Brevet FR3038908A1 — publié le 20170120

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention vise un dispositif et un procédé de production de gaz de synthèse. Elle s'applique, notamment, à la filière de production de gaz naturel de synthèse. ETAT DE LA TECHNIQUE La production de biométhane, un « SNG » (de Synthesis Natural Gas, traduit par Gaz Naturel de Synthèse) peut être réalisée par la mise en oeuvre de procédés Power-to-SNG (traduit par « Energie-vers-SNG »), abréviés « P2G », qui visent à convertir de l'eau, du CO2 et de l'énergie électrique en un gaz combustible de qualité semblable à celle du biométhane et du gaz naturel. Pour dégager une rentabilité économique satisfaisante, le P2G est basé sur une utilisation de l'énergie électrique d'origine renouvelable durant les périodes de surproduction de cette énergie. Ainsi, la technologie de méthanation requiert une forte souplesse en termes de puissance, ou débit et de traitement. Au sein de cette filière, plusieurs options technologiques existent. La première option consiste à directement co-électrolyser de l'eau, sous forme vapeur, et du CO2 d'origine anthropique pour produire du CO et du H2. Cette conversion se fait généralement à haute température et le gaz produit est un syngas dont les caractéristiques compositionnelles sont proches de celles de la gazéification de biomasse (CO, H2, CO2 et H2O). La différence principale relève d'une meilleure maîtrise du ratio H2/CO sans étape de réaction du gaz à l'eau, abréviée « WGS » (pour Water Gas Shift, traduit par Réaction du Gaz à l'Eau), dite « réaction de Dussan ». Cette réaction de WGS a pour formule : CO + H20 H2 ± CO2 La seconde option consiste à convertir l'eau par électrolyse, alcaline ou à membrane à électrolyte polymère, pour produire du H2 à la cathode et de l'02 à l'anode. La production du biométhane à partir du syngas est basée sur la réaction 30 catalytique de méthanation du CO ou du CO2 dite « réaction de Sabatier ». La 3038908 2 méthanation consiste à convertir le monoxyde ou le dioxyde de carbone en présence d'hydrogène et d'un catalyseur, généralement à base de nickel, pour produire du méthane. Elle est régie par les réactions équilibrées compétitives d'hydrogénation suivantes : 5 CO + 3H2 CH4 + H2O AG298K = -206 kJ/g.mol CO2 + 4H2 CH4 + 2H20 AG298K = -27 kcal/mol La première option met en oeuvre, pour produire du SNG à partir du syngas, une réaction de méthanation du CO tandis que la deuxième option met en oeuvre une réaction de méthanation du CO2. 10 La réaction de méthanation est une réaction exothermique avec diminution du nombre de moles ; conformément au principe de Le Chatelier, la réaction est favorisée par la pression et défavorisée par la température. Ces réactions équilibrées fortement exothermiques requièrent une bonne maîtrise du refroidissement du réacteur dans lequel elles ont lieu. 15 La chaleur dégagée lors de la conversion du CO est d'environ 2,7 kWh lors de la production de 1 Nm3 de méthane. Le contrôle de la température au sein du réacteur, et donc l'élimination de la chaleur produite par la réaction, est un des points clés pour minimiser la désactivation du catalyseur, par frittage ou dépôt de carbone, et maximiser les taux de conversion en méthane. 20 La valorisation de la chaleur produite lors de la méthanation, soit au sein de l'unité proprement dite soit par vente de chaleur, constitue un des points clés de l'équilibre technico économique du procédé de production de SNG. La production de vapeur est un moyen classique pour obtenir cette valorisation. Les réactions de méthanation dont la cinétique est rapide aux températures 25 mises en oeuvre, se caractérisent par une très forte exothermicité, par exemple : CO + 3H2 CH4 + H2O AG298K = -206 kJ/g.mol Pour maximiser la production de CH4, et minimiser l'excès de CO, il convient que H2 et CO soient dans un rapport stoechiométrique de 3 pour 1. Même en respectant ce ratio, la réaction reste incomplète du fait des équilibres chimiques. Ce rapport est obtenu en réalisant une réaction de WGS complémentaire. Celle-ci peut être réalisée préalablement à la méthanation dans un réacteur dédié, en présence de catalyseurs spécifiques. Elle peut éventuellement être obtenue directement dans le même réacteur que la méthanation avec adaptation éventuelle du catalyseur. Dans les deux cas, cette réaction nécessite une injection de vapeur d'eau. 3038908 3 Parmi les technologies de réacteur de méthanation, certains mettent en oeuvre un réacteur en lit fluidisé dense, le lit étant formé par le catalyseur de la réaction de méthanation. L'élimination de la chaleur produite par la réaction est alors réalisée par des échangeurs immergés dans le lit fluidisé. Cependant, en raison de la très forte 5 exothermicité de la réaction, les quantités de chaleurs à évacuer, et donc les sur- faces d'échange requises, sont importantes. Ainsi, le volume occupé par cet échangeur conduit à un surdimensionnement global de la taille du réacteur et surtout à une complexification de sa conception. La mise en oeuvre d'un réacteur fluidisé est une solution simple pour limiter la 10 température de réaction. La fluidisation du catalyseur par le mélange réactionnel permet une homogénéisation quasi-parfaite des températures en tous points de la couche catalytique et le réacteur peut être assimilé à un réacteur isotherme. L'élimination de la chaleur produite par la réaction s'effectue par l'intermédiaire d'échangeurs immergés au sein de la couche fluidisée. Les coefficients d'échange 15 thermiques entre la couche fluidisé et une paroi plongée dans le lit sont très importants (de l'ordre de 400 à 600 W/K.m2, comparables à ceux entre un liquide et une paroi) et permettent de minimiser les dimensions de l'échangeur et donc la taille globale du réacteur. Dans la gamme de température mise en oeuvre dans les réacteurs de 20 méthanation en lit fluidisé (température de l'ordre de 300 - 550°C), la cinétique de la réaction de méthanation est très rapide, et, par conséquent, la quantité de catalyseur requise du seul fait de la réaction chimique est faible. Aussi la taille du réacteur et la quantité de catalyseur utilisée résultent de l'encombrement de l'échangeur implanté au sein du lit fluidisé. 25 A des températures inferieures à 230°C, le nickel,constituant du catalyseur ou présent dans le matériau constituant les parois du réacteur, est susceptible de réagir avec le monoxyde de carbone pour former du Tétra-carbonyle de nickel (Ni(CO)4), composé très fortement toxique. C'est pourquoi il est indispensable que toutes les parties du réacteur soient toujours à une température supérieure à 230°C. 30 Du fait de l'échange thermique et du régime de fluidisation, un inconvénient majeur est imputable à cette technologie pour un fonctionnement à haute pression. En effet, la baisse du volume gazeux due à l'augmentation de pression conduit à une section disponible moins importante pour positionner l'échangeur (à puissance égale). Des solutions de l'homme du métier existent cependant pour pallier à 3038908 4 l'ajustement de la surface effective ou au régime de fluidisation. Les solutions non-exhaustives sont par exemples : - la diminution du nombre de tube et par conséquent l'augmentation de la hauteur de couche de catalyseur avec une limite haute liée au phénomène de « 5 slugging » (traduit par pistonnage) avec des propriétés d'échange thermique réduites et - la modification des caractéristiques physiques du catalyseur (granulométrie, densité du support) pour conserver une fluidisation équivalente pour un débit volumique plus faible. 