Recherche Avancée

Thèse soutenue

Etude et modelisation des couplages entre cinetiques physiques et biologiques dans les reacteurs de grand volume

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Auteur / Autrice : Jérôme Morchain
Direction : Christian Fonade
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie - Santé. Microbiologie
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Résumé

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Les travaux presentes dans memoire sont bases sur l'analyse des bassins de lagunage aere et concernent le developpement d'outils permettant l'analyse des couplages entre l'hydrodynamique, le transfert d'oxygene et les reactions biologiques dans les reacteurs biologiques de grandes dimensions. L'analyse bibliographique montre que la problematique est commune a l'ensemble des reacteurs biologiques aeres heterogenes dans lesquels la qualite du melange est faible. Les codes de mecanique des fluides numerique (fidap et fluent) sont utilises pour calculer l'hydrodynamique 3d interne des bassins de lagunage dans le cas ou l'injection d'air et de quantite de mouvement sont localisees. L'etude revele l'existence d'un couplage important entre la structure de l'ecoulement et l'efficacite du transfert d'oxygene. Dans une seconde partie, deux modeles de reactions biologiques integrant la notion de transfert entre phase liquide et phase biotique sont proposes afin de prendre en compte la notion de vecu dans l'expression des taux de croissance des microorganismes. Le premier modele utilise la notion d'adaptabilite. Le second associe le concept de bilan de population et un modele metabolique pour l'etude dynamique d'une population de microorganismes. Enfin, l'association d'un modele d'ecoulement et d'un modele biologique est utilise pour l'etude du fonctionnement d'un reacteur biologique heterogene. Le modele global ainsi cree permet d'envisager une approche dynamique des couplages dans un bio reacteur aere de grandes dimensions.