Brevet FR3026655A1 — publié le 20160408

DISPOSITIF DE REDUCTION DE LA TAILLE DE PARTICULES DE BIOMASSE A FONCTIONNEMENT CONTINU DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE La présente invention se rapporte à un dispositif de réduction de la taille de particules de biomasse à fonctionnement continu. La biomasse sous forme de particules fibreuses peut être utilisée dans la réalisation de produits élaborés tels que les panneaux de particules, le papier et le carton. Or, pour favoriser la cohésion du produit réalisé, il est préférable de disposer de particules de petites dimensions, par exemple de l'ordre de quelques dizaines de micromètres, ou sous forme de fibres. Les particules de biomasse peuvent être des particules de bois réalisées à partir de plaquettes forestières ayant de préférence des dimensions comprises entre quelques millimètres et de l'ordre de 1 cm. Il existe différentes méthodes pour réduire la biomasse en particules de petites dimensions. Les méthodes les plus répandues sont de type mécanique et utilisent des broyeurs, ou râpes. De telles méthodes permettent d'obtenir des particules de taille micrométrique, mais elles présentent un rendement énergétique faible et des coûts d'investissement et d'entretien très élevés. Il existe également un autre procédé dénommé "explosion à la vapeur". Ce procédé consiste à hydrolyser partiellement les éléments dont on souhaite réduire les dimensions, à les mettre sous pression dans une enceinte fermée et ensuite à faire subir à l'eau située entre les fibres des éléments une détente, par ouverture d'une vanne, provoquant l'éclatement des fibres dans l'enceinte. Cette détente explosive est très efficace cependant elle est peu utilisée car le système présente un fonctionnement discontinu conduisant à une faible productivité et une forte consommation d'énergie induite. Le document EP 0 501 059 décrit un procédé de production de pulpe de bois mettant en oeuvre l'explosion à la vapeur. EXPOSÉ DE L'INVENTION C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un dispositif de réduction des dimensions d'éléments de biomasse offrant une productivité améliorée. Le but énoncé ci-dessus est atteint par un dispositif de réduction des dimensions d'éléments de biomasse dans lequel les dimensions des éléments de biomasse sont réduites par explosion à la vapeur à travers une tuyère comportant au moins une zone convergente. Les éléments et la vapeur subissent une détente en sortie de la zone convergente provoquant l'explosion des éléments et donc la production de particules de taille réduite. Le fonctionnement peut alors être continu puisqu'il suffit d'assurer la circulation au sein de la tuyère pour obtenir l'explosion à l'inverse des dispositifs de l'état de la technique dans lesquels les particules et la vapeur sont mises sous pression dans une enceinte fermée, puis une détente a lieu provoquant l'explosion. L'enceinte doit ensuite être vidée avant de recommencer une nouvelle étape de traitement. En d'autres termes, le dispositif comporte une étuve sous pression alimentée en biomasse et en vapeur, qui alimente en mélange diphasique vapeur/biomasse solide une tuyère dans laquelle a lieu l'explosion, les particules ainsi formées étant ensuite collectées. De manière particulièrement avantageuse, la tuyère est une tuyère supersonique comportant une zone convergente, un col à section constante et une zone divergente. Il est alors possible d'optimiser la répartition entre le taux de détente explosive et la vitesse d'éjection en fonction des besoins du dispositif. En effet en choisissant les dimensions des différentes zones de la tuyère, il est possible d'ajuster le taux de détente explosive et la vitesse d'éjection. On peut souhaiter par exemple avoir un taux de détente explosive élevé et une vitesse de particules faible, par exemple de l'ordre de 400 m/s pour une détente de vapeur seule à partir de 20 bars, ou alors un taux de détente explosive faible et une vitesse de particules élevée, par exemple de l'ordre de 1000 m/s pour une détente de vapeur seule à partir de 20 bars. Par exemple, on peut prévoir avec des particules présentant une vitesse élevée après explosion, des obstacles qui seront percutés, provoquant une réduction de la taille des particules, par exemple une réduction de la longueur des fibres permettant de se rapprocher de la forme sphérique. De préférence, la vapeur en sortie de la tuyère est condensée et sert à produire à nouveau de la vapeur. Avantageusement, l'énergie récupérée par condensation de la vapeur après détente peut