10 En terme de souplesse, et comparativement aux technologies présentées précédemment, le lit fluidisé permet par nature une flexibilité plus large en terme de débit et donc de puissance de réacteur autour des conditions de dimensionnement. A perte de charge constante (fluidisation), le débit opératoire peut facilement varier dans une gamme normalisée de 1 à 6. Néanmoins, pour permettre une telle 15 plage opératoire tout en conservant l'efficacité de la fluidisation, une attention particulière doit être portée à la conception du distributeur. La phase de conception doit dors-et-déjà intégrer la flexibilité envisagée lors de l'exploitation. Concernant les pertes de charge, le lit fluidisé engendre 2 à 5 fois moins de pertes de charges qu'un réacteur en lit fixe (adiabatique ou isotherme) à puissance nominale équivalente. Il 20 s'agit également ici d'un avantage considérable ayant un impact sur les coûts d'opération. Enfin, le lit fluidisé permet un chargement et un déchargement du catalyseur en fonctionnement ainsi qu'une régularité de composition du SNG produit, des transferts thermiques intensifiés, Du point de vue réactionnel, et contrairement aux technologies à lits fixes ou 25 aux réacteurs refroidis par les parois, la méthanation du syngas en lit fluidisé ne requiert pas de pré-WGS. Une co-injection de vapeur avec le syngas permet d'assurer les réactions de méthanation du CO et de WGS dans le même dispositif. Les solutions actuellement proposées pour cette famille technologique ne se distinguent pas entres-elles vraiment sur l'efficacité de conversion mais 30 principalement sur la méthodologie mise en oeuvre pour refroidir le réacteur. Les principes de refroidissement, dans le cadre de la méthanation du CO2 sont actuellement les mêmes que pour la méthanation du CO lorsque la conversion est réalisée en réacteur « isotherme ». Par ailleurs, même lors d'un ajustement au ratio stoechiométrique 4 pour 1 des réactifs, le SNG produit contient encore du H2, du 3038908 5 CO2 et de l'eau qu'il est nécessaire d'éliminer pour atteindre les spécifications d'injection dans le réseau de gaz naturel. Le schéma global de principe pour cette voie technologique du P2G comporte ainsi les étapes suivantes : - une électrolyse de l'eau, 5 - une méthanation du CO2 et de l'hydrogène produit par l'électrolyse et - une mise aux spécifications pour séparer le H2O et H2/CO2 résiduels. Dans ce cas, en fonction des flux de H2 et de CO2 en entrée de réacteur, la composition du gaz sec répond bien aux contraintes imposées pour l'injection. Néanmoins, même si l'indice de Wobbe est également respecté, une séparation de 10 H2 est requise pour atteindre le critère de concentration et surtout le critère de PCS (pour Pouvoir Calorifique Supérieur). L'étape de mise aux spécifications a pour fonction de séparer les constituants du gaz issu de la méthanation afin d'obtenir un biométhane répondant aux spécifications d'injection sur le réseau de gaz naturel. Ainsi, cette séparation génère 15 des sous-produits que sont H2O, CO2 et H2. Elles sont le plus souvent réalisées dans des équipements séparés avec des conditions opératoires parfois très différentes. Avant le conditionnement et l'injection du SNG produit, il convient d'éliminer une fraction importante du H2 résiduel de la réaction de méthanation afin de répondre aux spécifications concernant tout particulièrement le PCS. La technique la plus 20 communément utilisée pour cette séparation est la perméation membranaire qui peut présenter un niveau de complexité et des coûts, en termes d'investissement et d'opération, non négligeables avec un impact significatif sur la chaîne de valeur. La composition du SNG brut en sortie de réacteur est intimement liée aux conditions de fonctionnement du réacteur, en termes de pression, de température, 25 du mode de fonctionnement adiabatique ou isotherme du réacteur, qui gouvernent les équilibres chimiques des réactions ci-dessus. Ces réactions forment globalement de l'eau et une séparation de cette espèce est par conséquent requise. Concernant les autres espèces (CO, CO2 et H2), leurs teneurs respectives peuvent être modifiées en jouant d'une part sur le mode de fonctionnement du réacteur (adiabatique ou 30 isotherme) et d'autre part sur la température ou la pression. Une pression élevée et une faible température vont ainsi permettre de réduire considérablement les teneurs de ces composes. Lorsque l'opération est réalisée en réacteur « adiabatique », une succession d'étapes est par ailleurs nécessaire pour atteindre une qualité de conversion équivalente au réacteur isotherme. En tout état de cause, la composition 3038908 6 du gaz produit est généralement incompatible vis-à-vis des spécifications d'injection et des étapes d'amélioration sont nécessaires pour éliminer le CO2 et/ou le H2 résiduel. Ainsi, le mode opératoire constitue un verrou pour la simplification de la chaîne des procédés. 5 Les techniques actuelles ne permettent pas une maîtrise satisfaisante de l'exothermicité de la réaction de méthanation et ne donnent pas au dispositif une souplesse satisfaisante aux fluctuations de puissance directement liées à la surproduction électrique. 10 OBJET DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de production de gaz de synthèse, qui comporte : - un réacteur de méthanation comportant : 15 - une entrée, pour du syngas produit par électrolyse, reliée à une conduite d'alimentation de syngas et - une sortie pour gaz naturel de synthèse, - un moyen de séparation d'eau comportant : - une entrée pour gaz naturel de synthèse et 20 - une sortie pour gaz naturel de synthèse déshydraté, - une dérivation d'une partie du gaz naturel de synthèse déshydraté depuis la sortie du moyen de séparation d'eau vers la conduite d'alimentation de syngas pour qu'un mélange, du syngas et du gaz naturel de synthèse dérivé, soit fournie au réacteur. 25 Le moyen de séparation d'eau refroidissant les gaz naturel de synthèse, la fourniture de ces produits en entrée du réacteur permet un refroidissement du syngas et permet au réacteur de ne pas nécessiter d'échangeur thermique. La conception d'un tel réacteur, notamment en termes de dimensionnement, est d'autant plus simplifiée. De plus, la fourniture du gaz naturel de synthèse déshydraté 30 dans la conduite d'alimentation améliore l'indice de Wobbe et le PCS des produits de la réaction de méthanation par la modification favorable des équilibres réactionnels. Ainsi, le dispositif objet de la présente invention permet un dimensionnement réduit du réacteur ainsi qu'une mise aux spécifications pour le réseau gazier nécessitant peu ou aucun traitement en aval de la réaction de méthanation. 3038908 7 Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de séparation de dioxyde de carbone du gaz naturel de synthèse déshydraté, ce moyen de séparation étant positionné en amont de la dérivation. 5 Ces modes de réalisation améliorent davantage la capacité de refroidissement et de mise aux spécifications des produits de la réaction de méthanation. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte en amont de la conduite d'alimentation de syngas, un moyen de coélectrolyse à haute température d'un mélange de dioxyde de carbone et d'eau. i.o Ces modes de réalisation permettent de réaliser la production de SNG à partir de produits d'une technique d'électrolyse habituellement mise en oeuvre. