Description du poste

Proposition de Sujet de Thèse CIFRE 2019 :
• Couplage de la fermentation sombre et de la méthanisation pour améliorer les performances globales de la digestion anaérobie des déchets organiques : BOOST’HYDRO.

Objectifs de la thèse:
Les objectifs de ce travail de thèse se déclinent suivant trois axes : (i) la transformation de la matière dans la cuve d’hydrolyse, (ii) la gestion du procédé et (iii) son pilotage.
Le premier axe, « transformation de la matière », s’attachera dans un premier temps à implémenter une base de données précédemment acquise sur le potentiel d’acidification/fermentation de substrats ; puis dans un second temps à évaluer l’impact de l’environnement généré par la cuve d’hydrolyse (pH acide) à la fois sur les substrats entrants et sur le digestat pouvant être recirculé du digesteur vers l’hydrolyseur. Il s’agira ici d’évaluer l’impact de cette exposition sur la biodégradabilité des substrats en termes de potentiel biométhanogène et aussi en termes de cinétique de dégradation.

Dans le second axe de la thèse, « la gestion du procédé », l’impact de la conduite du réacteur de fermentation sombre sur la production de gaz produit sur la cuve d’hydrolyse (quantité et qualité) sera dans un premier temps étudié, afin d’évaluer les impacts environnementaux et les paramètres technico-économiques des différents modes de gestion envisagés. Dans un deuxième temps l’impact de la conduite du réacteur en condition thermophile sera évalué. En effet l’augmentation de la température de fonctionnement est décrite dans la littérature comme ayant des effets positifs sur les vitesses d’hydrolyse/acidification de la matière organique et sur l’impact des prétraitements acides avec une nette amélioration de leur efficience. Cette partie du travail de thèse, sera réalisé sur réacteurs de laboratoire instrumentés. Enfin, pour cette étape consacrée au procédé, un outil de modélisation, simulation-dynamique sera implémenté avec les données obtenues ou déjà acquises. Cette implémentation sera réalisée dans le modèle de digestion anaérobie utilisé dans le laboratoire (ADM1 ) pour aboutir à un outil de dimensionnement et de pilotage.
Par ailleurs, dans le cadre de cet axe de recherche, des travaux en collaboration avec les autres membres de l’équipe d’Irstea pourraient être réalisée afin d’évaluer les impacts sanitaires des conditions thermophiles appliquées à la première étape.

Enfin le troisième et dernier axe de ce travail de thèse sera l’étude de la mise en place d’outils de pilotage basés à la fois sur la compréhension du procédé acquis lors des deux premiers axes de travail et sur les informations recueillies sur le déroulement du process sur des unités industriels.