Pyrolyse

Lapyrolyse, outhermolyse, est la décomposition chimique d'uncomposé organiquepar une augmentation importante de satempératurepour obtenir d'autres produits (gaz et matière) qu'il ne contenait pas. L'opération est réalisée en l'absence d'oxygène ou en atmosphère pauvre en oxygène pour éviter l'oxydationet lacombustion(l’opération ne produit donc pas de flamme). Il s'agit du premier stade de transformation thermique après ladéshydratation.
Elle permet généralement d'obtenir un solide carboné, une huile et un gaz. Elle débute à un niveau de température relativement bas (à partir de 200 °C) et se poursuit jusqu'à 1 000 °C environ. Selon la température, la proportion des trois composés résultants est différente. Elle peut notamment être produite dans unfour solaire, comme cela a été montré àOdeillo.
Une des premières préoccupations de lachimie analytiquedepuisAntoine Lavoisiera été de déterminer leséléments, c'est-à-dire les produits dont sont composés tous les corps. Il a fallu trouver des méthodes pour diviser les corps complexes, puis caractériser les corps élémentaires issus de cette décomposition.
La pyrolyse, l'hydrolyse ou l'électrolyse, sont les outils de lachimie analytiquepour la détermination de ces corps. La pyrolyse, du grecπῦρ/pūr,génitifπυρός/purós, « feu », et du suffixeλύσις/lúsis, « action de délier, dissolution »,  signifieanalyse(dans son sens premier de séparation) par le feu. De la même manière,hydrolysesignifieanalyseou séparation par l'eau etélectrolyse, séparation par l'électricité.
Dès leXVIIIsiècle, avant que le terme n'existe, des opérations de pyrolyse oucarbonisationsont réalisées dans l'industrie pour obtenir entre autres ducharbon de boisà partir dubois, ducokeà partir de lahouille, ducharbon de tourbeà partir de latourbeou desgaz manufacturés(essentiellement dugaz de houillemais des expériences seront également tentées, par des procédés similaires, avec des succès variables, à partir debois(gaz de bois), de résines (gaz de résine), d'huiles(gaz d'huile), deschiste bitumineux(gaz portatif comprimé), de déchets de l'industrie pétrolière (gaz de pétrole),etc.), appelées, « distillation » ou «distillation sèche». Ces opérations doivent être plus justement appelées pyrolyse : dans l'acception moderne, ladistillationest unprocédé de séparationdes constituants d'unmélange homogènedont les températures d'ébullition sont différentes ; lapyrolyseest la décomposition d'uncomposé organiquepar la chaleur pour obtenir d'autres produits (gaz et matière) qu'il ne contenait pas. Dans la pyrolyse, le matériau est détruit (c'est la même différence qui existe entre séparer les cartes d'un jeu (distillation) et découper les cartes avec des ciseaux (pyrolyse)). On peut supposer que, par analogie, lacornue en verreutilisée dans les opérations de distillation donnera son nom auxcornues en matériau réfractaireutilisées dans l'industrie, dans les opérations de pyrolyse, bien qu'il n'existe pas grand-chose de commun entre les deux.
Il ne faut pas non plus confondre la pyrolyse avec lacombustion(ou l'incinération) : des processus d'oxydo-réductionréalisés par le feu en présence d'oxygène.
Tous les corps organiques complexes sont composés de chaînes de molécules (polymère; par exemple plastiques, caoutchouc, bois, papier, etc.).
La chaleur permet de casser cette chaîne et de produire des molécules organiques plus petites, par exemple duméthaneCH4, dudioxyde de carboneCO2et de l’eau H2O.
Lorsqu'un corps solide, comme du bois, brûle, cela se fait souvent de la manière suivante :
Il y a donc une combinaison pyrolyse/combustiond'un gaz, la combustion provoquant et entretenant la pyrolyse aussi longtemps qu'il reste de la matière à brûler.
La plupart du temps, on parle de pyrolyse pour la décomposition à température élevée quoique sans flamme (par exemple la décomposition des graisses dans le processus de nettoyage d'un four dit « à pyrolyse »).
La pyrolyse conserve un potentiel d'usages industriels.
Face aupic pétrolieret au danger de l'effet de serre, lesénergies renouvelableset en particulier labiomasse-énergiefont l'objet d'un intérêt accru.
La pyrolyse est potentiellement intéressante pour valoriser des formes debiomasselignocellulosique utilisée de manière peu efficace ou même simplement brûlée en plein champ (paille,bagassedecanne à sucre,feuilles,écorces, déchets de bois et agricoles dont coques de noix de coco, de cacahuètes, etc.).
La pyrolyse de ce type debiomasseproduit des vapeurs, ungaz combustible(gaz de synthèse), desminérauxsolides (recyclables enagriculture) et une sorte decharbon de boisutilisable comme amendement (biochar ou agrobiochar) ou comme combustible (biocharbon) intéressant d'un point de vue écologique si les produits ne sont pas contaminés par du sel, des radionucléides ou certains pesticides.
La maîtrise des flux (pulvérisation à flux continus, réacteurs àlit fluidisé, réacteur à flux entraîné…), du gradient de température, mais aussi de la tailledes particules introduites dans le four permet de récupérer des condensats de vapeurs (dont à température ambiante) pour par exemple produire unehuile pyrolytique, qui peut servir de carburant, et peut également fournir quelques produits chimiques comme du phénol. La partie non condensable comprend un mélange de nombreux gaz (CO, CO2, H2, CH4, etc.) et peut également servir de combustible. La proportion des différents produits dépend de la matière première, mais surtout des conditions de pyrolyse. On distingue trois grands types de pyrolyse:
La pyrolyse est également une phase préalable à lagazéification, autre voie prometteuse parmi lesénergies renouvelables.
La pyrolyse classique se fait dans l'air sec ou dans un gaz sec, mais il existe aussi une variante  « humide » qui se fait dans l'eau, ditedépolymérisation thermique. Elle permet de convertir des biodéchets en carbones solides, gaz, eau, et surtout hydrocarbures, fournissant un «syncrude» de bonne qualité.
Des fours à pyrolyse sont aussi utilisés pour la destruction dedéchets industriels, avec le risque de conserver des composés toxiques dans le cas par exemple des organochlorés (pesticides ou autres) si le cycle est mal contrôlé.