servir à réchauffer l'eau qui sert à produire la vapeur et/ou à sécher les particules formées en sortie de tuyère, par exemple au moyen d'un aérocondenseur. De manière très avantageuse, la vapeur peut être produite par combustion d'une partie de la biomasse, et une partie de la vapeur peut servir à entraîner des parties du dispositif, par exemple une vis sans fin ou une pompe, ce qui permet une intégration énergétique poussée et un fonctionnement autonome à consommation d'énergie primaire minimale. La présente invention a alors pour objet un dispositif de réduction de la taille d'éléments de biomasse comportant une enceinte sous pression destinée à mettre en contact des éléments de biomasse avec de l'eau au moins sous forme vapeur, une tuyère dans une extrémité d'entrée est connectée à une sortie d'évacuation de ladite enceinte et une extrémité de sortie est connectée à un volume de collecte des particules formées à partir des éléments de biomasse, ladite tuyère comportant au moins une partie convergente débouchant dans le volume de collecte. La tuyère peut avantageusement comporter une partie divergente entre la partie convergente et le volume de collecte, formant une tuyère supersonique. Dans un exemple avantageux, la tuyère peut comporter une zone intermédiaire à diamètre constant raccordant la zone convergente et la zone divergente. Le dispositif peut comporter un générateur de vapeur alimentant l'enceinte sous pression et des moyens d'alimentation de l'enceinte en éléments de biomasse. Les moyens d'alimentation de l'enceinte en éléments de biomasse forment avantageusement des moyens de pressurisation de la biomasse, formés par exemple par une pompe volumétrique. De préférence, l'enceinte comporte des moyens d'acheminement des éléments de la biomasse vers la sortie d'évacuation. De manière préférée, les moyens d'acheminement sont formés par une vis sans fin. Selon une caractéristique additionnelle, le dispositif peut comporter une vanne entre la tuyère et le volume de collecte. La tuyère peur comporter une enveloppe extérieure étanche et avantageusement un entonnoir disposé dans l'enveloppe extérieure, ledit entonnoir étant disposé de sorte à collecter les éléments de biomasse en sortie de l'enceinte et à les guider dans la tuyère. Dans un exemple de réalisation, l'entonnoir présente une entrée avec un diamètre égal à la moitié du diamètre d'une extrémité d'entrée de la partie convergente, une sortie avec un diamètre égal à celui d'une extrémité de sortie de la partie convergente, ledit entonnoir présentant une dimension axiale égale à deux fois une dimension axiale de la partie convergente, la distance longitudinale séparant la sortie de l'entonnoir et l'extrémité de sortie de la partie convergente étant égale à la moitié de la dimension axiale de la partie convergente. Selon une caractéristique additionnelle, le dispositif peut comporter des moyens de collecte et de condensation de la vapeur en sortie de tuyère et des moyens pour réinjecter la vapeur condensée dans le générateur de vapeur, et avantageusement des moyens pour récupérer la chaleur de condensation de la vapeur. Le dispositif peut également comporter des moyens de chauffage d'eau liquide injectée dans le générateur de vapeur et/ou des moyens de séchage des particules au moyen de la chaleur récupérée par la condensation de la vapeur. Dans un exemple avantageux, le générateur de vapeur comporte des moyens pour convertir, en énergie mécanique et/ou en énergie électrique, l'énergie d'une partie de la vapeur produite. L'énergie électrique et/ou l'énergie mécanique produite(s) peut (peuvent) servir à entraîner les moyens d'acheminement de l'enceinte. Le volume de réception peut avantageusement comporter des obstacles, par exemple sous forme de couteaux, destinés à être percutés par les éléments de biomasse et/ou par les particules. De préférence, la tuyère s'étend le long d'un axe longitudinal destiné à être orienté verticalement. Par exemple, la tuyère est dimensionnée de sorte que pour une pression dans la partie convergente d'environ 20 bars, la pression en sortie de la partie divergente est de quelques bars, de préférence inférieure ou égale à 5 bars. Le générateur de vapeur peut avantageusement comporter des moyens de combustion des éléments de biomasse pour produire de la vapeur. La présente invention a également pour objet un procédé de réduction de la taille d'éléments de biomasse mettant en oeuvre un dispositif selon l'invention, comportant les étapes - alimentation de l'enceinte en éléments de biomasse, - alimentation