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte : - un moyen d'injection de vapeur pour balayer une anode du moyen de co- 15 électrolyse et - un moyen de séparation d'eau de produits de la co-électrolyse, - un moyen de récupération de dioxygène ou d'air enrichi en dioxygène en sortie du moyen de séparation. Ces modes de réalisation permettent à la vapeur injectée de réaliser une 20 contre-pression par rapport à la pression opératoire cathodique du moyen de co- électrolyse. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de compression, du dioxyde de carbone destiné à être mélangé à l'eau, par éjection de vapeur. 25 Ces modes de réalisation permettent d'améliorer le fonctionnement du moyen de co-électrolyse mis en oeuvre. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte en amont de l'entrée du réacteur, un moyen de refroidissement du mélange à une température comprise entre 300°C et 1O0°C. 30 Ces modes de réalisation permettent de mettre le syngas en conformité avec les températures de fonctionnement du réacteur de méthanation. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte : - un capteur d'une température à l'intérieur du réacteur et 3038908 8 - un recirculateur, du gaz naturel entré dans la dérivation, commandé en fonction d'une valeur de la température captée. Ces modes de réalisation permettent de réguler le débit de produits de réaction recirculés en fonction de la température captée. Si la température captée est 5 supérieure à une température prédéterminée, correspondant à des conditions de réaction de méthanation optimales, le débit de produits recirculés est augmenté pour refroidir le milieu réactionnel du réacteur. Inversement, si la température captée est inférieure à la température prédéterminée, le débit de produits recirculés est diminué. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention 10 comporte, en amont de la conduite d'alimentation de syngas : un moyen d'électrolyse d'eau pour produire du dioxygène et du dihydrogène, une conduite d'alimentation de dioxyde de carbone et un moyen d'injection de dihydrogène dans la conduite d'alimentation de dioxyde de carbone pour former le syngas fourni au réacteur. 15 Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte : un débitmètre pour mesurer le débit de dihydrogène produit par électrolyse et un moyen de régulation du débit de dioxyde de carbone dans la conduite d'alimentation de carbone en fonction du débit de dihydrogène mesuré. 20 Ces modes de réalisation permettent de réguler la composition de syngas entrant dans le réacteur de méthanation. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte : - en aval du réacteur, un capteur d'une température du gaz naturel de synthèse 25 et en amont de l'entrée du réacteur, un moyen de refroidissement, du mélange en fonction de la température captée. Ces modes de réalisation permettent de réguler la température du SNG produit par la réaction de méthanation. 30 Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte : un capteur d'une grandeur physique représentative d'un pouvoir calorifique de combustible ou d'une composition du gaz naturel de synthèse déshydraté et 3038908 9 - un recirculateur, du gaz naturel entré dans la dérivation, commandé en fonction d'une valeur de la grandeur physique captée. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte une conduite de déviation, d'une partie des produits de réactions de 5 méthanation, comportant : une entrée positionnée entre la sortie du réacteur et le moyen de séparation d'eau et une sortie positionnée en amont de l'entrée du réacteur. Ces modes de réalisation permettent de réguler le débit entrant dans le 10 réacteur de manière à conférer au dispositif une grande flexibilité, quelque soit la quantité d'énergie électrique produite en amont. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte : un débitmètre du syngas en aval du lieu du mélange et 15 un recirculateur, du gaz naturel entré dans la conduite de déviation, commandé en fonction du débit de syngas mesuré. Ces modes de réalisation permettent de réguler le débit entrant dans le réacteur en fonction du débit de syngas mesuré. Dans des modes de réalisation, le moyen de séparation d'eau configuré pour zo refroidir les gaz naturel de synthèse à une température comprise entre 5°C et 40°C. Ces modes de réalisation permettent la séparation de la quasi-totalité de l'eau contenue dans le SNG en sortie du réacteur de méthanation. Dans des modes de réalisation, le réacteur est configuré pour réaliser une réaction de Dussan dite « du gaz à l'eau ». 25 Ces modes de réalisation permettent l'utilisation d'un réacteur unique pour réaliser la réaction de WGS et la réaction de méthanation. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de production de gaz de synthèse, qui comporte : une étape de réaction de méthanation comportant : 30 - une étape d'entrée dans un réacteur de méthanation, de syngas produit par électrolyse, par une conduite d'alimentation de syngas et - une étape de sortie pour gaz naturel de synthèse, une étape de séparation d'eau comportant : - une étape d'entrée pour gaz naturel de synthèse et 3038908 10 - une étape de sortie pour gaz naturel de synthèse déshydraté, - une étape de dérivation d'une partie du gaz naturel de synthèse déshydraté en sortie de l'étape de sortie de l'étape de séparation d'eau vers la conduite d'alimentation de syngas pour qu'un mélange, du syngas et du gaz naturel de 5 synthèse dérivé, soit fourni au réacteur. Les buts, avantages et caractéristiques particulières du procédé objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. 113 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l'invention ressortiront de la description non limitative qui suit d'au moins un mode de réalisation particulier du dispositif et du procédé de production de gaz de synthèse objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : 15 - la figure 1 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement, un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, - la figure 3 représente, schématiquement, un troisième mode de réalisation 20 particulier du dispositif objet de la présente invention, - la figure 4 représente, schématiquement et sous forme d'un logigramme, une succession d'étapes particulière du procédé objet de la présente invention, - la figure 5 représente, sous forme d'une courbe, l'indice de Wobbe de gaz de synthèse obtenu par le premier et le deuxième mode de réalisation du 25 dispositif et le procédé objets de la présente invention, - la figure 5bis représente, sous forme d'une courbe, l'indice de Wobbe de gaz de synthèse obtenu par le troisième mode de réalisation du dispositif et le procédé objets de la présente invention, - la figure 6 représente, sous forme d'une courbe, le PCS de gaz de synthèse 30 obtenu par le premier et le deuxième mode de réalisation du dispositif et le procédé objets de la présente invention, - la figure 6bis représente, sous forme d'une courbe, le PCS de gaz de synthèse obtenu par le troisième mode de réalisation du dispositif et le procédé objets de la présente invention, 3038908 11 la figure 7 représente, sous forme d'une courbe, l'équilibre réactionnel à l'intérieur du réacteur de méthanation lors de la mise en oeuvre du premier et le deuxième mode de réalisation du dispositif et du procédé objets de la présente invention, 5 - la figure 7bis représente, sous forme d'une courbe, l'équilibre réactionnel à l'intérieur du réacteur de méthanation lors de la mise en oeuvre du troisième mode de réalisation du dispositif et du procédé objets de la présente invention, la figure 8 représente, sous forme d'une courbe, l'exothermicité de la réaction 10 de méthanation lors de la mise en oeuvre du premier et du deuxième mode de réalisation du dispositif et le procédé objets de la présente invention et la figure 8bis représente, sous forme d'une courbe, l'exothermicité de la réaction de méthanation lors de la mise en oeuvre du troisième mode de réalisation du dispositif et le procédé objets de la présente invention. 