Academic literature on the topic 'Fermentation anaérobie'

La jacinthe d’eau (Eichornia crassipes) est une plante aquatique invasive. Elle est devenue un véritable fléau dans les eaux du monde entier en générale et dans les eaux du lac Nokoué en particulier rendant difficile la navigation aux usagers locaux de la plus grande cité lacustre du Bénin. Devant cette urgence, nous pensons que la biomasse lignocellulosique issue de l’exploitation de la jacinthe peut constituer une voie prometteuse permettant son utilisation comme matière première pour la production du bio méthane. De plus, l’urgence de trouver d’autres sources d’énergie énergies renouvelables suite à l’amenuisement des énergies fossiles n’est plus à démontrer. L’objectif de notre travail est d’évaluer le pouvoir méthanogène de la jacinthe d’eau prélevée sur le lac Nokoué à Ganvié dans la commune de So-Ava au Bénin. Ainsi, nous avons introduit à titre expérimental, dans un bidon de 25litres, 150g de jacinthe d’eau hachée avec 1litre d’inoculum. Après 40 jours de fermentation, il a été produit 5169,025 ml de méthane ou 34,46 ml/g CH4 soit 58% du volume total de biogaz produit. Le taux du sulfure d’hydrogène remarqué dans le biogaz produit permet de conclure que la concentration en soufre ou en ses dérivés dans l’eau du lac Nokoué est importante. La jacinthe d’eau (Eichornia crassipes) peut être un bon substrat pour la bio méthanisation anaérobie en milieu lacustre.

Abstract This paper addresses the production of volatile fatty acids with fermentation of whey permeate under acidogenic conditions. The coal-immobilized biomass of an anaerobic fluidized bed reactor operated with a fairly constant hydraulic residence time of 12 min transformed the substrate (whey permeate i.e., essentially lactose) into a blend of acetic, propionic, butyric and isobutyric acids corresponding to between 2 and 19, 1 and 6, 11 and 30, 0 and 2% of the initial load (carbon basis), respectively. There was a slight decrease in the sugar transformation efficiency (65 to 48%) with the increase of the organic loading rate (OLR) which varied from 586 to 3339 g sugar/Lreactord. At the highest OLR of 3339 g sugar/Lreactor.d, the biomass transformed 19% of the substrate into a blend of acetic, propionic, butyric and isobutyric acids. Residual sugar and bio-gas were 52 and 2%, respectively, of the initial load (carbon basis). Cet article fait référence L une étude sur la production d’acides gras volatiles par fermentation anaérobie du perméat de lactosérum dans un bioréacteur. La biomasse fixée aux grains de charbon composant le lit fluidisé, opérant avec un temps de rétention hydraulique de 12 minutes, transformait le substrat (perméat i.e., essentiellement lactose) en un mélange d’acide acétique, propionique, n-butyrique et isobutyrique correspondant respectivement L 2 et 19, 1 et 6, 11 et 30, 0 et 2% de la charge initiale (sur la base d’un bilan de carbone). Il a été possible d’observer une légère diminution de l’efficacité de la biodégradation du sucre (65 L 48%) avec une augmentation du taux de charge organique lequel variait de 586 L 3 339 g de sucre/Lréacteurd. L la charge organique la plus forte, soit 3 339 g de sucre/Lréacteur.d, la biomasse transformait le substrat L 19% en un mélange d’acide acétique, propionique, n-butyrique et isobutyrique. La part du sucre résiduel était de 52% et celle du biogaz L 2% (bilan de carbone).