de l'étuve en vapeur d'eau, - imprégnation des éléments avec la vapeur d'eau, - transfert des éléments de biomasse vers la tuyère, - traversée de la tuyère par les éléments de biomasse, - éclatement des éléments de biomasse en particules et éjection vers le volume de collecte. L'enceinte peut être à une pression d'environ 20 bars et à une température d'environ 211°C. Les éléments de biomasse ont par exemple des dimensions comprises entre quelques mm et 10 cm. Le procédé peut avantageusement comporter une étape de collecte de la vapeur en sortie de la tuyère, de condensation et de réinjection de la vapeur condensée dans le générateur de vapeur. Le procédé peut avantageusement comporter une étape de récupération de la chaleur produite par la condensation de la vapeur et une étape d'utilisation de ladite chaleur pour le chauffage d'eau liquide préalablement à son injection dans le générateur de vapeur et/ou une étape d'utilisation de ladite chaleur pour sécher les particules dans le volume de collecte. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise sur la base de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'un exemple de dispositif de réduction de la taille d'éléments de biomasse, - la figure 2 est une représentation schématique d'une variante de la tuyère mise en oeuvre dans le dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation d'une tuyère pouvant être mise en oeuvre dans le dispositif selon l'invention, - les figures 4A et 4B sont des représentations graphiques de la variation de pression dans les tuyères des figures 1 et 3 respectivement. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Dans la description qui va suivre, l'amont et l'aval sont à considérer dans le sens de déplacement des éléments à traiter. Sur la figure 1, on peut voir une représentation schématique d'un dispositif de réduction de la taille d'éléments de biomasse. Les éléments de biomasse ont par exemple des dimensions comprises entre quelques millimètres et 10 cm. Ils peuvent être formés par exemple par des plaquettes forestières. On cherche à obtenir, à partir de ces éléments, des particules de taille millimétrique, par exemple dont les dimensions sont comprises entre 1 mm et 45 mm. Dans la suite de la demande, les éléments dont ont veut réduire la taille seront désignés "éléments à traiter" et les éléments de taille réduite seront désignés "particules". Plus généralement, le dispositif permet de réduire la taille de tout matériau apte à absorber de l'eau. Le dispositif comporte une enceinte 2 dans laquelle les éléments à traiter sont destinés à être hydrolysés. L'enceinte 2 sera désignée "étuve". L'étuve 2 comporte une entrée d'alimentation 4 en éléments à traiter et une entrée d'alimentation 6 en vapeur. L'étuve comporte également une sortie d'évacuation des éléments à traiter qui ont été hydrolysés et de la vapeur. Les éléments à traiter sont injectés dans l'étuve via un dispositif de pressurisation 8. Le dispositif de pressurisation est tel qu'il assure une alimentation continue de l'étuve en éléments à traiter. Le dispositif de pressurisation est par exemple formé par un ensemble de sas en parallèle mis sous la pression d'aval après remplissage en solide. De préférence, le dispositif de pressurisation est formé par une pompe volumétrique de faible cylindrée et de taux de compression unitaire, dont la mise en pression est effectuée par l'aval au moment de l'ouverture vers l'étuve. Le ou les sas sous pression sont évacués par chute gravitaire. La pompe volumétrique consomme alors peu d'énergie mécanique de compression. La pompe volumétrique est par exemple une pompe de transfert à pistons. Un exemple de pompe volumétrique pouvant être utilisé pour alimenter l'étuve est décrit dans le document W02012126939. La pression d'admission est par exemple la pression atmosphérique et la pression de refoulement est de l'ordre de 20 bars. Il sera compris que tout autre dispositif de compression peut convenir, de préférence présentant une gestion optimisée de l'énergie. Le dispositif comporte également un générateur de vapeur 10 connecté à l'entrée d'alimentation en vapeur 6. De préférence, l'énergie nécessaire à la vaporisation de l'eau est produite par la combustion d'un combustible, par exemple de la biomasse, et non par apport d'énergie électrique ou mécanique, ce qui permet de réduire les coûts de fonctionnement du dispositif et de tendre vers un fonctionnement autonome en énergie. Le générateur est par exemple du type à recirculation gravitaire. Comme nous le verrons par la suite, la vapeur à