15 DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d'un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse. Par ailleurs, chaque paramètre 20 d'un exemple de réalisation peut être mis en oeuvre indépendamment d'autres paramètres dudit exemple de réalisation. On note dès à présent que les figures ne sont pas à l'échelle. On observe, sur la figure 1, qui n'est pas à l'échelle, une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif 10 objet de la présente invention. Ce dispositif 25 10 de production de gaz de synthèse, comporte : un réacteur 105 de méthanation comportant : - une entrée 110, pour du syngas produit par électrolyse, reliée à une conduite 115 d'alimentation de syngas et - une sortie 120 pour gaz naturel de synthèse, 30 un moyen 125 de séparation d'eau comportant : - une entrée 130 pour gaz naturel de synthèse et - une sortie 135 pour gaz naturel de synthèse déshydraté, une dérivation 140 d'une partie du gaz naturel de synthèse déshydraté depuis la sortie du moyen de séparation d'eau vers la conduite 115 d'alimentation de 3038908 12 syngas pour qu'un mélange, du syngas et du gaz naturel de synthèse dérivés, soit fournie au réacteur. Le réacteur 105 est, préférentiellement, un réacteur de méthanation à lit fluidisé. La fluidisation du catalyseur par le mélange réactionnel permet une 5 homogénéisation quasi-parfaite des températures en tous points de la couche catalytique et le réacteur peut être assimilé à un réacteur isotherme. Dans des variantes, ce réacteur 105 peut être un réacteur à eau bouillante, connu de l'homme du métier sous l'abréviation « BWR » (pour Boiling Water Reactor, traduit par réacteur à eau bouillante). Dans d'autres variantes, ce réacteur 105 peut être un 10 réacteur à lit fixe ou à lit refroidit par les parois. Ce réacteur 105 est configuré pour réaliser la méthanation du monoxyde de carbone et/ou du dioxyde de carbone. Ce réacteur 105 comporte l'entrée 110 pour syngas qui est, par exemple, un orifice du réacteur 105 muni d'une connectique (non représentée) compatible avec la 15 conduite d'alimentation 115 de syngas. Dans des modes de réalisation préférentiels, tels que représenté en figure 1, le réacteur 105 est configuré pour réaliser une réaction de Dussan dite « du gaz à l'eau ». Dans ces modes de réalisation, de la vapeur d'eau est injectée dans le syngas fourni au réacteur 105. 20 Les gaz naturel de synthèse quittent le réacteur 105 par la sortie 120 du réacteur. Cette sortie 120 est, par exemple, un orifice relié à une connectique (non représentée) permettant la fixation d'une conduite étanche de transport du gaz naturel de synthèse. Le moyen de séparation 125 d'eau est, par exemple, un échangeur thermique 25 pour refroidir les gaz naturel de synthèse à une température inférieure à la température de rosée de l'eau. Cette température est de préférence comprise entre 5°C et 40°C. Préférentiellement, cette températureest comprise entre 5°C et 20°C. L'eau ainsi séparée est collectée par une sortie 227 pour eau et peut être utilisée par un dispositif externe ou chauffée pour être transformée en vapeur d'eau 30 pouvant, comme indiqué ci-dessous, être injectée dans la conduite d'alimentation 115 de syngas. Le moyen de séparation 125 d'eau comporte l'entrée 130 pour gaz naturel de synthèse. Cette entrée 130 est, par exemple, un orifice associé à une connectique 3038908 13 (non représentée) pour être reliée à la conduite étanche de transport du gaz naturel de synthèse issu du réacteur 105. Le moyen de séparation 125 d'eau comporte l'entrée 135 pour gaz naturel de synthèse déshydraté. Cette entrée 135 est, par exemple, un orifice associé à une 5 connectique (non représentée) pour être reliée à une conduite (non représentée) étanche de transport du gaz naturel de synthèse déshydraté. La dérivation 140 est, par exemple, une conduite étanche reliée à la conduite de transport du gaz naturel de synthèse déshydraté pour capter une partie du flux traversant cette conduite de transport. Io Cette dérivation 140 injecte les gaz naturel de synthèse déshydraté dans la conduite d'alimentation 115 de syngas. De cette manière, le syngas et les gaz naturel de synthèse déshydraté, refroidis par le processus de séparation de l'eau, forment un mélange qui, dans le réacteur 105, réduit l'exothermicité de la réaction de méthanation en améliorant les 15 spécifications du gaz naturel de synthèse issu du réacteur 105. En particulier, le mélange réalisé permet d'éviter la séparation avale de H2 et de CO2 dans le syngas. La conduite d'alimentation 115 est étanche et reçoit, par exemple, du CO2 et du H2 issu d'un moyen de co-électrolyse d'eau et de dioxyde de carbone. 20 Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 1, le dispositif 10 comporte, en amont de la conduite 115 d'alimentation de syngas, un moyen 805 de co-électrolyse à haute température d'un mélange de dioxyde de carbone et d'eau. L'eau et le CO2 sont co-électrolysés à haute température, de l'ordre de 750 à 25 850°C, pour produire du syngas comportant du CO etdu H2 qui aboutit, par réaction catalytique, à des hydrocarbures. Ce système utilise à la fois de l'énergie électrique et de la chaleur pour casser les molécules de CO2. Au cours de la co-électrolyse, la matière à décomposer ou à transférer est dissoute dans un solvant approprié, ou fondue de sorte que ses ions constitutifs 30 soient disponibles dans la solution. Une différence de potentiel électrique est appliquée entre deux électrodes immergées dans cette solution. 3038908 14 La cathode est le siège d'une réduction et, l'anode le siège d'une oxydation. Le potentiel de l'anode étant supérieur au potentiel de la cathode, la cathode forme une « borne positive » et que la cathode forme une « borne négative ». Lors du passage d'un courant électrique continu, les électrodes attirent les 5 ions de charge opposée. Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 1, le dispositif 10 comporte un moyen 810 d'injection de vapeur pour balayer une anode du moyen 805 de co-électrolyse, 10 - un moyen 815 de séparation d'eau de produits de la co-électrolyse, un moyen 820 de récupération de dioxygène ou d'air enrichi en dioxygène en sortie du moyen 815 de séparation. Le moyen d'injection 810 est, par exemple, une conduite associée à une vanne d'injection permettant le balayage d'une anode du moyen 805 de co15 électrolyse. Cette conduite d'injection est alimentée en eau depuis un réservoir 830 et en air depuis une conduite d'apport d'air pour former de la vapeur d'eau. Le dioxygène produit au cours de la co-électrolyse est évacué du moyen 805 de co-électrolyse par une conduite différente de la conduite connectée à la conduite 20 d'alimentation 115. Cette conduite d'évacuation du dioxygène traverse le moyen de séparation d'eau 815 de produits de la co-électrolyse. Ce moyen de séparation d'eau est, par exemple, un échangeur thermique pour refroidir le dioxygène et l'eau à une température inférieure au point de rosée de l'eau. L'eau ainsi séparée est dirigée vers le réservoir qui fournit l'eau au moyen d'injection 810 de vapeur. 