Dissertations / Theses: 'Fermentation anaérobie'

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Dedenon, Jean-Marie. "Contribution à l'étude de la fermentation anaérobie des pailles et des fumiers." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10111.

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Meraz, Rosa Laura. "Décharge contrôlée et production de biogaz : étude expérimentale et modélisation sur un site industriel et à l'échelle pilote." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT037G.

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Abstract:

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.

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Ghimire, Anish. "Dark fermentative biohydrogen production from organic waste and application of by-products in a biorefinery concept." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1197/document.

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Abstract:

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)

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Turon, Violette. "Coupling dark fermentation with microalgal heterotrophy : influence of fermentation metabolites mixtures, light, temperature and fermentation bacteria on microalgae growth." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS201/document.

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Abstract:

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

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Chezeau, Benoit. "Production de biohydrogène par fermentation sombre : cultures, impact des hétérogénéités spatiales et modélisation d’un bioréacteur anaérobie." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2018. http://www.theses.fr/2018CLFAC098/document.

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Abstract:

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

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Beligon, Vanessa. "Valorisation d'acides gras volatils issus de fermentation anaérobie par la production de lipides microbiens, précurseurs de biodiesel." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2016. http://www.theses.fr/2016CLF22687/document.

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Abstract:

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

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Arnoux, Philippe. "Contribution à l'étude du métabolisme énergétique de Propionibacterium acidi-propionici : caractérisation des métabolismes anaérobie et aérobie." Compiègne, 1990. http://www.theses.fr/1990COMPD323.

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Abstract:

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

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Vier, Edith. "Réacteur à microsable fluidisé pour l'étude des cinétiques de fermentation anaérobie : cas d'acides volatils simples et d'un substrat composé." Montpellier 2, 1986. http://www.theses.fr/1986MON20070.

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M'Laouhi, Amor. "Contribution à la modélisation et à l'optimisation des principaux paramètres de la méthanogénèse anaérobie pour la production d'énergie : application à la fermentation d'effluents bovins." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1993. http://www.theses.fr/1993ECAP0308.

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Abstract:

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.

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Alonso, Maria Silvia. "Étude des cinétiques de la dégradation anaérobie des acides volatils en réacteur fluidisé fermé : influence de la température." Montpellier 2, 1988. http://www.theses.fr/1988MON20040.

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Briand, Xavier. "Prolifération de l'algue verte Ulva sp. En baie de Lannion, France : étude d'une nuisance et de son traitement par fermentation anaérobie." Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10070.

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Abstract:

Le phénomène des marées vertes dû à la production importante d'algues vertes, Ulva principalement, touche différents continents, mais est particulièrement important en baie de Lannion (Bretagne, France) avec 25000 m#3 d'algues récoltées par an. La cinétique et le taux de décomposition des fractions biodégradables (carbone, azote, phosphore) d'Ulva échouée sont décrits. La méthanisation de cette algue est étudiée en tant qu'opération d'épuration en carbone. En premier lieu, les expérimentations sont développées en système monophasique utilisant différents prétraitements, techniques et taux de charge. Par la suite, le système biphasique comprenant une fermentation acidogène (réacteur discontinu), une opération de pressage (ou non) et une fermentation methanogène (filtre bactérien) est étudié. Différents matériels d'extraction solide/liquide et de conditions de traitement sont testés. Après une phase acidogène de 3 mois, un gâteau de pressage à 42% de siccité et un jus (demande chimique en oxygène (DCO)=54 g/l) sont séparés avec une presse a vis. Le gâteau constitue un bon amendement organique en agriculture et le jus un bon substrat de méthanisation. Le jus donne un biogaz a 81% de méthane avec une productivité volumique de 1,50 m3 CH4/m3 digesteur/jour et un taux d'abattement de la DCO de 79%

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Pessiot, Jérémy. "Développement d'une unité pilote de bioraffinerie permettant la mixogenèse en continu à partir de la biomasse non alimentaire via la fermentation anaérobie mésophile." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2014. http://www.theses.fr/2014CLF22524.