basse pression sortant du dispositif est avantageusement récupérée pour être réinjectée, de préférence après condensation, dans le générateur de vapeur et sert également à préchauffer l'eau liquide qui alimente le générateur pour compenser les pertes lors du fonctionnement. L'eau liquide est injectée dans le générateur par exemple par une pompe de gavage électrique ou entraînée par un moteur à vapeur. L'étuve comporte avantageusement des moyens 12 pour transporter les éléments à traiter de l'entrée d'alimentation 4 vers la sortie d'évacuation. De manière avantageuse, les moyens 12 sont formés par une vis sans fin s'étendant entre l'entrée d'alimentation 4 et la sortie d'évacuation. La vis sans fin présente l'avantage d'être relativement compacte et de permettre de réaliser une étuve de plus petite taille. Elle évite la compaction des éléments à traiter. La vis sans fin permet de réguler le débit massique sortant de l'étuve et évite d'engorger la tuyère. La vis sans fin est par exemple entraînée en rotation par un moteur électrique 13, de préférence asynchrone à vitesse variable. En variante, les moyens 12 pourraient être formés par tout autre moyen, par exemple par un tapis roulant, celui-ci serait néanmoins plus encombrant. En variante encore, l'étuve pourrait être orientée de sorte que la biomasse s'écoule par gravité dans l'étuve en direction de la tuyère qui sera décrite par la suite. Ainsi, l'étuve pourrait ne pas comporter de vis sans fin ni d'autres moyens pour transporter les éléments à traiter. L'étuve est dimensionnée pour résister aux conditions de pression et température de fonctionnement. De préférence, la pression de fonctionnement est 20 bars et la température de fonctionnement est 211°C, ce qui correspond à la température de saturation en vapeur à cette pression. Le volume interne de l'étuve correspond au débit volumique de biomasse à traiter, intégré sur le temps d'imprégnation nécessaire des éléments à traiter en vapeur. Ce temps est de l'ordre de deux minutes sous une pression de 20 bars. De préférence, l'étuve présente une forme tubulaire favorisant sa tenue en pression. Elle s'étend selon un axe longitudinal X qui est de préférence disposé horizontalement. La vis sans fin est coaxiale à l'axe X. Le dispositif comporte également une tuyère 14 en sortie de l'étuve destinée à appliquer une détente à l'eau contenu dans les éléments à traiter et à provoquer leur explosion. La tuyère présente un axe longitudinal Y. Dans l'exemple représenté, la tuyère est une tuyère supersonique ou tuyère de Laval. Elle comporte une zone amont convergente 16 appelée "convergent" et une zone aval divergente appelée "divergent" 20, connectées par un col. Le diamètre en sortie du convergent est égal au diamètre en entrée du divergent 20. Vues en coupe longitudinale La paroi du convergent et la paroi du divergent sont par exemple délimitées chacune par deux courbes cubiques. De préférence, l'axe longitudinal Y de la tuyère est orienté verticalement permettant une chute gravitaire des éléments à traiter dans la tuyère. La sortie d'évacuation 8 de l'étuve est connectée à l'entrée du convergent de la tuyère 14. La tuyère comporte une enveloppe externe 24. Avantageusement elle comporte également un entonnoir 26 disposé à l'intérieur de l'enveloppe 24 dans une partie amont du convergent. L'enveloppe externe 24 relie de manière étanche la sortie d'évacuation à l'entrée du convergent, le diamètre aval de l'enveloppe externe 24 étant égal au diamètre d'entrée du convergent 16. L'entonnoir 26 récolte les éléments à traiter en sortie de la vis sans fin et les guide vers le centre de la tuyère. Les éléments à traiter chutent par gravité dans l'entonnoir et jusqu'à la tuyère 14. Par exemple, l'entonnoir 26 présente un diamètre d'entrée égal à la moitié du diamètre d'entrée du convergent, le diamètre de sortie de l'entonnoir est égal à celui du col. Par exemple également, l'entonnoir présente une dimension longitudinale égale à deux fois celle du convergent et la distance séparant la sortie de l'entonnoir de la sortie du convergent est égale à la moitié de la dimension axiale du convergent. Les éléments à traiter passant par l'intérieur de l'entonnoir 26 sont guidés en sortie par la vapeur qui passe de préférence à l'extérieur de l'entonnoir vers la fin du convergent en limitant voire évitant les contacts entre les éléments à traiter et la paroi du convergent afin que l'écoulement ne soit pas perturbé avant d'arriver au col. Le divergent 20 de la tuyère est connecté à un volume de collecte 28 des particules