25 Le moyen de récupération 820 de dioxygène ou d'air enrichi est, par exemple, une conduite associée à un réservoir 830 de stockage de dioxygène ou d'air enrichi. Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 1, le dispositif 10 comporte un moyen 825 de compression, du dioxyde de carbone destiné à être mélangé à l'eau, par éjection de vapeur. 30 Le moyen de compression 825 est, par exemple, un éjecteur mettant de la vapeur en oeuvre en tant que fluide vecteur. Cette vapeur provient, par exemple, de la conduite d'injection de vapeur qui constitue le moyen d'injection 810 de vapeur. 3038908 15 Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 1, le dispositif 10 comporte, en amont de l'entrée du réacteur 105, un moyen 160 de refroidissement du mélange à une température comprise entre 300°C et 400°C. Ce moyen de refroidissement 160 est, par exemple, un échangeur thermique 5 pour refroidir le syngas. De plus, le dispositif 10 peut comporter, dans ces modes de réalisation, un capteur 162 de température du mélange en aval du moyen de refroidissement 160. La température du moyen de refroidissement 160 varie en fonction de la température captée et d'une température-consigne. Si la température captée est supérieure à la 10 température-consigne, la température du moyen de refroidissement 160 est réduite. Inversement, la température du moyen de refroidissement 160 est augmentée lorsque la température captée est inférieure à la température-consigne. Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 1, le dispositif 10 comporte : 15 - un capteur 150 d'une température à l'intérieur du réacteur 105 et - un recirculateur 155, du gaz naturel entré dans la dérivation, commandé en fonction de la température captée. Le capteur 150 est positionné à l'intérieur ou à l'extérieur du réacteur 105. Ce capteur 150 capte la température du catalyseur formant le lit fluidisé, de l'atmosphère 20 du réacteur 105 et/ou de la paroi du réacteur 105. Le recirculateur 155 vise à compenser les pertes de charge successives du débit de syngas puis de gaz naturel de synthèse. Une telle perte de charge est estimée entre 200 et 800 mbar, par exemple. Le recirculateur 155 est, par exemple, un ventilateur, un sur-presseur ou un éjecteur. Dans le cas d'un éjecteur, le fluide 25 utilisé pour réaliser le mécanisme d'éjection est, par exemple, de la vapeur d'eau issue d'une réaction de WGS ayant lieu dans le réacteur 105. Si la température captée est supérieure à une température prédéterminée, correspondant à des conditions de réaction de méthanation optimales, le débit de produits recirculés est augmenté pour refroidir le milieu réactionnel du réacteur 105. 30 Inversement, si la température captée est inférieure à la température prédéterminée, le débit de produits recirculés est diminué. De plus, si l'alimentation électrique permettant la réalisation de l'électrolyse est arrêtée, la recirculation, moyennant un appoint thermique pour maintien en 3038908 16 température, permet un fonctionnement de repli pour un redémarrage du réacteur 105 plus rapide au gré des pics électriques. Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 1, le dispositif 10 comporte une conduite 170 de déviation, d'une partie des produits de 5 réactions de méthanation, comportant : - une entrée 175 positionnée entre la sortie du réacteur 105 et le moyen 125 de séparation d'eau et - une sortie 180 positionnée en amont de l'entrée 110 du réacteur 105. La conduite de déviation 170 est, par exemple, une conduite étanche. L'entrée 10 175 est, par exemple, un orifice débouchant sur l'intérieur de la conduite de transport de gaz naturel de synthèse, en amont du moyen de séparation 125 d'eau. La sortie 180 est, par exemple, un orifice d'injection du gaz naturel de synthèse dans le mélange, en aval du moyen de refroidissement 160. Les gaz naturel de synthèse, chauds, permettent de maintenir le débit dans le 15 réacteur 105. Le débit du syngas de gazéification est entièrement fonction des quantités de composés hydrocarbonés disponibles. Afin de conserver la stabilité de conversion au cours de l'opération de méthanation, les conditions hydrodynamiques doivent être maintenues les plus constantes possibles. Néanmoins, si la biomasse disponible est zo insuffisante et par conséquent le débit de syngas est diminué, il convient de maintenir un débit global entrant dans le réacteur 105 constant ou d'opter pour une technologie très flexible. Même dans le cas du lit fluidisé capable de fonctionner dans une gamme de débits de 1 à 6, des débits trop faibles peuvent engendrer une dégradation du refroidissement et donc de la conversion. Pour pallier cette difficulté, 25 en cas de baisse importante de débit de syngas, le flux en sortie de moyen de refroidissement 160 est complété par une recirculation chaude provenant directement de la sortie 120 du réacteur 105 par le biais de la conduite de déviation 170. Le fait d'utiliser un fluide de recirculation chaud ne provoque pas de déséquilibre thermique du réacteur 105 mais permet de rendre le dispositif 10 très 30 flexible. Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 1, le dispositif 10 comporte : - un débitmètre 185 du syngas en aval du lieu du mélange et en amont du réacteur 105 et 3038908 17 - un recirculateur 190, du gaz naturel entré dans la conduite 170 de déviation, commandé en fonction du débit mesuré. Le débitmètre 185 peut être de tout type connu de l'homme du métier qui soit adapté à mesurer le débit de gaz, tel un anémomètre, un débitmètre à effet Coriolis, 5 un débitmètre à effet vortex ou un débitmètre électromagnétique par exemple. Le recirculateur 190 est similaire au recirculateur 155 en termes structurels. La commande de ce recirculateur 190 est réalisée en fonction du débit mesuré par le débitmètre 185 et d'une valeur de débit-consigne 187. Si le débit mesuré est inférieur à un débit-consigne 187 prédéterminé, le recirculateur 190 est actionné de manière à Io combler la différence entre le débit mesuré et le débit-consigne 187 par un débit équivalent de gaz naturel de synthèse. Dans des modes de réalisation préférentiels, le dispositif 10 comporte un moyen de séparation 145 de dioxyde de carbone du gaz naturel de synthèse déshydraté positionné en aval de la dérivation 140. 