Au sein de la biomasse végétale, les composés à teneur élevée en parois constituent une source d’aliments que seuls les herbivores peuvent utiliser. Parmi les herbivores, le Ruminant a été de loin le plus étudié. Les processus de dégradation anaérobie des composés lignocellulosiques dans le rumen mettent en jeu le rôle spécifique des micro-organismes (bactéries, protozoaires, champignons). Les produits du métabolisme microbien sont directement utilisés par l’animal hôte comme source d’énergie (acides gras volatils) ou comme principal fournisseur d’acides aminés (protéines microbiennes synthétisées dans le rumen) ou de vitamines (vitamines B). La teneur en lignine élevée de certains fourrages est cause d’une médiocre dégradation par les micro-organismes du tube digestif. Il est possible d’améliorer leur utilisation par trois moyens. Les traitements technologiques sont très nombreux mais seuls ceux aux alcalis, surtout à l’ammoniac, et, dans certains cas le broyage et les traitements hydrothermiques sont économiquement rentables et se développent dans la pratique. Les procédés aux moisissures blanches doivent encore être développés. Les autres traitements chimiques (oxydants, SO2), physiques (irradiation) et biologiques (enzymes, bactéries apportant des nutriments), ne sont pas suffisamment rentables. Les améliorations apportées par les meilleurs traitements ne permettent pas cependant de dépasser une digestibilité de 0,5 - 0,6 pour les résidus très lignifiés. Les recherches futures doivent développer d’autres voies tout en perfectionnant (efficacité, économie) les procédés actuels. L’optimisation de l’activité microbienne dans le rumen peut être atteinte en fournissant aux microbes les nutriments dont ils ont besoin. En outre, l’emploi du génie génétique ouvre des perspectives dans l’amélioration de la production d’enzymes microbiennes particulièrement efficaces à l’égard des parois ou en permettant le développement de certaines activités microbiennes dans des conditions de milieu peu favorables (cellulolyse en milieu de pH faible). L’optimisation des fermentations peut être atteinte en choisissant le type d’herbivore dont les caractéristiques morphologiques et physiologiques des réservoirs de fermentation sont optimisées, en premier lieu par leur position (rumen ou gros intestin) puis en sélectionnant divers critères (capacité, temps de séjour des aliments, répartition des phases liquides et solides, ...). Cette approche est d’un intérêt considérable pour les pays qui s’orientent vers un système d’utilisation des résidus très lignifiés de l’agriculture.

<p style="text-align: justify;">Dans ce travail on étudie la formation d'acide malique par deux souches différentes de <em>Saccharomyces cerevisiae</em> cultivées sur substrat synthétique en conditions anaérobies, en fonction de différentes valeurs de température et pH.</p><p style="text-align: justify;">Les deux souches produisent environ 1 g/I d'acide malique à 25°C et à pH 4,2.</p><p style="text-align: justify;">L'opportunité d'utiliser ces souches pour la fermentation des moûts des régions chaudes est discutée.</p>

La dégradation du lactate par la bactérie photosynthétique Rhodobacter capsulatus cultivée dans un photobioréacteur en anaérobiose, à la lumière, en limitation d'azote, a été mesurée ainsi que la production d'hydrogène par la nitrogénase. En réacteur ouvert à faible taux de dilution (D = 0,04 h-1), le lactate initialement à 30 mM est dégradé à près de 90 % avec une faible accumulation (< 1-2 mM) des produits de dégradation (formiate et acétate). C'est dans ces conditions qu'on observe la meilleure production d'hydrogène (44 ml • h-1 • h-1). Lorsque la culture bactérienne devient trop dense en réacteur fermé ou an recyclage des bactéries, Il y a apparemment passage à un métabolisme de type fermentatif, chute de la production d'hydrogène et accumulation d'acides organiques (formique, acétique, propionique) provenant du lactate. Dans ces conditions, il n'y a pas diminution de la charge de carbone organique. Outre la présence de ces acides à courtes chaînes, les bilans carbonés; font apparaître la présence, dans le surnageant de la culture, de substances carbonées exocellulaires non identifiées pouvant représenter jusqu'à 50 % du flux carboné sortant.