obtenues. Le volume de collecte 28 est à basse pression relativement à l'étuve. De préférence, une vanne 30 est prévue entre le divergent et le volume de réception 30 pour assurer la phase de démarrage et améliorer la sécurité de fonctionnement du dispositif. Lors de la phase de démarrage, la vanne 30 est de préférence fermée pour éviter une consommation inutile de vapeur. Cette vanne permet d'isoler le volume de réception en cas de montée en pression excessive ou de fuite de vapeur. Sur la figure 2 on peut voir représentée une variante 14' de la tuyère, celle-ci comportant entre le convergent 16 et le divergent 20 une zone intermédiaire 18 tubulaire à diamètre constant. Le diamètre en sortie du convergent est égal à celui de la zone intermédiaire 18 et le diamètre en entrée du divergent 20 est égal à celui de la zone intermédiaire 18. Cette zone intermédiaire offre une zone supplémentaire pour accélérer davantage les éléments à traiter, particulièrement les grosses particules qui sont plus lentes à accélérer. Un exemple de fonctionnement du dispositif de la figure 2 va maintenant être expliqué. La vanne 30 est dans un état fermé. Les éléments à traiter sont injectés sous pression dans l'étuve par l'entrée d'alimentation 4 par exemple par une pompe volumétrique. De la vapeur d'eau est également injectée dans l'étuve, la vapeur dans l'étuve se trouve pas exemple à une pression de 20 bars et à une température de 211°C. La vanne 30 est dans un état ouvert. La vis sans fin est mise en rotation et achemine les éléments à traiter jusqu'à la sortie d'évacuation, les éléments à traiter sont hydrolysés pendant le transport au sein de l'étuve. Arrivés à la sortie d'évacuation, les éléments solides se déversent dans l'entonnoir 26 et chutent par gravité dans la convergent 16, la vapeur, quant à elle, circule principalement entre l'entonnoir 26 et l'enveloppe externe 24. La vapeur atteint une vitesse sonique en sortie de la zone intermédiaire 18 où la pression est de l'ordre de 10 bars. Les éléments à traiter sortant de l'entonnoir 26 sont entraînés par la vapeur et se dirigent vers le divergent 20. Les particules sont accélérées tout au long de la tuyère, mais les particules de grande taille étant plus lente à accélérer la longueur de la zone intermédiaire 18 peut être ajustée pour permettre aux particules de grande taille d'atteindre une vitesse suffisante au col. On peut alors obtenir un plus grand débit massique de particules à même consommation de vapeur. On considère par exemple que les particules ayant une taille supérieure à quelques mm sont des particules de grande taille et que celles ayant une taille inférieure à quelques mm sont des particules de petite taille. Lorsque les éléments à traiter et la vapeur atteignent le divergent 20, une détente se produit. Cette détente provoque vaporisation de l'eau liquide et une augmentation du volume de l'eau vapeur, il en résulte un éclatement des éléments à traiter qui contiennent de l'eau en particules de dimensions réduites par rapport à celles des éléments. Une explosion a lieu lorsque que le temps caractéristique de détente est très inférieur au temps caractéristique de diffusion de la vapeur et du liquide, celui-ci dépendant de la perméabilité du matériau des éléments. Les dimensions de la tuyère sont donc choisies de sorte que la détente soit suffisamment rapide pour que sont temps caractéristique de détente soit inférieur à celui de diffusion. La réduction de taille des éléments à traiter est obtenue par un effet mécanique séparant les fibres par une contrainte brutale due à l'auto vaporisation » de l'eau interstitielle, un effet chimique par hydrolyse de lignine réduisant le « collage » des fibres et un effet thermique accélérant l'effet chimique et augmentant la pression du liquide. Dans le cas d'une tuyère supersonique, le temps caractéristique de décompression ou de détente est de l'ordre de quelques millisecondes. Dans le cas d'un dispositif de l'état de la technique à fonctionnement discontinu comportant une enceinte sous pression, la détente état obtenue par l'ouverture d'une vanne, le temps caractéristique de décompression ne peut être inférieur à plusieurs dizaines de milliseconde En fonction du profil du divergent, il est possible de régler le taux de détente explosive et la vitesse d'éjection des éléments à traiter/ particules. En effet, plus le diamètre du divergent augmente rapidement le long de l'axe Y, plus le taux de détente explosive sera important, puisque le volume varie rapidement, et la vitesse d'éjection sera faible