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Résumés des thèses en cours
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Dehenould
Guy Stephane Trésor Baya |
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Les pays africains
doivent mettre en place un réseau de stations d'épurations
à la fois efficaces, robustes, consommant peu d'énergie
et ne demandant pas un personnel qualifié. Le lagunage fait
partie de ces systèmes. Par-ailleurs il y a des besoins de
récupération des eaux vers l'irrigation notamment, voire
la possibilité de récupérer la biomasse produite
et de la valoriser de diverses façons (nourriture des animaux,
biogaz, extraits pigmentaires, pisciculture, cosmétique). Dans
le cas où on vise la récupération (et une valorisation)
de la biomasse, le Chenal Algal à Haut Rendement (CAHR) est
une technologie plus appropriée que le lagunage conventionnel.
Cependant les techniques usuelles de récupération de
ces biomasses (en particulier par centrifugation) directement sur
l'effluent des bassins ont des coûts prohibitifs vis à
vis de la valeur des produits récupérés, principalement
liés au fait que les concentrations en algues les CAHR sont
trop faibles, comparées à celles de bioréacteurs
industriels. La rentabilité de la récupération
ne pourra être atteinte que si on peut obtenir une préconcentration
à coût nul ou très faible. Dans certaines conditions
cette préconcentration s'opère par un processus d'autofloculation.
Ce processus est encore mal connu et non maitrisé. Il s'agira
dans cette étude de suivre dans diverses conditions, l'évolution
de la biomasse et des paramètres de qualité de l'eau
qui ont un effet sur les phénomènes de coagulation-floculation-précipitation
afin d'identifier les conditions optimales de floculation (autofloculation),
d'identifier les mécanismes qui l'induisent, les maitriser
et pouvoir les reproduire dans des conditions maitrisables. |
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Beckers Laurent |
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La production d'hydrogène par fermentation de matières carbohydratées provenant de déchets agricoles, agro-alimentaires ou des déchets ménagers, est une des techniques les plus prometteuses pour la production d'énergies renouvelables.
L'objectif général de ce projet est l'étude de souches de Clostridium pour la production de biohydrogène à partir de substrats complexes (hémi)-cellulosiques. Il propose également d'explorer les voies d'optimalisation du bioprocédé au niveau pré-traitements du substrat et des phénomènes multiphasiques solide-liquide-gaz mis en oeuvre au sein du bioréacteur.
Les performances en termes de rendement et de productivité d'hydrogène de différentes cultures pures et mixtes de bactéries seront étudiées. Il sera aussi opportun de définir les gains potentiels liés aux prétraitements éventuels du substrat : mécaniques, thermiques ou (bio)-chimiques.
Pour pouvoir concevoir un réacteur efficace, il faudra aussi déterminer, du point de vue du génie chimique, les caractéristiques de production locale de gaz dans les conditions rencontrées. La comparaison des productivités des microorganismes dans différentes conditions, avec l'appui des techniques émergeantes (tomographie, ..), permettront la compréhension de ces phénomènes. Il sera alors possible d'optimiser les systèmes de production et d'imaginer un scale up vers un prototype industriellement exploitable. |
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Dekayir Saïd |
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Mon travail
de doctorat, qui est en phase terminale, s'insère dans le cadre
d'un projet de recherche intitulé "Optimisation et valorisation
d'une filière d'épuration des eaux usées par
la technique du Chenal Algal à Haut Rendement", qui a
comme objectifs:
- La mise au point d'un mode de gestion optimale de la biomasse dans
le chenal algal en fonction des données météorologiques,
des paramètres environnementaux et du milieu;
- La gestion de la production de la biomasse à travers la
mesure du ratio algues-bactéries ce qui facilitera le développement
et la validation des modèles de productivité algale.
Ce ratio sert d'outil dans la compréhension de la dynamique
du chenal algal à haut rendement en vue d'assurer plus efficacement
son contrôle;
- Le développement pratique de la valorisation de la biomasse
incluant l'optimisation des techniques de séparation solide/liquide,
le développement à l'échelle pilote des techniques
d'extraction des composants valorisables et l'analyse économique
globale des procédés.