La décharge contrôlée apparait comme une option satisfaisante et bon marché pour se débarrasser des déchets ménagers et pour la récupération d'énergie grâce au méthane forme par fermentation anaérobie. Cependant elle n'est pas dénuée de nuisances pour l'environnement. Pour être fiable, une décharge contrôlée nécessite de la rigueur pendant la période d'exploitation et la surveillance du site après sa fermeture. Le travail présente dans ce mémoire porte sur l'étude expérimentale et la modélisation de la production de biogaz par une décharge industrielle contrôlée. Ce type de système est analysé selon une démarche similaire à celle du génie des réacteurs biologiques. Apres avoir mis en évidence l'intérêt de disposer de modèles simulant le fonctionnement de tels systèmes naturels complexes, nous présentons une mise au point bibliographique sur le sujet. A l'échelle industrielle, nous avons effectué des mesures de la composition et de la quantité de biogaz capté, ainsi que quelques estimations des fuites. Afin de boucler le bilan matière, un modèle de fermentation a été utilisé pour évaluer la vitesse de production du biogaz à partir des données industrielles : Nous avons alors constate l'absence de mesures fiables de débit du gaz capté. De plus les différents modèles cinétiques représentant ces phénomènes conduisent à des résultats divergents. Une étude à l'échelle pilote a aussi été réalisée, ayant pour but d'évaluer l'importance des pertes de biogaz pendant le remplissage des casiers. Cela nous a obligée à nous intéresser à la phase initiale de croissance de la production. Nous présentons l'analyse des résultats expérimentaux obtenus et leurs conséquences sur la mise en décharge. Finalement, cette étude contribue partiellement à une proposition de mécanisme réactionnel pour la production de biogaz.

La fermentation sombre est un procédé utilisant des déchets organiques dont le passage à l'échelle pilote est limité par les rendements de production d'hydrogène trop faibles ainsi que par l'utilisation des sous-produits. Cette étude a pour premier objectif d'étudier l'effet du pH, de la combinaison du pH et de la concentration en substrat, du prétraitement du substrat et de l'adaptation de l'inoculum sur la fermentation sombre de trois types de déchet différents. Il a notamment été montré que la biodégradabilité des substrats joue un rôle majeur dans le choix des paramètres opérationnels utilisés pour optimiser la production d'hydrogène. De plus, la faisabilité et la stabilité à long terme de la production d'hydrogène par le procédé de fermentation sombre ont été mises en évidence en utilisant des déchets agroalimentaires et du petit lait dans deux réacteurs thermophiliques fonctionnant en mode semi-continu. En particulier, il a été discuté l'influence de la charge organique (OLR), du temps de rétention hydraulique (HRT) et de l'addition de co-substrats (fumier de buffle) comme source d'alcalinité. Cette étude a montré que la combinaison de ces trois paramètres peut jouer un rôle important sur le pH et la stabilité de la production d'hydrogène. De plus, les sous-produits de la fermentation sombre ont été utilisés pour produire de l'hydrogène via la photo-fermentation, alors que les déchets générés par le couplage de la fermentation sombre et de la photo-fermentation ont été valorisés pour la production de méthane par digestion anaérobie. Ce concept de bioraffinerie basé sur la conversion en trois étapes des déchets agroalimentaires augmente le rendement énergétique global du procédé. Par ailleurs, il a été montré le potentiel important du procédé de photo-fermentation pour la production de polyhydroxybutyrate (polymère), parallèlement à celle d'hydrogène. De même, l'utilisation de la fermentation par voie sèche dans une bioraffinerie concept apparaît prometteuse vis à vis de la production de bioénergie et de molécules telles que les acides organiques et les alcools
Low biohydrogen (H2) yields and use of process by-products from dark fermentation (DF) of waste biomass is limiting its scaled-up application. This study aims to investigate the effects of culture pH, combination of substrate concentration and culture pH, pre-treatment of substrate and inoculum adaptation in H2 yields during the DF of three different wastes biomass. The study showed that the biodegradability of the substrates is important for the selection and application of optimum operational parameters aimed at enhancing H2 production. Moreover, long-term operational feasibility and stability of dark fermentative H2 production was demostrated using food waste and cheese whey in two semi-continuous thermophilic DF reactors. The effect of organic loading rates (OLRs), hydraulic retention times (HRTs) and co-substrates (buffalo manure) addition as a source of alkalinity on culture pH and H2 production stability