Contribution de la méthanation biologique à la valorisation énergétique du CO2 et au stockage des excédents d'électricité d'origine renouvelable : optimisation de la bioconversion in-situ par des leviers abiotiques

par Noémie Figeac

Projet de thèse en Génie des procédés

Sous la direction de Renaud Escudie et de Jean-Philippe Delgenes.

Thèses en préparation à Montpellier, SupAgro , dans le cadre de GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec LBE - Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement (laboratoire) depuis le 01-11-2017 .


  • Résumé

    L'objectif de la thèse est d'étudier et de développer un procédé de méthanation biologique à partir de CO2 de biogaz et d'hydrogène produit principalement par électrolyse de l'eau à partir d'excédent d'énergie électrique renouvelable. Ce procédé répond à des enjeux socio-économiques stratégiques puisque la biométhanation peut permettre de purifier les biogaz produits par des procédés de méthanisation, de valoriser le CO2 multi-sources (fumées industrielles), mais aussi de stocker sous forme de méthane des excédents de production renouvelable d'énergie électrique (concept du power-to-gas). Cependant, la biométhanation n'est pas encore une technologie mature par rapport à la voie thermochimique. Le doctorat est focalisé sur la biométhanation in-situ, dans le cadre de l'introduction d'H2 et de CO2 dans des réacteurs de méthanisation traitant des biomasses ou des résidus organiques solides. Le programme de thèse comprend trois tâches imbriquées : Tâche 1 : optimisation des paramètres abiotiques (pH, ratio H2 /CO2) dans des réacteurs de méthanation dédiés (ex-situ). Tâche 2 : études du procédé in-situ avec un substrat réel. (impact de l'ajout d'H 2 dans des digesteurs anaérobies valorisant des résidus solides, sur les performances globales du procédé) Tâche 3 : optimisation des paramètres de la biométhanation in-situ.

  • Titre traduit

    Contribution of Biological methanation to the energy recovery of CO2 and storage of surplus electricity from renewable sources: optimization of bioconversion in situ by abiotic levers


  • Résumé

    The objective of the thesis is to study and develop a biological methanation process based on CO2 contained in biogas and hydrogen produced mainly by electrolysis of water from excess renewable electrical energy. This process responds to strategic socio-economic challenges, since biomethanation can purify biogas produced by anaerobic digestion processes, enhance the value of multi-source CO2 (industrial gases) and also store surpluses of renewable electricity production in the form of methane (power-to- gas concept). However, biomethanation is not yet a mature technology compared to the thermochemical pathway. The PhD focuses on in-situ biomethanation, as part of the introduction of H2 and CO2 in methanisation reactors treating biomasses or solid organic waste. The thesis program consists of three overlapping tasks: Task 1: optimization abiotics parameters (pH, ratio H2 /CO2) to ex-situ biological methanation Task 2: studies of in-situ process with real substrat. (Impact of adding H2 to anaerobic digesters that recover solid residues on overall process performance) Task 3: optimization parameters to in-situ biological methanation.