L'ensemble des mesures
et suivis sur le terrain me permettra d'établir la faisabilité
de récolte, de séchage, d'extraction et de valorisation
de la biomasse produite. |
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Galleguillos-Torres Marcelo
Alejandro |
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L´objectif
de ce travail de recherche est d´obtenir un traitement optimum
de l´ammonium et de la DCO dure, les deux composes les plus
gênants des lixiviats, par les BRM (Bio Réacteur Membranaire),
c´est à dire atteindre le meilleur rendement possible,
les conditions de fonctionnement les plus favorables, et d´obtenir
une modélisation et une bonne compréhension des mécanismes
biologiques impliqués de manière à conduire à
une méthode de dimensionnement et de gestion efficace.
Un modèle informatique dans le programme WEST® a été
élaboré précédemment, le travail consistera
donc à perfectionner ce modèle et à réaliser
son calage sur le pilote BRM installé à Arlon. Ensuite
l´optimisation sera testée par simulation et finalement
vérifiée sur une installation réelle au Grand
Duché du Luxembourg. On vise notamment à réduire
le ration C/N pour dénitrifier, voire utiliser une partie de
la DCO dure pour obtenir cet ratio dans le cas du réacteur
membranaire. |
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Guttierez Moran Vanessa |
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L'objectif
principal de ce projet est d'approfondir la compréhension de
la cristallisation du Bicarbonate de Sodium raffiné (NaHCO3)
produit industriellement et qui a lieu dans des colonnes à
bulles. Ce type de production met en jeu une grande quantité
de paramètres qui peuvent influencer d'une manière ou
une autre la qualité du produit final. Nous nous intéressons
à l'étude de l'effet de ces paramètres. Nous
pouvons mentionner entre autres: La température, la sursaturation,
l'effet du mélange, l'effet des impuretés, etc … |
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Tambi
Kar |
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L'objectif
du doctorat est d'étudier l'effet de l'extrapolation sur la
production de la lipase à partir de Yarrowia lipolytica. Nous
avons déjà étudié l'effet de la dispersion
liquide-liquide et de la concentration de l'oxygène dissous
en mode batch. Des dispositifs convenables de réacteurs scale-down
vont être proposés afin d'étudier les autres paramètres,
qui peuvent être modifiés par l'extrapolation, tels que
le pH, la température…etc. Les possibilités de
limiter ces variations vont être investiguées et appliquées
dans le réacteur scale-down. Les résultats obtenus des
réacteurs scale-down vont être appliqués en extrapolation
dans le but de confirmer l'efficacité des améliorations.
Plusieurs volumes de grand fermenteur vont être étudiés.
Le mode fed-batch va être étudié dans le réacteur
scale-down pour déterminer l'effet des conditions variables
sur l'extrapolation, telle que l'effet de l'augmentation de la concentration
en substrats ainsi que d'autres paramètres en mode batch. Ensuite,
les possibilités d'application vont être améliorées
dans l'objectif d'éviter l'effet négatif des conditions
variables, ce qui permettra d'apporter une méthodologie de
travail pour l'extrapolation des bioprocédés à
l'échelle industrielle. |
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Lejeune Annick |
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L'extrapolation
des bioprocédés est un phénomène important
dans le monde de la production des micro-organismes. Cependant, de
nombreux phénomènes restent incontrôlés
et les rendements obtenus au niveau industriel ne sont plus aussi
intéressants que ceux obtenus lors de l'optimisation au laboratoire.
La perte de productivité implique des pertes économiques
pour l'entreprise. Le projet de thèse a pour but d'apporter
une méthodologie de travail aux industriels désireux
d'extrapoler une production. Pour cela, un cas d'étude est
choisi. Il s'agit de la production de Saccharomyces cerevisiae (boulardii).
Ce type de micro-organismes nécessite une production en mode
fed-batch, c'est-à-dire qu'une solution concentrée en
glucose est ajoutée en cours de culture. Ce mode de production
génère, en raison de la perte d'efficacité de
mélange des réacteurs de grand volume, l'apparition
d'un gradient de concentration dans la cuve de production. Les effets
de ce gradient sur le métabolisme de la levure impliquent une
diminution du rendement et une production accrue de sous-produits
du métabolisme. L'étude de ces effets sera effectuée
dans un dispositif permettant de reproduire les conditions hydrodynamiques
présentes dans les réacteurs de taille industrielle.
Ce dispositif est nommé réacteur scale-down.