was discussed. The study showed that combination of OLR, HRT and co-substrate addition could play an important role in the culture pH and stability of H2 production. Furthermore, the by-products of DF process was utilized for H2 production via photo fermentation (PF), while the waste stream generated from coupling of DF and PF processes was converted to methane in anaerobic digestion (AD). The three-step conversion of food waste in a biorefinery concept increased the total energy yields. Moreover, PF also showed a good potential for concomitant production of H2 and polyhydroxybutyrate (biopolymer). Likewise, dry fermentation could be promising to a biorefinery concept based on waste biomass for the production of bioenergy and biochemicals (organic acids and alcohols)

La production de microalgues en hétérotrophie présente plusieurs avantages pour la production de biocarburants par rapport à la production autotrophe, comme une productivité plus importante en termes de biomasse et de lipides. Cependant, le développement industriel de ce procédé est limité par les coûts de productions associés au substrat organique (i.e. glucose) et à ceux liés à la stérilisation des fermenteurs. Les effluents de fermentation sombre, composés principalement d’acétate et de butyrate, pourraient être utilisés comme milieux de culture peu onéreux pour la culture hétérotrophe ou mixotrophe de microalgues. Les objectifs de cette thèse étaient i) de mieux appréhender la croissance algale sur des mélanges variés d’acétate et de butyrate en fonction de la présence ou l’absence de lumière et de la température de croissance et ii) d’évaluer la faisabilité d’utiliser des effluents de fermentation non stérilisés pour soutenir la croissance de microalgues oléagineuses. Tout d’abord, un modèle basé sur des bilans de masse a été construit afin de caractériser la croissance hétérotrophe de Chlorella sorokiniana et Auxenochlorella protothecoides (taux de croissance et rendements) sur des mélanges d’acétate et de butyrate. Les résultats ont montré que le rapport acétate:butyrate et la concentration en butyrate étaient deux paramètres clés pour soutenir la croissance hétérotrophe. Puis, il a été démontré que la présence de lumière et l’utilisation d’une température suboptimale (30 °C) pour la croissance algale permettaient de réduire l’inhibition du butyrate en permettant une production de biomasse autotrophe ou en améliorant la croissance sur acétate. Enfin, il a été montré que les microalgues peuvent être compétitives sur l’acétate lors de la croissance sur des effluents bruts de fermentation sombre en présence de bactéries fermentaires, grâce à la croissance rapide des microalgues sur acétate (1.75 j-1) et à un changement drastique des conditions de culture peu favorables à la croissance des bactéries d’origine fermentaire
Growing microalgae in heterotrophic mode present several advantages over autotrophic mode such as a higher productivity in terms of biomass and lipids for biofuels production. Nevertheless, this process is limited by the production cost associated with the organic substrate (i.e. glucose) and fermenters sterilization costs. Dark fermentation effluents, mainly composed of acetate and butyrate, could be used as a low-cost medium to grow microalgae heterotrophically or mixotrophically. The aims of this PhD were i) to optimize microalgae growth on various mixtures of fermentations metabolites using the presence or absence light and different cultivation temperatures and ii) to assess the feasibility of using unsterilized fermentation effluents. First, a model based on mass balance was built to characterize heterotrophic growth rates and yields when Chlorella sorokiniana and Auxenochlorella protothecoides were supplemented with different mixtures of acetate and butyrate. Results showed that the acetate:butyrate ratio and the butyrate concentration per se were two key parameters for promoting heterotrophic growth. Then, further studies showed that the presence of light and the use of suboptimal temperature (30 °C) could reduce the butyrate inhibition on growth by either triggering autotrophic production of biomass or enhancing growth on acetate. Finally, it was shown that microalgae could outcompete fermentation bacteria for acetate when growing on raw dark fermentation effluents, thanks to a fast algal growth on acetate (1.75 d-1) and a drastic change of culture conditions to the detrimental of bacterial growth