et, inversement, plus le diamètre du divergent augmente lentement le long de l'axe Y, plus le taux de détente explosive sera faible et la vitesse d'éjection sera élevée. Néanmoins il est préférable que l'augmentation de la section du divergent le long de l'axe Y ne soit pas trop rapide pour éviter le décollement de l'écoulement, celui-ci ne suivant plus la surface intérieure du divergent. Par exemple, dans le cas de la tuyère supersonique, pour une pression en vapeur pure en entrée de 20 bars, et une pression de vapeur en sortie comprise entre environ 2 bars et environ 9 bars, la vitesse au col est de l'ordre de 400 m/s et la vitesse en sortie est de l'ordre 1000 m/s. La taille maximale des éléments à traiter dépend de la section minimale de la tuyère, cette section minimale dépend du débit massique souhaité. Pour de installations à gros débit, par exemple 100 tonnes/heure, la section minimale de la tuyère est telle qu'elle permet le passage d'éléments à traiter dont les dimensions peuvent atteindre 10 cm. Au contraire, dans le cas d'installations à faible débit massique, par exemple 1 tonne/heure, la section minimale de la tuyère est imposée, celle-ci permet par exemple le passage de particules à traiter dont les dimensions ne dépassent pas 1 cm. Sur la figure 4A, on peut voir la variation de la pression au sein de la tuyère le long de l'axe longitudinal de la tuyère, l'origine étant située au niveau du col. Il est à noter que la forme et les dimensions de la tuyère sont adaptées en fonction des caractéristiques des éléments à traiter, notamment en fonction de leurs dimensions et de leur forme. Dans un autre mode de réalisation, la tuyère est une tuyère sonique 14" comportant un convergent 16' débouchant directement dans une zone à diamètre constant supérieur au diamètre de sortie du convergent comme cela est représenté sur la figure 3. Dans ce mode de réalisation, la pression en sortie de la tuyère est très faible, le taux de détente explosive est alors très élevé. Par exemple, pour une pression de 20 bars dans le convergent, celle au col est alors de 10 bars et la pression en sortie est de l'ordre 1 à 2 bars et la vitesse d'éjection peut être de l'ordre de 300 m/s à 400 m/s. Le temps caractéristique de décompression pour une tuyère ne comportant qu'un convergent est de l'ordre d'une centaine de microsecondes. Sur la figure 4B, on peut voir la variation de la pression au sein de la tuyère de la figure 3 le long de l'axe longitudinal de la tuyère, l'origine étant située à la sortie du convergent. De manière avantageuse, il peut être prévu dans le volume de collecte 28 des obstacles que les éléments à traiter/particules viennent percuter provoquant un éclatement supplémentaire. Ces obstacles peuvent avantageusement être prévus lorsque la vitesse d'éjection est élevée et le taux de détente est réduit, en effet plus la vitesse est élevée plus l'intensité du choc contre les obstacles sera grande. Ces obstacles sont par exemple des couteaux. En outre, une vitesse d'éjection importante permet de favoriser la séparation de la phase solide et de la phase liquide par centrifugation. De tels obstacles peuvent également être mis en oeuvre dans le cas d'une tuyère sonique. De préférence, la pression dans le volume de réception est maintenue aussi haute que possible tout en permettant la détente explosive, à des fins d'économie d'énergie. Cette haute pression peut permettre d'actionner une turbine et produire de l'électricité. Cette haute pression et la température élevée qui l'accompagne peuvent permettre de sécher le bois en sortie de la tuyère. Par exemple à 10 bars, la température est de 180°C. La vapeur à basse pression en sortie de la tuyère peut être collectée, condensée, filtrée puis est réinjectée dans le générateur de vapeur qui est muni avantageusement d'une chasse de solide permettant d'extraire les dépôts formés des particules entraînées pour limiter le traitement de l'eau. Un apport externe d'eau au générateur de vapeur est également prévu pour compenser les pertes. De manière particulièrement avantageuse, la chaleur de condensation de la vapeur est utilisée pour réchauffer l'eau injectée dans le générateur de vapeur et pour sécher les particules, par exemple au moyen d'un aérocondenseur 32 produisant de l'air surchauffé. Il peut être prévu d'utiliser préférentiellement un générateur de vapeur de type à cogénération. La production de vapeur est obtenue par un cycle à combustion externe, préférentiellement de la biomasse. La vapeur en excès génère une énergie mécanique et/ou une énergie