Étude des cinétiques de dégradation anaérobie et des interactions entre substrats organiques : impact sur les filières de co-digestion

par Romain Girault

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Fabrice Béline et de Antoine-Georges Sadowski.

Soutenue en 2011

à Rennes 1 .


  • Résumé

    Les unités de digestion anaérobie mésophile liquide sont actuellement, pour la plupart, construites sur le modèle de la co-digestion. Ainsi, dans un même digesteur, des substrats provenant du secteur agricole, du secteur agro-alimentaire et des collectivités sont valorisés. Ces substrats dont de propriétés très diversifiées. Le présent travail de thèse avait deux principaux objectifs : (1) Etudier les propriétés des substrats en termes de biodégradabilité et de cinétique de dégradation tout en faisant le lien entre ces propriétés et des données de dimensionnement pour les digesteurs ; (2) Etudier et comprendre les phénomènes d’interactions entre substrats dans un co-digesteur. Ainsi, la première partie de ce travail de thèse a été consacrée au développement et à l’application d’une méthode permettant de prédire le rendement d’un digesteur en fonction de ces paramètres de dimensionnement et des propriétés des substrats digérés. Pour ce faire, une approche numérique a été employée et l’ « Anaerobic Digestion Model n°1 » a été utilisé. Cette méthode a été appliquée à une vingtaine de substrats d’origine agro-industrielle. La deuxième partie de ce travail a été consacrée à l’étude des interactions entre substrats dans les systèmes de co-digestion. Le cas particulier de la co-digestion de boues biologiques avec des graisses de flottation a été plus spécifiquement étudié. Des taux de graisses croissants dans le mélange ont été testés en réacteur batch et en réacteur continu. Il a été montré que des accumulations d’acides gras longues chaînes provoquent des inhibitions significatives à partir d’un taux de graisses de 20%DCO en batch et de 60%DCO en réacteur continu.

  • Titre traduit

    Biodegradation kinetics and interactions between organic substrats : effect on anaerobic co-digestion systems


  • Résumé

    Co-digestion is applied in the main liquid and mesophilic anaerobic digestion systems. Hence, in a same reactor, organic wastes from agriculture, agro-industry and urban collection are processed for energy recovery. The characteristics of these wastes are very diversified. The two main objectives of this thesis were: (1) The characterisation of the substrates. Hence, substrates were characterized in terms of biodegradability and biodegradation kinetics. The aim of this part was to provide design data from substrate properties. ; (2) The study of interaction phenomena between substrates in co-digestion systems. First, a methodology has been developed to determine the efficiency of an anaerobic digestor in function of its design and the characteristics of the substrates. Hence, a numerical approach has been developed and the « Anaerobic Digestion Model n°1 » has been used. This method has been applied to more than twenty organic substrates from agro-industry. Secondly, interactions between substrates in co-digestion systems were studied. To this purpose, the case study of the co-digestion avec waste activated sludge with greasy sludge from flotation processes was considered. Different greasy sludge ratios were tested in batch and continuous experiments. The results show that accumulations of long chain fatty acid induce inhibitions for a greasy sludge ratio superior to 20%COD in batch experiments and superior to 60%COD in continuous experiments.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (285 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres ou sous-chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2011/119
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