A ce jour, le contexte énergétique mondial est dominé par une utilisation massive des énergies fossiles non-renouvelables et épuisables par nature. La production de biohydrogène de 2ème génération issu de déchets organiques par le procédé de fermentation sombre constitue donc une solution attractive pour diversifier le mix énergétique actuel. Dans ce cadre, l’objectif de ce travail est d’étudier l’influence de la qualité du mélange sur l’efficacité de la voie fermentaire sombre. En effet, les conditions d’agitation mécanique (type d’agitateur, vitesse d’agitation) et la viscosité du digestat (fonction des intrants en cours de culture), comptent parmi les paramètres abiotiques les moins étudiés à ce jour dans ce procédé. Or, l’agitation joue un rôle clé puisqu’elle doit permettre non seulement d’homogénéiser la phase liquide riche en bactéries, en substrats organiques, en métabolites et en biogaz soluble, mais aussi de favoriser les échanges de matière liquide-bactéries et liquide-gaz. Cependant, pour atteindre la qualité de mélange requise, il faut faire face à deux contraintes : d’une part il faut maintenir un niveau acceptable de stress mécanique pour les bactéries du consortium ; d’autre part, la puissance mécanique consommée par l’agitation doit rester limitée pour assurer la viabilité économique du procédé. Dans ce travail, les effets combinés de la viscosité du digestat et de la vitesse d’agitation des mobiles sur la production de biohydrogène dans un bioréacteur ont été étudiés dans un premier temps. Les résultats ont montré une influence significative de ces deux facteurs sur la productivité en biohydrogène qui a pu être reliée au nombre adimensionnel de Reynolds et au régime d’écoulement du digestat. Un maximum de productivité a été observé lors de la transition laminaire-turbulent. Dans un deuxième temps, des méthodes de détermination du temps de mélange (conductimétrie, décoloration chimique, Fluorescence Induite par Nappe Laser) et du transfert de matière liquide-gaz (désoxygénation/oxygénation) ont été mises en oeuvre dans les mêmes conditions de viscosité et d’agitation afin de rechercher les étapes limitantes pouvant expliquer les évolutions observées lors des essais de fermentation. Les résultats ont montré que transfert interfacial et mélange ne sont limitants qu’en régime laminaire, alors que les faibles productivités en régime turbulent résultent vraisemblablement d’une interaction entre la turbulence et les agrégats bactériens. Ensuite, l’écoulement dans le bioréacteur a été modélisé par une approche de type Mécanique des Fluides Numérique (CFD) et analysé par une méthode de Vélocimétrie par Images de Particules (PIV) afin de déterminer les échelles spatiales locales de la turbulence et de pouvoir les comparer à la dimension caractéristique des agrégats bactériens. Les mesures locales confirment les hypothèses émises à partir des valeurs moyennes observées. Finalement, un modèle de type ADM1 (Anaerobic Digestion Model N°1) standard a été modifié en prenant en compte les ions lactate et un modèle hydrodynamique de type « cascade de cellules » dans le but de simuler la production de biohydrogène en systèmes batch et continu. Les simulations sont en bon accord avec les résultats expérimentaux dans les deux modes de culture en supposant un réacteur parfaitement mélangé. En conclusion, l’ensemble de ce travail confirme que la viscosité du digestat et les conditions de mélange sont effectivement des paramètres essentiels à prendre en compte pour l’optimisation et l’extrapolation du procédé de fermentation sombre
The global energy trends are currently dominated by a massive use of fossil non-renewable energy sources which are progressively depleting. In this way, the production of second-generation biohydrogen production from organic wastes by the dark fermentation process offers, therefore, an attractive solution to diversify the present energy mix. Within this framework, the aim of this work is to investigate the effect of the efficiency of the mixing process on dark fermentation. The conditions of mechanical agitation (mixer type, mixing speed) and the viscosity of the digestate (which depends on the variability of influent substrate concentration) are, indeed, among the abiotic factors that have been the most disregards up to now in this bioprocess. For example, mixing plays a key role because agitation conditions must ensure on the one hand the homogenization of the liquid phase enriched in bacteria, in organic substrate, in soluble metabolites, and in soluble biogas, and in the other hand promote liquid-to-bacteria and liquid-to-gas mass transfer. However, to reach the desired degree of mixing, two constraints must be faced: firstly, an acceptable level of mechanical stress must be maintained on the microbial consortium, and secondly, mechanical power input due to mixing must comply with the economic sustainability of the process. In this work, the combined effects of digestate viscosity and agitation conditions on the fermentative biohydrogen production in the bioreactor were studied first. Experimental results highlighted a significant effect of these factors on biohydrogen productivity which could be expressed as