électrique par exemple par un cycle de type Stirling, Rankine ou autre. L'énergie électrique ou mécanique permet par exemple d'entraîner la vis sans fin, les moyens de compression et la pompe de gavage, rendant alors le système énergétiquement autonome. A titre d'illustration non limitative, nous allons donner un exemple de dimensionnement du dispositif dans le cas d'une tuyère comportant un convergent, une zone intermédiaire et un divergent. Pour un débit massique nominal de biomasse de une tonne par heure, avec une masse volumique apparente de 200 kg/m3 (1,4.10-3 m3/s), une pression de 20 bars, un temps d'hydrolyse de deux minutes, le volume de l'étuve est de 0,17 m3 pour un diamètre de 350 mm et une longueur de 1750 mm. La paroi de l'étuve a une épaisseur de 30 mm avec deux fonds bombés normalisés. L'étuve est par exemple en acier inoxydable 316L. La vis sans fin a un diamètre externe de 330 mm pour un pas de 145 mm avec une vitesse de rotation nominale de 15 rpm réglable par variateur de fréquence sur le moteur d'entrainement asynchrone. Avec une pression en sortie de la tuyère de 2 bars, le convergent de la tuyère a un diamètre d'entrée de 100 mm, la zone intermédiaire a un diamètre de 20 mm sur une longueur de 120 mm, et le diamètre de sortie du divergent est de 25 mm de diamètre. Les profils du convergent et du divergent sont définis par deux courbes cubiques se raccordant à la partie intermédiaire. Le convergent peut avoir une longueur de 100 mm et le divergent peut avoir une longueur de 200 mm. Pour ce dimensionnement, dans le cas d'une granulométrie de biomasse en entrée de l'ordre de quelques millimètres à une température de l'ordre de 20°C, le débit de vapeur est de l'ordre de 0,1 kg/s, il sert majoritairement à entraîner la biomasse, mais une partie sert au chauffage de la biomasse (0,03 kg/s), conduisant à un coût énergétique de micronisation de 250 kW.h par tonne, ce qui correspond à 5 % du pouvoir calorifique inférieur (PCI) de la biomasse traiter. L'énergie utilisée est une énergie primaire ce qui correspond à moins de 2% d'énergie «noble». On obtient alors par exemple des fibres de l'ordre de 30 um de diamètre et de 1 mm de longueur. Le dispositif selon l'invention présente donc une très faible consommation énergétique. En outre, il permet un fonctionnement en continu, offrant ainsi une bonne productivité. Par ailleurs, il ne met pas en oeuvre de vanne qui serait actionnée à chaque phase d'explosion, il est donc robuste et requiert une maintenance réduite. En outre, il a un fonctionnement quasi-autonome puisqu'il ne nécessite pas de commande des moyens pour provoquer l'explosion à la vapeur, celle-ci ayant lieu spontanément. Un dispositif aval peut être associé au dispositif de réduction de taille selon l'invention pour traiter les particules sortant du dispositif de réduction de taille pour, par exemple, encore réduire leur taille ou leur longueur et/ou modifier leur forme.15 REVENDICATIONS1. Dispositif de réduction de la taille d'éléments de biomasse comportant une enceinte (2) sous pression destinée à mettre en contact des éléments de biomasse avec de l'eau au moins sous forme vapeur, une tuyère (14, 14', 14") dans une extrémité d'entrée est connectée à une sortie d'évacuation (8) de ladite enceinte (2) et une extrémité de sortie est connectée à un volume de collecte (28) des particules formées à partir des éléments de biomasse, ladite tuyère (14, 14', 14") comportant au moins une partie convergente (16, 16") débouchant dans le volume de collecte. 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel la tuyère (14, 14') comporte également une partie divergente (20) entre la partie convergente (16) et le volume de collecte (28), formant une tuyère supersonique. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la tuyère (14') comporte une zone intermédiaire (18) à diamètre constant raccordant la zone convergente (16) et la zone divergente (20). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, comportant un générateur de vapeur (10) alimentant l'enceinte sous pression et des moyens d'alimentation de l'enceinte en éléments de biomasse. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les moyens d'alimentation de l'enceinte en éléments de biomasse forment des moyens de pressurisation de la biomasse, par exemple formés par une pompe volumétrique. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'enceinte (2) comporte des moyens d'acheminement (12) des éléments de la biomasse vers la sortie d'évacuation (8). 