15 La mise en oeuvre du dispositif 10 objet de la présente invention permet d'obtenir du gaz de synthèse proche des spécifications du réseau gazier nécessitant peu d'opérations supplémentaires. De plus, le dispositif 10 peut ainsi être mis en oeuvre pour un domaine de pression compris entre 1 bar et 100 bars et un domaine de températures compris zo entre 230°C et 700°C. On observe, sur la figure 2, qui n'est pas à l'échelle, une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif 20 objet de la présente invention. Ce dispositif 20 de production de gaz de synthèse est similaire au dispositif 10 décrit en regard de la figure 1. Ainsi, les références 205, 210, 215, 220, 225, 227, 230, 235, 240, 250, 25 255, 260, 262, 270, 275, 280, 285, 287, 290, 905, 910, 915, 920, 925 et 930 du dispositif 20 correspondent aux références 105, 110, 115, 120, 125, 127, 130, 135, 140, 150, 155, 160, 162, 170, 175, 180, 185, 187, 190, 805, 810, 815, 820, 825 et 830 du dispositif 10. Le dispositif 20 comporte, de plus, un moyen de séparation 245 de dioxyde de 30 carbone du gaz naturel de synthèse déshydraté positionné en amont de la dérivation 240. Ce moyen de séparation 245 peut être positionné en amont ou en aval du moyen de séparation 225 d'eau. On note que les figures 5 à 8 sont le résultat de simulations réalisées pour déterminer l'impact du dispositif et du procédé objet de la présente invention. Ces 3038908 18 résultats sont comparés à une simulation d'un cas de recirculation sans déshydratation comme c'est par exemple le cas dans le premier étage du réacteur à eau bouillante, par exemple. L'objectif du dispositif et du procédé objets de la présente invention est également de minimiser les étapes de mise aux spécifications 5 tout en opérant une méthanation mono-étagée à pression modérée et acceptable en terme de coûts. Pour ces mêmes raisons, le SNG est préférentiellement comprimé en fin de chaîne de production après les séparations requises pour l'injection sur le réseau. Les simulations réalisées et présentées ci-après ont été réalisées à 8 bars et une température de méthanation de 320°C. 10 Les figures 5 et 8 représentent respectivement l'indice de Wobbe et le PCS du SNG avant la séparation de H2 pour la configuration de référence avec recirculation du SNG humide, la recirculation du SNG déshydraté et la recirculation du SNG déshydraté et décarbonaté. Ces résultats sont présentés en fonction du taux de recirculation qui 15 correspond au rapport des débits volumiques aux conditions normales de pression et de température du flux recirculé et du flux de syngas. Pour la « configuration de référence », le flux recirculé est remplacé par un débit de SNG humide équivalent au flux traversant la conduite de déviation. On observe, sur la figure 5, en ordonnée, l'indice de Wobbe du gaz naturel de 20 synthèse produit par le dispositif, 10 ou 20, en fonction du taux de recirculation, en abscisse, et de la nature du gaz naturel de synthèse recirculé en entrée du réacteur, 105 ou 205, de méthanation. On observe, notamment, que la recirculation de gaz naturel de synthèse humide 405 n'a pas d'effet sur l'indice de Wobbe du gaz naturel de synthèse produit 25 par le dispositif. On observe, enfin, que la recirculation de gaz naturel de synthèse déshydraté et décarbonaté 415 améliore l'indice de Wobbe du gaz naturel de synthèse produit par le dispositif, et ce même avec un taux de recirculation inférieur à deux. On observe, de plus, que la recirculation de gaz naturel de synthèse 30 déshydraté 410 améliore d'avantage l'indice de Wobbe du gaz naturel de synthèse produit par le dispositif. On observe, sur la figure 6, en ordonnée, le PCS du gaz naturel de synthèse produit par le dispositif, 10 ou 20, en fonction du taux de recirculation, en abscisse, et 3038908 19 de la nature du gaz naturel de synthèse recirculé en entrée du réacteur, 105 ou 205, de méthanation. On observe, notamment, que la recirculation de gaz naturel de synthèse humide 505 n'a pas d'effet sur le PCS du gaz naturel de synthèse produit par le 5 dispositif. On observe, enfin, que la recirculation de gaz naturel de synthèse déshydraté et décarbonaté 515 améliore le PCS du gaz naturel de synthèse produit par le dispositif, et ce même avec un taux de recirculation inférieur à deux. On observe, de plus, que la recirculation de gaz naturel de synthèse 10 déshydraté 510 améliore d'avantage le PCS du gaz naturel de synthèse produit par le dispositif. D'après les résultats obtenus en terme d'indice de Wobbe et de PCS, le taux de recirculation du gaz humide, c'est à dire la configuration de référence, n'a aucune incidence sur la qualité du gaz et montre que la séparation du H2 est indispensable 15 pour atteindre les spécifications d'injection. La recirculation après déshydratation simple ou avec décarbonatation conduit à une augmentation plus ou moins importante de l'indice de Wobbe et du PCS. Ces améliorations pourraient être interprétées comme étant le résultat d'une simple dilution mais la figure 7 met en exergue une réelle amélioration des équilibres réactionnels avec une baisse 20 drastique du flux molaire de H2 en sortie de dispositif 10 ou 20. On observe, sur la figure 7, en ordonnée, le flux molaire de H2 en sortie du dispositif, 10 ou 20, en fonction du taux de recirculation, en abscisse, et de la nature du gaz naturel de synthèse recirculé en entrée du réacteur, 105 ou 205, de méthanation. 25 On observe, notamment, que la recirculation de gaz naturel de synthèse humide 605 n'a pas d'effet sur le flux molaire de H2 en sortie du dispositif. On observe, de plus, que la recirculation de gaz naturel de synthèse déshydraté 610 provoque une réduction du flux molaire de H2 en sortie du dispositif. On observe, enfin, que la recirculation de gaz naturel de synthèse déshydraté 30 et décarbonaté 615 provoque également une réduction du flux molaire de H2 en sortie du dispositif. Malgré la dilution par recirculation, le ratio CO/H20 est conservé en entrée de réacteur. Ainsi, le risque lié à une désactivation du catalyseur de méthanation par cokage reste relativement faible. Entre les deux dispositifs, 10 et 20, la 3038908 20 décarbonatation en amont de la recirculation du gaz naturel de synthèse paraît d'avantage efficace en termes de réduction molaire du H2. Ainsi, pour respecter les critères d'injectabilité, un débit de recirculation 4 à 8 fois plus important est requis en déshydratation simple comparativement à la solution avec décarbonatation. Pour les 5 conditions opératoires retenues pour la simulation, et lorsque seule la déshydratation est mise en oeuvre avant la recirculation, le taux minimum de recirculation nécessaire pour éviter la séparation de H2 est estimé à 1,6. Lorsque la déshydratation est complétée par une étape de décarbonatation, le taux requis est de l'ordre de 0,2. Ces taux respectifs permettent effectivement de répondre aux contraintes liées à io l'injection mais requiert toutefois un système interne de refroidissement du réacteur pour conserver l'isothermicité et ne peuvent dans ce cas pas s'appliquer aux technologies lits fixes non refroidies. Pour ce qui concerne les réacteurs échangeurs, le réacteur à eau bouillante ou à lit fluidisé, cette nouveauté, dans ces conditions d'exploitation, permet de réduire la surface d'échangeur de respectivement 10 % et 15 25 %. La figure 8 permet de visualiser l'évolution de l'exothermicité normalisée du réacteur, c'est à dire la chaleur à évacuer par rapport à un cas sans recirculation, en fonction du taux de recirculation pour la configuration de référence et les deux dispositifs, 10 et 20, décrits ci-dessus. 20 On observe, sur la figure 8, en ordonnée, l'exothermicité de la réaction de méthanation du dispositif, 10 ou 20, en fonction du taux de recirculation, en abscisse, et de la nature du gaz naturel de synthèse recirculé en entrée du réacteur, 105 ou 205, de méthanation. On observe, notamment, que la recirculation de gaz naturel de synthèse 25 humide 705 réduit l'exothermicité de la réaction de méthanation. On observe, de plus, que la recirculation de gaz naturel de synthèse déshydraté 710 réduit également l'exothermicité de la réaction de méthanation. On observe, enfin, que la recirculation de gaz naturel de synthèse déshydraté et décarbonaté 715 réduit également l'exothermicité de la réaction de méthanation. 