function of the purely hydrodynamic dimensionless Reynolds number and of the prevailing flow regime. Hydrogen production was maximized in the transition region between laminar and turbulent flow conditions. Secondly, experimental measuring methods of mixing time (conductimetric, chemical decolorization and Planar Laser Induced Fluorescence techniques) and mass transfer (dynamic deaeration/aeration) were implemented in the same conditions of viscosity and agitation conditions so as to investigate the possible limiting steps that could explain the trends observed in the mixed cultures. The results proved that mixing and liquid-gas transfer was slower than hydrogen production rate only in the laminar flow regime, while low production rate under turbulent flow conditions might stem from an interaction between turbulent eddies and bacterial aggregates. Then, the flow field in the bioreactor was simulated using a CFD (Computational Fluid Dynamics) methodology and analyzed experimentally using PIV (Particle Image Velocimetry) to determine the characteristic turbulent length scales and to compare them to the characteristic size of the bacterial aggregates. Local measurements confirmed the assumptions made from average values derived from power input data. Finally, a modified ADM1 model (Anaerobic Digestion Model N°1) was developed to simulate the biohydrogen production, accounting for lactate ions and non-ideal mixing, under batch and continuous culture conditions. Simulations fairly agree with experimental data in both modes of cultures assuming perfect mixing condition. As a conclusion, the present work as a whole confirms that digestate viscosity and mixing conditions constitute key parameters that must be considered for process optimization and for the scale-up of dark fermentation

Une part importante de la production mondiale de vecteurs énergétiques et de produits chimiques provient de la raffinerie de combustibles fossiles. En raison de l'augmentation du prix du pétrole et de son impact environnemental, la recherche de solutions alternatives, écologiques et économiques constitue l’un des enjeux de notre siècle. Le remplacement du pétrole par de la biomasse en tant que matière première pour la production de carburants et de produits chimiques constitue la force motrice dans le développement de complexes de bioraffinerie.Cette étude fait partie d’un projet de bioraffinerie visant la valorisation de biomasse lignocellulosique par la production d’hydrogène et de lipides microbiens précurseurs de biodiesel. Ce travail se concentre en particulier sur l’étape de production de biomasse et de lipides par la levure oléagineuse Cryptococcus curvatus à partir d’acides gras volatils (AGVs) synthétisés au cours de la fermentation anaérobie productrice d’hydrogène. Les cultures ont dans un premier temps été réalisées à partir d’un substrat modèle, l’acétate, en fed-batch et en continu. La détermination de l’influence de différents paramètres opératoires sur la production de biomasse et de lipides à partir d’acétate a permis de mettre au point des cultures en fed-batch dont les cinétiques, les productivités et les rendements finaux étaient compétitifs avec ceux rapportés dans la littérature pour des cultures sur substrats simples. Un modèle de croissance et de production de lipides a été construit à partir de ces données afin de prédire le comportement de la souche lors de cultures continues, permettant d’obtenir des productivités en lipides et en biomasse élevées. Enfin, des cultures ont été menées à partir d’AGVs issus de surnageant de fermentation anaérobie. Les résultats ont confirmé la croissance de ces levures sur ce substrat particulier et la production de lipides dont la composition en acides gras estérifiés était compatible avec une utilisation comme biodiesel
A great part of the global production of energy vectors and chemicals comes from fossil fuels refinery. Because of the increase in oil price and their environmental impacts, the search for alternative, ecological and economic solutions is a current challenge. The replacement of oil with biomass as raw material for the production of fuels and chemicals is the driving force for the development of biorefinery complexes.This study is part of a project aiming at the biorefinery of lignocellulosic biomass for hydrogen and microbial lipids as biodiesel precursors. This work focuses on the biomass and lipids production step by the oleaginous yeast Cryptococcus curvatus using volatile fatty acids (VFAs) as carbon sources, which are synthesized during the anaerobic fermentation step. Yeast cultures have initially been realized using a model substrate, acetate, and fed-batch and continuous modes. The determination of the influence of different operating parameters on the biomass and lipids production led to the development of fed-batch cultures which kinetics, productivities and yields were competitive with those reported in the literature for cultures on simple substrates. A growth and lipid production model was built from these data to predict the behavior of the strain during continuous cultures and to obtain high lipid and biomass productivities. Finally, cultures were conducted using VFAs from anaerobic fermentation supernatant. The results confirmed the growth of these yeasts on this particular substrate and the production of lipids which composition was compatible with use as biodiesel

