Thèse soutenue

Étude, modélisation et optimisation d’un procédé de traitement des lisiers de porcs par couplage de la digestion anaérobie et du traitement biologique de l’azote
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Auteur / Autrice : Pierre Rousseau
Direction : Fabrice BélineNicolas Bernet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance en 2009
Etablissement(s) : Rennes 1
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes ; 1996-2016)
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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L’industrialisation de l’élevage a participé à la pollution de l’eau et les obligations réglementaires ont entraîné le développement de procédés de traitement biologique des effluents générés afin de réduire la charge azotée. Parallèlement, la digestion anaérobie des déjections animales est également une alternative de valorisation intéressante, mais n’affectant pas les quantités d’azote. Dans ce cadre, le couplage des procédés aérobie et anaérobie permettrait alors une réduction importante des coûts d’élimination de l’azote. La maîtrise des interactions entre ces 2 procédés et l’optimisation de l’utilisation de la matière organique représentent les principaux enjeux de cette thèse. Afin de répondre à ces enjeux, deux approches parallèles et complémentaires ont été menées : une approche expérimentale et une approche numérique. Les travaux expérimentaux, réalisés sur un pilote du procédé, ont permis de souligner (i) l’absence d’inhibition par l’ammoniac dans le digesteur, (ii) la lenteur des cinétiques de dégradation anaérobie du lisier de porcs et (iii) la faisabilité de l’obtention et du maintien d’un shunt des nitrates par limitation de l’apport en oxygène. Les travaux de modélisation ont abouti au couplage des modèles Activated Sludge Model n°1 (ASM1) et Anaerobic Digestion Model n°1 (ADM1) via la création de deux interfaces. Au travers de son calage sur des valeurs expérimentales, le modèle a également permis de mieux comprendre les interactions entre les processus/procédés et de définir les paramètres de fonctionnement permettant une optimisation de l’utilisation de la matière organique et notamment des conditions d’obtention du shunt des nitrates.