30 II apparait que l'augmentation du taux de recirculation entraine une baisse linéaire de l'exothermicité du réacteur. Ici, le SNG recirculé joue le rôle de volant thermique qui est plus marqué en présence de H2O du fait d'une capacité calorique plus importante. La condition d'idéalité thermique des dispositifs 10 et 20 est atteinte pour un taux de recirculation de l'ordre de 7,5 pour un fonctionnement à 8 bars et 3038908 21 une température de méthanation de 320°C. Ce niveau de recirculation permet de s'affranchir de l'échangeur interne du réacteur et de la séparation de H2 de mise aux spécifications. Au-delà, le réacteur est allothermique et nécessite donc un appoint de chaleur pour entretenir les réactions. 5 Les fractions molaires des espèces H2, CO2, CO et CH4 en fonction du taux de recirculation pour les différentes configurations simulées évoluent dans le sens de l'amélioration de la qualité du SNG. Toutefois, la fraction molaire de CO augmente drastiquement avec le dispositif 10 de recirculation du SNG déshydraté. Pour les conditions opératoires considérées, la valeur seuil est dépassée mais une 10 optimisation du système par ajustement de la vapeur de WGS, de la pression et de la température de réaction permettent d'atteindre des teneurs plus acceptables. Dans ce cas, la déshydratation simple conduit à sur-concentrer la teneur en CO2 en entrée de réacteur et déplace l'équilibre de la réaction WGS vers la production de CO et la consommation de H2. Pour le dispositif 20, l'extraction de CO2 intégrée dans 15 la boucle de recirculation permet de favoriser la réaction de WGS vers la production de H2 qui est ensuite converti en CH4. On observe, sur la figure 3, qui n'est pas à l'échelle, une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif 1000 objet de la présente invention. Ce dispositif 1000 de production de gaz de synthèse est similaire au dispositif 10 décrit 20 en regard de la figure 1. Ainsi, les références 1005, 1010, 1015, 1020, 1025, 1027, 1030, 1035, 1040, 1055, 1070, 1075, 1080, 1087 et 1090 du dispositif 1000 correspondent aux références 105, 110, 115, 120, 125, 127, 130, 135, 140, 155, 170, 175, 180, 187 et 190 du dispositif 10. Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 3, le 25 dispositif 1000 comporte, en amont de la conduite 1040 d'alimentation de syngas : - un moyen 1105 d'électrolyse d'eau pour produire du dioxygène et du dihydrogène et - une conduite 1110 d'alimentation de dioxyde de carbone et - un moyen 1115 d'injection de dihydrogène dans la conduite d'alimentation de 30 dioxyde de carbone pour former le syngas fourni au réacteur 1005. Le moyen d'électrolyse 1105 est, par exemple, un électrolyseur pour eau, configuré pour séparer des molécules d'eau en molécules de dioxygène et en molécules de dihydrogène. 3038908 22 Le dioxyde de carbone dans la conduite d'alimentation 1110 est conditionné par compression et par traitement des impuretés en amont du dispositif 1000. Le moyen d'injection 1115 est, par exemple, une vanne d'injection de dihydrogène dans la conduite d'alimentation 1040. 5 Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 3, le dispositif 1000 comporte : un débitmètre 1120 pour mesurer le débit de dihydrogène produit par électrolyse et - un moyen 1125 de régulation du débit de dioxyde de carbone dans la conduite Io 1040 d'alimentation de carbone en fonction du débit de dihydrogène mesuré. Le moyen de régulation 1125 est, par exemple, une vanne actionnée par un circuit électronique de commande (non représenté) en fonction du débit 1120 mesuré. Pour une production optimale de CH4, le ratio H2/CO2 doit être ajusté en 15 proche stoechiométrie, c'est à dire compris entre 3,9 et 4,1 afin de limiter les réactifs en excès. Ce ratio est contrôlé par le biais d'une régulation du débit de CO2 en fonction de la mesure de débit du flux H2 et d'un facteur stoechiométrique. Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 3, le dispositif 1000 comporte : 20 - en aval du réacteur 1005, un capteur 1062 d'une température du gaz naturel de synthèse et - en amont de l'entrée du réacteur, un moyen 1060 de préchauffage, du mélange en fonction de la température captée. Le moyen de préchauffage 1060 est, par exemple, un échangeur thermique 25 électrique configuré pour porter le mélange à une température supérieure à 150°C. Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que représenté en figure 3, le dispositif 1000 comporte : un capteur 1050 d'une grandeur physique représentative d'un pouvoir calorifique de combustible ou d'une composition du gaz naturel de synthèse 30 déshydraté et un recirculateur 1055, du gaz naturel entré dans la dérivation, commandé en fonction d'une valeur de la grandeur physique captée. 3038908 23 Le capteur 1050 est, par exemple, un circuit électronique d'estimation du PCS associé à un chromatographe en phase gazeuse déterminant une composition du SNG dans la dérivation 1040. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le dispositif 1000 comporte un 5 débitmètre 1085 du syngas en amont du lieu du mélange, le recirculateur 1090, du gaz naturel entré dans la conduite 1070 de déviation, étant commandé en fonction du débit de syngas mesuré. Grâce aux caractéristiques décrites en regard de la figure 3, et à une pression opératoire légèrement supérieure, proche de 10 bars au lieu de 8 bars dans les 10 modes de réalisation des figures 1 et 2, et pour un débit donné, ce mode de réalisation permet d'éliminer les étapes successives de séparation du CO2 et de H2. On observe, sur la figure 4, sous forme d'un logigramme d'étapes, un mode de réalisation particulier du procédé 30 objet de la présente invention. Ce procédé 30 de production de gaz de synthèse comporte : 15 - une étape 305 de réaction de méthanation comportant : - une étape d'entrée 310 dans un réacteur de méthanation, de syngas produit par électrolyse, par une conduite d'alimentation de syngas et - une étape 315 de sortie pour gaz naturel de synthèse, - une étape 320 de séparation d'eau comportant : 20 - une étape 325 d'entrée pour gaz naturel de synthèse et - une étape 330 de sortie pour gaz naturel de synthèse déshydraté, - une étape 335 de dérivation d'une partie du gaz naturel de synthèse déshydraté en sortie de l'étape de sortie de l'étape de séparation d'eau vers la conduite d'alimentation de syngas pour qu'un mélange, du syngas et du gaz 25 naturel de synthèse dérivés, soit fourni au réacteur. Ce procédé 30 est mis en oeuvre, par exemple, par un dispositif 10, 20 ou 1000 objet de la présente invention et décrit en regard des figures 1, 2 et 3. On observe, sur les figures 5bis à 8bis, le résultat des simulations réalisées pour obtenir les figures 5 à 8 pour le dispositif 1000 objet de la présente invention. 30 On observe, sur la figure 5bis, en ordonnée, l'indice de Wobbe du gaz naturel de synthèse produit par le dispositif 1000, en fonction du taux de recirculation, en abscisse, et de la nature du gaz naturel de synthèse recirculé en entrée du réacteur 1005 de méthanation. 