L'objectif général est de proposer un modèle
qui permettra de prédire le comportement des micro-organismes
en fonction des conditions hydrodynamiques développées
dans le réacteur qui sont générées par
les conditions opératoires du procédé (agitation,
aération, mode de conduite,…). Pour cela, il convient
d'étudier les interactions entre les micro-organismes et l'environnement
extracellulaire présent dans le réacteur. Ensuite, une
modélisation comprenant à la fois la cinétique
microbienne et la description des processus de mélange dans
le réacteur, permettra d'apporter une méthodologie de
travail pour l'extrapolation des bioprocédés à
l'échelle industrielle. |
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Sadoun Nacer |
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L'étude
concerne la modélisation de l'évaporation de mélanges
binaires idéaux, voire non-idéaux également.
L'étude concerne également la stabilité hydrodynamique
du processus. L'objectif est d'aboutir à des comparaisons satisfaisantes
avec des expériences en cours, tant au niveau qualitatif que
quantitatif. |
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Sikulisimwa Pole Céline |
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Les problèmes
de dysfonctionnement constatés dans les stations d'épuration,
peuvent avoir plusieurs origines. Pour les résoudre, il faudra
connaître leur nature, ce qui obligerait l'exploitant à
faire une multitude d'analyses, ce qui prend beaucoup de temps alors
que les conséquences sont néfastes pour celui-ci.
L'efficacité de l'analyse microscopique des boues activées
a été démontrée. Plusieurs auteurs dont
Vedry, Eikelboom, Janssen ont pu établir des clés de
détermination de la microfaune pour l'établissement
de diagnostic des stations d'épuration à boues activées.
Le but de cette thèse est d'arriver, à partir des clés
de détermination existantes, à faire une synthèse
des méthodes pour obtenir une grille utilisable par les exploitants
des stations d'épuration quelques soient les conditions et
le système exploité.
L'analyse écologique et microscopique des différents
échantillons prélevés dans différents
systèmes d'épuration des eaux usées et dans différentes
conditions d'exploitation, nous permettrons de faire cette synthèse.
Il devrait être un outil efficace et relativement peu coûteux
pour aider les futurs gestionnaires de stations en Afrique à
remplir leur mission et améliorer le fonctionnement des stations
défaillantes. |
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Tangou Tabou Thierry |
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Au regard
des différentes informations à notre possession (épuration
des eaux usées, usages) sur Pistia stratiotes et Lemna minor
et partant du fait qu'à notre connaissance, aucune étude
n'a encore mis en évidence le taux de croissance maximum de
pistia et lemna en fonction des paramètres du milieu (azote,
phosphore, alcalinité, luminosité, température),
nous pensons mener une étude approfondie sur la croissance
de ces végétaux dans le but de mettre au point respectivement
un modèle décrivant la cinétique et la stoechiométrie
de la croissance de ces macrophytes flottants. Ce modèle devra
s'intégrer ensuite dans un modèle existant de lagunage,
qui est une des techniques qui semblent les plus appropriées
devant répondre au problème de l'assainissement des
milieux ruraux et urbains africains en ce qui concerne l'épuration
des eaux usées et éventuellement à celui de la
valorisation de ces biomasses.
Ce travail visera ainsi donc principalement à définir
(déterminer) les conditions optimales de croissance des laitues
et lentilles d'eau (pH ; concentration en nutriments : azote et phosphore;
température, luminosité,….), de définir
un modèle cinétique intégrant l'effet de ces
facteurs, ainsi que le rôle de ces biomasses sur les bilans
(C,N,P, oxygène , CO2). L'évolution de ces biomasses
en fonction du temps sera suivie par une technique de traitement d'image
numériques qui a déjà été développée
au sein du laboratoire, et qui sera complétée pour mesurer
les taux de mortalités. |
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Yapo Charles
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L' utilisation
à l'échelle industrielle des bactéries nécessite
une sélection (sur base des propriétés technologiques,
physiologiques et biochimiques) qui est évitée en choisissant
des starters pour la production. La lyophilisation (principal procédé
de conservation des starters) présente de nombreuses contraintes
économiques et technologiques. Par contre, l'atomisation en
dehors du faible taux de survie des microorganismes a divers avantages
: le faible coût de fonctionnement, les possibilités
d'automatisation et le caractère continu du procédé.
Etudier l'influence de l'atomisation sur L. plantarum G100 et L. Plantarum
SP4, comparer les différents résultats avec d'autres
souches bactériennes et Optimiser le taux de survie des souches
en proposant les meilleures conditions d'atomisation et de conservation,
sont les objectifs à atteindre. |
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