits chimiques de base ou de biogaz alors que le tourteau peut être utilisé directement comme fourrage, transformé après séchage thermique en granulés pour l’alimentation animale ou en combustible solide. Jusqu’ici, l’économie des bioraffineries dépendait fortement de la valeur ajoutée au tourteau, la valorisation de la fraction liquide n’aboutissant qu’à de rares produits de spécialité. La mise en œuvre du concept de bioraffinerie, avec la production simultanée de plusieurs produits et en particulier des briques chimiques, devrait améliorer significativement la viabilité économique de ces unités. Dans le futur, la valeur dérivée de la biomasse devrait provenir pour l’essentiel du jus vert extrait. Le fractionnement mécanique du végétal sera donc une opération clé dans les futures bioraffineries. Une meilleure séparation permettra d’accroître la masse de jus vert extrait, et, par voie de conséquences, de réduire la consommation énergétique et l’impact environnemental de la filière de valorisation par voie sèche de la fraction solide à moindre valeur ajoutée. L’intensification des procédés de déshydratation mécanique peut prendre plusieurs formes : application simultanée d'un champ électrique pulsé, superposition d’ultrasons ou apport de chaleur. Cette dernière voie semble la plus prometteuse : elle permet de séparer jusqu’à 75-80% du liquide intrinsèquement présent dans le matériau, contre 55% avec les procédés conventionnels, avec une consommation énergétique faible (au maximum 1/6 de la consommation énergétique des sécheurs thermiques). Une des technologies proposées, le procédé DMAT, consiste à coupler une compression mécanique avec un apport de chaleur modéré par l’intermédiaire des parois du dispositif de déshydratation.

Le projet DMAT réunit le centre RAPSODEE de l’Ecole des Mines d’Albi-Carmaux (FRE 3213) et INRA Transfert, société de conseil en management de projets et de valorisation des technologies innovantes. Ce projet de recherche industriel de 24 mois se donne comme objectifs scientifiques et techniques : (1) de réaliser un prototype à une échelle pré-industrielle du procédé de déshydratation mécanique assistée thermique développé par le centre RAPSODEE ; (2) d’optimiser les conditions opératoires pour maximiser la teneur en matière sèche du tourteau pressé tout en préservant la qualité du jus extrait ; (3) de valider un modèle simple du prototype, qui puisse être utilisé pour l’extrapolation du procédé à l’échelle industrielle ; (4) d’évaluer les gains énergétiques et économiques lorsque le procédé DMAT, extrapolé à l’échelle industrielle, est mis en œuvre dans une bioraffinerie végétale.

L’ensemble de ces résultats doivent permettre, à l’issue du projet, de mettre en place une collaboration de validation industrielle avec une société utilisatrice finale et/ou un équipementier, en vue de la concession de licences d’exploitation du brevet existant.