3038908 24 On observe, notamment, que la recirculation de gaz naturel de synthèse humide 1205 n'a pas d'effet sur l'indice de Wobbe du gaz naturel de synthèse produit par le dispositif. On observe, de plus, que la recirculation de gaz naturel de synthèse 5 déshydraté 1210 améliore l'indice de Wobbe du gaz naturel de synthèse produit par le dispositif. On observe, sur la figure 6bis, en ordonnée, le PCS du gaz naturel de synthèse produit par le dispositif 1000, en fonction du taux de recirculation, en abscisse, et de la nature du gaz naturel de synthèse recirculé en entrée du réacteur 10 1005 de méthanation. On observe, notamment, que la recirculation de gaz naturel de synthèse humide 1305 n'a pas d'effet sur le PCS du gaz naturel de synthèse produit par le dispositif. On observe, de plus, que la recirculation de gaz naturel de synthèse 15 déshydraté 1310 améliore le PCS du gaz naturel de synthèse produit par le dispositif. On observe, sur la figure 7bis, en ordonnée, le flux molaire de H2 en sortie du dispositif 1000 en fonction du taux de recirculation, en abscisse, et de la nature du gaz naturel de synthèse recirculé en entrée du réacteur 1005 de méthanation. 20 On observe, notamment, que la recirculation de gaz naturel de synthèse humide 1405 n'a pas d'effet sur le flux molaire de H2 en sortie du dispositif. On observe, de plus, que la recirculation de gaz naturel de synthèse déshydraté 1410 provoque une réduction du flux molaire de H2 en sortie du dispositif. La figure 8bis permet de visualiser l'évolution de l'exothermicité normalisée du 25 réacteur, c'est à dire la chaleur à évacuer par rapport à un cas sans recirculation, en fonction du taux de recirculation pour la configuration de référence et le dispositif 1000 décrits ci-dessus. On observe, sur la figure 8bis, en ordonnée, l'exothermicité de la réaction de méthanation du dispositif 1000 en fonction du taux de recirculation, en abscisse, et 30 de la nature du gaz naturel de synthèse recirculé en entrée du réacteur 1005 de méthanation. On observe, notamment, que la recirculation de gaz naturel de synthèse humide 1505 réduit l'exothermicité de la réaction de méthanation. 3038908 25 On observe, de plus, que la recirculation de gaz naturel de synthèse déshydraté 1510 réduit également l'exothermicité de la réaction de méthanation. REVENDICATIONS1. Dispositif (10, 20, 100) de production de gaz de synthèse, caractérisé en ce qu'il comporte : un réacteur (105, 205, 1005) de méthanation comportant : - une entrée (110, 210, 1010), pour du syngas produit par électrolyse, reliée à une conduite (115, 215, 1015) d'alimentation de syngas et - une sortie (120, 220, 1020) pour gaz naturel de synthèse, un moyen (125, 225, 1025) de séparation d'eau comportant : - une entrée (130, 230, 1030) pour gaz naturel de synthèse et - une sortie (135, 235, 1035) pour gaz naturel de synthèse déshydraté, une dérivation (140, 240, 1040) d'une partie du gaz naturel de synthèse déshydraté depuis la sortie du moyen de séparation d'eau vers la conduite d'alimentation de syngas pour qu'un mélange, du syngas et du gaz naturel de synthèse dérivés, soit fourni au réacteur. 2. Dispositif (20) selon la revendication 1, qui comporte un moyen (245) de séparation de dioxyde de carbone du gaz naturel de synthèse déshydraté, ce moyen de séparation étant positionné en amont de la dérivation (240). 3. Dispositif (10, 20) selon l'une des revendications 1 ou 2, qui comporte, en amont de la conduite (115, 215) d'alimentation de syngas, un moyen (805, 905) de co- électrolyse à haute température d'un mélange de dioxyde de carbone et d'eau. 4. Dispositif (10, 20) selon la revendication 3, qui comporte : - un moyen (810, 910) d'injection de vapeur pour balayer une anode du moyen (805, 905) de co-électrolyse et un moyen (815, 915) de séparation d'eau de produits de la co-électrolyse, un moyen (820, 920) de récupération de dioxygène ou d'air enrichi en dioxygène en sortie du moyen de séparation. 5. Dispositif (10, 20) selon l'une des revendications 3 ou 4, qui comporte un moyen (825, 925) de compression, du dioxyde de carbone destiné à être mélangé à l'eau, par éjection de vapeur. 3038908 27 6. Dispositif (10, 20) selon l'une des revendications 3 à 5, qui comporte, en amont de l'entrée du réacteur (105, 205), un moyen (160, 260) de refroidissement du mélange à une température comprise entre 300°C et 400°C. 5 7. Dispositif (10, 20) selon l'une des revendications 3 à 6, qui comporte : un capteur (150, 250) d'une température à l'intérieur du réacteur (105, 205) et un recirculateur (155, 255), du gaz naturel entré dans la dérivation (140, 240), commandé en fonction d'une valeur de la température captée. 113 8. Dispositif (1000) selon l'une des revendications 1 ou 2, qui comporte, en amont de la conduite (1040) d'alimentation de syngas : un moyen (1105) d'électrolyse d'eau pour produire du dioxygène et du dihydrogène, une conduite (1110) d'alimentation de dioxyde de carbone et 15 un moyen (1115) d'injection de dihydrogène dans la conduite d'alimentation de dioxyde de carbone pour former le syngas fourni au réacteur (1005). 9. Dispositif (1000) selon la revendication 8, qui comporte : un débitmètre (1120) pour mesurer le débit de dihydrogène produit par 20 électrolyse et un moyen (1125) de régulation du débit de dioxyde de carbone dans la conduite (1040) d'alimentation de carbone en fonction du débit de dihydrogène mesuré. 25 1 0 . Dispositif (1000) selon l'une des revendications 8 ou 9, qui comporte : - en aval du réacteur (1005), un capteur (1062) d'une température du gaz naturel de synthèse et - en amont de l'entrée du réacteur, un moyen (1060) de refroidissement, du mélange en fonction de la température captée. 30 11. Dispositif (1000) selon l'une des revendications 8 à 10, qui comporte : un capteur (1050) d'une grandeur physique représentative d'un pouvoir calorifique de combustible ou d'une composition du gaz naturel de synthèse déshydraté et 3038908 28 - un recirculateur (1055), du gaz naturel entré dans la dérivation, commandé en fonction d'une valeur de la grandeur physique captée. 12. Dispositif (10, 20, 1000) selon l'une des revendications 1 à 11, qui comporte une 5 conduite (170, 270, 1070) de déviation, d'une partie des produits de réactions de méthanation, comportant : une entrée (175, 275, 1075) positionnée entre la sortie du réacteur (105, 205, 1005) et le moyen (125, 225, 1025) de séparation d'eau et une sortie (180, 280, 1080) positionnée en amont de l'entrée du réacteur. 10 13. Dispositif (10, 20) selon la revendication 12, qui comporte : - un débitmètre (185, 285) du syngas en aval du lieu du mélange et - un recirculateur (190, 290), du gaz naturel entré dans la conduite (170, 270) de déviation, commandé en fonction du débit de syngas mesuré. 15 14. Dispositif (10, 20, 1000) selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel le moyen (125, 225, 1025) de séparation d'eau configuré pour refroidir les gaz naturel de synthèse à une température comprise entre 5°C et40 °C. 20 15. Dispositif (10, 20, 1000) selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel le réacteur (105, 205, 1005) est configuré pour réaliser une réaction de Dussan dite « du gaz à l'eau ». 16. Procédé (30) de production de gaz de synthèse, caractérisé en ce qu'il 25 comporte une étape (305) de réaction de méthanation comportant : - une étape d'entrée (310) dans un réacteur de méthanation, de syngas produit par électrolyse, par une conduite d'alimentation de syngas et - une étape (315) de sortie pour gaz naturel de synthèse, 30 une étape (320) de séparation d'eau comportant : - une étape (325) d'entrée pour gaz naturel de synthèse et - une étape (330) de sortie pour gaz naturel de synthèse déshydraté, une étape (335) de dérivation d'une partie du gaz naturel de synthèse déshydraté en sortie de l'étape de sortie de l'étape de séparation d'eau vers la 3038908 29 conduite d'alimentation de syngas pour qu'un mélange, du syngas et du gaz naturel de synthèse dérivés, soit fourni au réacteur.