Étude des effets synergiques lors de la co-pyrolyse de coques d’arachide et de pneus usagés sur la distribution des produits selon différents ratios de mélange

Transformer les déchets en ressources

Chaque année, des montagnes de pneus abandonnés et des tas de résidus agricoles comme les coques d’arachide s’accumulent, créant des risques d’incendie, de pollution et une perte d’énergie. Cette étude explore une manière d’aborder ces deux problèmes simultanément : chauffer ces deux types de déchets ensemble pour les convertir en carburants utiles. En ajustant avec précision la quantité de caoutchouc de pneu mélangée aux coques, les chercheurs montrent que la combinaison peut produire des huiles, des gaz et du charbon de meilleure qualité que chaque matériau pris séparément — offrant une source d’énergie plus propre et une gestion plus intelligente des déchets.

Pourquoi ces déchets sont importants

Les coques d’arachide sont un résidu agricole abondant qui a habituellement peu de valeur au-delà d’une combustion à faible rendement ou de l’élimination. Elles sont riches en matière végétale mais contiennent aussi beaucoup d’oxygène, ce qui rend l’huile produite acide et relativement peu énergétique. Les pneus hors d’usage sont l’opposé : saturés en carbone et hydrogène riches en énergie, ils sont difficiles à éliminer, persistent des décennies en décharge et représentent de sérieux risques d’incendie et de pollution. Chauffés séparément, les pneus produisent des huiles et des gaz énergétiques mais génèrent aussi un charbon riche en soufre et des émissions problématiques. L’idée de cette recherche est que le mélange de ces deux déchets très différents pourrait laisser les atouts de l’un compenser les faiblesses de l’autre.

Cuisiner les déchets sans flamme

L’équipe a utilisé un procédé appelé pyrolyse, qui revient à chauffer les matériaux en absence d’oxygène afin qu’ils se décomposent au lieu de brûler. Dans un réacteur de laboratoire, ils ont d’abord chauffé séparément les coques d’arachide et les pneus entre environ 350 et 600 °C, en suivant la quantité de charbon solide, d’huile liquide et de gaz produite à différentes températures. Les deux matériaux ont donné le plus d’huile autour de 500 °C, de sorte que les chercheurs ont choisi cette température pour les expériences conjointes. Ils ont ensuite mélangé les deux intrants à différentes proportions, allant d’un fort pourcentage de coques avec peu de pneu à l’inverse, et répété le chauffage tout en mesurant les produits et en analysant leurs propriétés.

Quand le tout vaut plus que la somme des parties

Une question clé était de savoir si le mélange se comportait simplement comme une moyenne pondérée des deux ingrédients ou s’il existait de véritables « synergies » où le mélange performe mieux qu’attendu. En comparant les rendements réels de produits avec des moyennes calculées, les chercheurs ont trouvé des signes clairs de synergie. Pour un mélange contenant 40 % de pneu, la production de liquide était sensiblement supérieure à la valeur attendue, et sa qualité s’est améliorée : il apportait plus d’énergie par kilogramme, moins d’oxygène, et une densité et une viscosité plus équilibrées que l’huile issue uniquement des coques. Parallèlement, le charbon solide issu du mélange présentait plus de carbone fixé et moins de soufre que le charbon provenant uniquement des pneus, et le gaz contenait plus d’hydrogène et de méthane mais moins de dioxyde de carbone que le gaz issu de biomasse pure. Ces tendances suggèrent que des fragments riches en hydrogène provenant du pneu aident à arracher l’oxygène des vapeurs de biomasse, les transformant en carburants plus denses en énergie.

À l’intérieur du réacteur : comment l’amélioration se produit

Pour comprendre ces améliorations, les chercheurs ont examiné la chimie des huiles, des charbons et des gaz à l’aide d’analyses thermiques, de spectroscopie infrarouge et de chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. L’huile issue des coques était dominée par des composés oxygénés tels que des acides, des alcools et des phénols, qui abaissent le contenu énergétique et rendent le liquide corrosif. L’huile issue des pneus, en revanche, était riche en hydrocarbures et en molécules aromatiques plus similaires aux carburants conventionnels. Dans les huiles de co-pyrolyse, les signaux des composés oxygénés s’atténuaient tandis que les signaux d’hydrocarbures se renforçaient, montrant que les vapeurs de pneu avaient fourni de l’hydrogène et contribué à rompre ou transformer les molécules riches en oxygène provenant des coques. Les analyses du charbon et du gaz racontent une histoire similaire : les charbons mélangés conservaient un fort taux de carbone tout en contenant moins de soufre, et le flux gazeux se déplaçait vers des composants plus combustibles et moins de dioxyde de carbone réchauffant le climat.

Des enseignements du laboratoire à l’impact réel

Au-delà de la chimie, le travail indique des bénéfices sociétaux plus larges. Convertir des résidus agricoles et des pneus hors d’usage en huile liquide, en gaz utile et en charbon riche en carbone soutient une économie circulaire, où les déchets deviennent des ressources plutôt que des fardeaux. L’approche de co-pyrolyse réduit la pression sur les décharges, limite les brûlages à l’air libre et diminue les émissions de gaz à effet de serre comparée à l’élimination ou la combustion directe de ces matériaux. Les auteurs soulignent qu’un mélange à 40 % de pneu à 500 °C offre un équilibre particulièrement intéressant entre un rendement liquide élevé et une qualité de produit améliorée, bien que l’huile doive encore être davantage raffinée — notamment pour réduire le soufre — avant de pouvoir remplacer pleinement les carburants conventionnels. Avec des avancées futures sur les catalyseurs, la montée en échelle et l’évaluation environnementale, ce traitement combiné des déchets agricoles et industriels pourrait évoluer vers une technologie pratique transformant les déchets quotidiens en un flux précieux de produits énergétiques plus propres.

Citation: Anusuya, M., Kumar, P.S., Ommurugadhasan, D. et al. Investigating synergistic effects in Co-prolysis of groundnut shell and waste tyres on product distribution under different blend ratios. Sci Rep 16, 11208 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38993-8

Mots-clés: co-pyrolyse, pneus usagés, énergie de la biomasse, bio-huile, économie circulaire