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel les moyens d'acheminement sont formés par une vis sans fin. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, comportant une vanne (30) entre la tuyère (14, 14', 14") et le volume de collecte (28). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la tuyère comporte une enveloppe extérieure (24) étanche et un entonnoir (26) disposé dans l'enveloppe extérieure (24), ledit entonnoir (26) étant disposé de sorte à collecter les éléments de biomasse en sortie de l'enceinte (2) et à les guider dans la tuyère (14, 14', 14"). 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel l'entonnoir (26) présente une entrée avec un diamètre égal à la moitié du diamètre d'une extrémité d'entrée de la partie convergente (16, 16'), une sortie avec un diamètre égal à celui d'une extrémité de sortie de la partie convergente (16, 16'), ledit entonnoir (26) présentant une dimension axiale égale à deux fois une dimension axiale de la partie convergente (16, 16"), la distance longitudinale séparant la sortie de l'entonnoir (26) et l'extrémité de sortie de la partie convergente (16, 16") étant égale à la moitié de la dimension axiale de la partie convergente (16, 16"). 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 en combinaison avec la revendication 4, comportant des moyens de collecte et de condensation de la vapeur en sortie de tuyère et des moyens pour réinjecter la vapeur condensée dans le générateur de vapeur. 12. Dispositif selon la revendication 11, comportant des moyens (32) pour récupérer la chaleur de condensation de la vapeur. 13. Dispositif selon la revendication 12, comportant des moyens de chauffage d'eau liquide injectée dans le générateur de vapeur et/ou des moyens de séchage des particules au moyen de la chaleur récupérée par la condensation de la vapeur. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13 en combinaison avec la revendication 4, dans lequel le générateur de vapeur comporte des moyens pour convertir, en énergie mécanique et/ou en énergie électrique, l'énergie d'une partie de la vapeur produite. 15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel l'énergie électrique et/ou l'énergie mécanique produite(s) sert(servent) à entraîner les moyens d'acheminement de l'enceinte. 15 16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, dans lequel le volume de réception (28) comporte des obstacles, par exemple sous forme de couteaux, destinés à être percutés par les éléments de biomasse et/ou par les particules. 17. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, dans lequel la 20 tuyère (14, 14', 14") s'étend le long d'un axe longitudinal destiné à être orienté verticalement. 18. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 17, dans lequel la tuyère (14, 14', 14") est dimensionnée de sorte que pour une pression dans la partie 25 convergente d'environ 20 bars, la pression en sortie de la partie divergente (20) est de quelques bars, de préférence inférieure ou égale à 5 bars. 19. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 18 en combinaison avec la revendication 4, dans lequel le générateur de vapeur (10) comporte des moyens 30 de combustion des éléments de biomasse pour produire de la vapeur. 10 20. Procédé de réduction de la taille d'éléments de biomasse mettant en oeuvre un dispositif selon l'une de revendications 1 à 19, comportant les étapes - alimentation de l'enceinte en éléments de biomasse, - alimentation de l'étuve en vapeur d'eau, - imprégnation des éléments avec la vapeur d'eau, - transfert des éléments de biomasse vers la tuyère, - traversée de la tuyère par les éléments de biomasse, - éclatement des éléments de biomasse en particules et éjection vers le volume de collecte. 10 21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel l'enceinte est à une pression d'environ 20 bars et à une température d'environ 211°C. 22. Procédé selon la revendication 20 ou 21, dans lequel les éléments 15 de biomasse ont des dimensions comprises entre quelques mm et 10 cm. 23. Procédé selon l'une des revendications 20 à 22, comportant une étape de collecte de la vapeur en sortie de la tuyère, de condensation et de réinjection de la vapeur condensée dans le générateur de vapeur. 20 24. Procédé selon la revendication 23, comportant une étape de récupération de la chaleur produite par la condensation de la vapeur et une étape d'utilisation de ladite chaleur pour le chauffage d'eau liquide préalablement à son injection dans le générateur de vapeur et/ou une étape d'utilisation de ladite chaleur 25 pour sécher les particules dans le volume de collecte.