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Procédés anaérobies de stabilisation et de valorisation des déchets non dangereux Département Ecotechnologies Thème de recherche « Technologies et procédés.

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Présentation au sujet: "Procédés anaérobies de stabilisation et de valorisation des déchets non dangereux Département Ecotechnologies Thème de recherche « Technologies et procédés."— Transcription de la présentation:

1 Procédés anaérobies de stabilisation et de valorisation des déchets non dangereux Département Ecotechnologies Thème de recherche « Technologies et procédés pour leau et les déchets » Théodore Bouchez UR Hydrosystèmes et Bioprocédés

2 2 Visite de lOPECST - 19 mai 2010 Objectifs et démarche Optimiser lexploitation –Question opérationnelle –Elaborer et évaluer des solutions –Partenariat industriel (Veolia-Env, Suez-Env, SAUR,…) Comprendre –Des outils scientifiques pointus… –…pour renouveler la vision de lingénieur –Partenariat académique (CEA- Génoscope, Institut Curie, INRA-Jouy,…) Interface Comprendre et exploiter les fonctions microbiennes dans les bioprocédés Modélisation / Mécanique des fluides / Métrologie Génie microbiologique Microbiologie moléculaire Biogéochimie analytique et isotopique

3 3 Visite de lOPECST - 19 mai 2010 Exemple 1 : stratégies de gestion durable des déchets stockés Modes délimination des déchets ménagers Données Ademe, 2008 Déchets ultimes au sens de la loi de 1992, contenant 50% de biodégradables

4 4 Visite de lOPECST - 19 mai 2010 Le stockage-bioactif : principe Unité de valorisation du biogaz Circuit de recirculation des lixiviats Circuit dextraction du biogaz Surveillance de la qualité des eaux souterraines Modifié à partir de

5 5 Visite de lOPECST - 19 mai 2010 Nitrification du lixiviat avant recirculation Massif de déchets NH 4 + NO 3 - Nitrification ex situ (aérobie) Recirculation de lixiviat nitrifié NO 3 - N2N2 Collecte de biogaz Dénitrification in situ (anaérobie)

6 6 Visite de lOPECST - 19 mai 2010 Approches expérimentales déployées dans le cadre du projet sur la recirculation de lixiviats nitrifiés Caractérisation du devenir des nitrates (Mazéas et al., Rapid Com. in Mass Spec., 2008) Confirmation à léchelle du pilote de laboratoire (Vigneron et al. Waste Manag., 2007) Evaluation des impacts sur installation industrielle (Tallec et al., Waste Manag., 2009)

7 7 Visite de lOPECST - 19 mai 2010 Exemple 2 : De la compréhension à lingénierie métabolique des communautés microbiennes de bioprocédés Substrats Produits Sous-système chimique ADNARNProtéine Communauté Sous-système biologique Énergie/Matière Biocatalyse Matière/ énergie * * ** Marquage isotopique Substrats Produits Sous-système chimique ADNARNProtéine Communauté Sous-système biologique Énergie/Matière Biocatalyse Matière/ énergie * * ** * Marquage isotopique * * EntréeSortie Rentrer dans la boîte noire ?

8 8 Visite de lOPECST - 19 mai 2010 La méthanisation de la cellulose Cellulose = principale source dénergie chimique renouvelable sur terre, constituant 40 à 70% de la matière organique dune ordure ménagère Macromolécule : Cellulose Oligomères : Oligosaccharides Solubilisation, hydrolyse Homoacetogenèse CH 4 / CO 2 Méthanogenèse acétoclaste CH 4 Méthanogenèse hydrogénotrophe Acides organiques : AGV Acidogenèse Alcools (éthanol) H2H2 CH 3 COOH Acétogenèse CO 2 Oxidation syntrophique Microorganismes Qui fait quoi ?

9 9 Visite de lOPECST - 19 mai 2010 Etude des microbes fonctionnels dans les bioprocédés Microcosmes Incorporation de 13 C au sein des groupes microbiens fonctionnels Injection de substrats marqués au 13 C ADN ADN 12 C Gradient de densité ADN 13 C Information génétique fonctionnelle

10 10 Visite de lOPECST - 19 mai 2010 Analyse FISH des groupes présumés cellulolytiques Acetivibrio Cellulose fiber UCL284 Li et al., Env. Microbiol. 2009

11 11 Visite de lOPECST - 19 mai 2010 Day 42 of incubation 127 I - 13 C 14 N -32 S - All biomass Hybridized cells (Methanosarcinaceae) Enriched cells 39.7 % in 13 C after SIMSISH 13 C enrichment Traçage des réseaux métaboliques microbiens par SIMSISH Li et al., Env. Microbiol. 2008

12 12 Visite de lOPECST - 19 mai 2010 Vers une ingénierie métabolique des communautés microbiennes de bioprocédés Exemple du biomimétisme : projet ANR-Bioénergie DANAC (Godon et al., soumis) INRA-LBE, PAPPSO, Suez-Env, IRD


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