Ce travail s'inscrit dans le cadre d'un projet industriel pour le développement d'un ferment propionique, agent conservateur naturel des produits de panification. Un milieu de culture est développé pour obtenir une croissance rapide et une concentration élevée de Propionibacterium acidi-propionici. On caractérise le métabolisme anaérobie de P. Acidipropionicie sur glucose par la production de biomasse, d'acides propionique et acétique. Le rendement biomasse/glucose (Yx/s) est de (70 +- 1) g/M, il caractérise un rendement énergétique élevé. Le rendement acide propionique/glucose (Yp/s) est de (1,14 +- 0,04) M/M. Le max de (0,18 I +- 0,1) h-1 s'accompagne d'une vitesse de production spécifique d'acide propionique (Qp) de (2,0 +- 0,2) mM/g. H. La constante d'inhibition de la croissance par le produit (Kp) est de 4 mM/l d'acide propionique sous forme indissociée. En aérobiose ces bactéries utilisent l'oxygène comme accepteur final d'électrons, l'acide propionique n'est pas synthétisé et l'acide acétique devient le produit principal accompagné par la synthèse inattendue d'acide a-cétoglutarique. Le max est de (0,19 +- 0,01) h-1, le Yx/s de (116 +- 2) g/M, donc 70 % supérieur au rendement en anaérobiose. On estime le rendement ATP/glucose à (9,1 +- 0,4) M/M. Les performances optimales d'un procédé de production de ferments propioniques sur un milieu à 40 g/l de glucose, inoculé à 10 % v. /v. , après 30 heures de croissance sont : en anaérobiose : 20 g/l d'acide propionique et 20 g/l de biomasse ayant une Qp de 1,2 mM/g. H ; en aérobiose : 30 g/l de biomasse qui, replacée en anaérobiose a une Qp de 1,5 mM/g. H
This work is a part of an industrial project for the development of a propionic ferment, natural preservative of the bakery products. A culture medium is developed to obtain a fast growth and a high concentration of Propionibacterium acidi-propionici. We characterize the anaerobic metabolism of P. Acidi-propionici on glucose with the dry weight bacteria, propionic and acetic acids production. The dry weight bacteria/glucose (Yx/s) is (70 +- 1) g/M, this characterize a high energetic yield. The propionic acid/glucose yield (Yp/s) is (1,14 +- 0,04) MIM. The max : (0. 18 +- o. 01) h-1 allows a specific production rate of propionic acid (Qp) of (2,0 +- 0,2) mM/g. H. The inhibition constant of the growth by the product (Kp) is 4 mM/l of indissociated propionic acid. Ln aerobic conditions, these bacteria use the oxygen as electrons acceptor, then the propionic acidis not synthesized and the acetic acid becomes the major product allows with the unexpected synthesis of the a-cetoglutaric acid. The max is (0,19 +- o,01) h-1, Yx/s : (116 + 2) g/M hence 70 % more high than the anaerobic yield. We estimate the A TP/glucose yield to (9. 1 +- 0,4) M/M. The optimal performances of a production process of propionic ferments on a 40 g/l glucose medium, inoculated with 10 % v. /v. After 30 growth hours are : in anaerobic conditions: 20 g/l of propionic acid and 20 g/l of dry weight bacteria with a Qp = 1,2 mM/g. H ; in aerobic conditions: 30 g/l of dry weight bacteria which, after an anaerobic shift, have a Qp = 1,5 mM/g. H

Dans le cadre de cette étude nous avons pu expérimenter trois types de fermenteurs: sur le premier fermenteur nous avons étudié le comportement hydraulique des effluents par un traceur chimique afin de connaître le type d'écoulement réel ainsi que le rôle de l'agitation par rapport au taux de dégazage. Sur le deuxième fermenteur nous avons testé l'influence du temps de rétention hydraulique sur production de gaz et la stabilité de la fermentation et proposé un modèle de production de gaz. L'étude des digesteurs en zone rurale a révélé l'importance de certains facteurs climatiques, du temps de séjour pratique, de la température et de la qualité de la matière organique introduite sur la production de biogaz. En outre l'utilisation de biogaz et son taux de couverture par rapport aux besoins des ménages ruraux ont été étudiés. Par ailleurs, la valeur fertilisante des effluents avant et après, fermentation en éléments N, P et K a été analysée sur les différents types de digesteur. Enfin, une approche économique du prix d'un KwH de l'énergie produite par les fermenteurs de Grignon et Sejnane a été évaluée.