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Abstract:

Les réserves de pétrole sont sur le déclin, les prix des ressources fossiles fluctuent et le CO 2 dégagé par leur consommation contribue inéluctablement au réchauffement climatique. Ce phénomène, conduit notre société vers l'utilisation accrue de biomasse pour la génération d'énergie, de composés chimiques et de matériaux. La réduction des déchets est considérée comme indissociable de cette transition énergétique et en opposition aux préjugés, l’accroissement des déchets organiques peut être bénéfique dans cette recherche de solutions alternatives. En effet, cela conduit à la génération de grandes quantités de matières qui peuvent représenter de potentielles ressources. De plus, changer le statut des déchets en coproduits pour la production de bioénergies n’entre pas en concurrence avec les filières alimentaires et cela constitue un des principaux enjeux des biotechnologies. Sous certaines conditions, les bioconversions anaérobies représentent des procédés d’ingénierie prometteurs pour accomplir le double enjeu de la valorisation des coproduits et de la production de molécules d’intérêt énergétique et chimique (biocarburants, chimie verte...). En revanche, l’innovation dans les biotechnologies blanches est nécessaire pour la production robuste, performante, rentable et environnementalement acceptable de biomolécules à partir de ressources renouvelables. Dans ce contexte, la société AFYREN a été pensée et créée pour répondre à ce défi mondial via sa technologie « tout en un », AFYNERIE, qui s’inspire de la nature et des sciences. L’objectif premier de ce travail de thèse, cœur du procédé AFYNERIE, était d’étudier les performances de microorganismes anaérobies, sous forme de souches pures ou de consortia pour la valorisation de substrats plus ou moins complexes via un processus de méthanogenèse avortée. Pour cela, il était nécessaire de considérer, déjà à l’échelle du laboratoire, une projection dans le monde industriel. Nous avons alors démontré les capacités de la diversité microbienne à produire des molécules plateformes à partir de coproduits agro-industriels réels en mode stérile puis non stérile. Cette étude s’est appuyée en parallèle sur la caractérisation et la dynamique des populations microbiennes mises en jeu. Ensuite, l’accumulation des métabolites, à la fois inhibiteurs et d’intérêt, dans les milieux fermentaires en mode discontinu et avec des rendements compétitifs, a débouché sur la nécessité de surpasser ces limitations par le passage à un mode continu. Pour ce faire, un procédé d’extraction biocompatible des synthons issus de l’opération de fermentation a été mise en œuvre selon différents mode de réalisations. Ce couplage des opérations unitaires, sous forme de fermentation extractive, a livré des résultats prometteurs tout en étant bâtit dans un cadre de bioraffinerie et d’écologie industrielle qui tend vers le « zéro déchet ». Enfin, à l’inverse des autres technologies émergentes, pour se placer dans une approche de drop-in, la biologie et la chimie ont été associées. Le but a été d’illustrer la multipotence des acides gras volatils (AGVs) en termes d’applications industrielles et de réaliser la preuve de concept de la transformation de la biomasse non alimentaire en biomolécules d’intérêt énergétique et chimique. Ces travaux ont permis de soulever les points clés du changement d’échelle du procédé AFYNERIE et d’entrevoir des perspectives tant fondamentales qu’appliquées. Cette brique technologique, de par sa philosophie multi-intrants/multi-produits, couplant fermentation-extraction-synthèse, permet d’initier la transition au stade pilote d’un procédé innovant compatible avec une future économie biosourcée
Fossil oil reserves are decreasing, oil prices are fluctuating, and the CO 2 released by oil consumption contributes to global warming. These are driving our society towards increased use of biomass for energy, chemical compounds and other materials. Minimizing waste has been seen as a concern associated with alternative energy efforts. Contrary to expectation, increasing organic waste can be beneficial for alternative energy efforts, because it would result in large amounts of organic resources that can be potential raw materials. Moreover, using waste as a resource for bioenergy production does not compete with human or animal food or agricultural surfaces, and that is one of the greatest challenges facing biotechnology. Using waste as a resource for biomolecule production would thus be an interesting approach to reducing waste in the environment and producing renewable materials. Under specific conditions, detrital biomass can be converted into biomolecules of interest by microorganisms. Anaerobic fermentation techniques represent promising engineering processes for accomplishing the dual goals of waste reduction and renewable biomolecule production for biofuel and green chemistry markets. On the other hand, innovative fermentation processes are necessary for the strong, successful, cost-effective and eco-friendly production of bulk chemicals from renewable resources. In this context, AFYREN company was thought and founded to answer this world challenge through its “all in one” technology, AFYNERIE, which is inspired from the nature and sciences. The first objective of this thesis, heart of the AFYNERIE process, was to study the performances of anaerobic microorganisms, in the form of pure strains or of consortia for the valorization of more or less complex substrata via a process of failed methanogenesis. For that purpose, it was necessary to consider, already at the laboratory scale, a projection in the industrial world. Then, we demonstrated the capacities of the microbial diversity to produce platform molecules from real agro-industrial by-products in sterile and then non sterile mode. This study leaned in parallel on the characterization and the dynamics of involved microbial populations. Then, the accumulation of metabolites, which are at the same time inhibitory and of interest, in fermentative media in batch mode and with competitive yields, resulted in the necessity of surpassing these limitations by the passage in a continuous mode. To do this, a process consisted of a biocompatible extraction of synthons stemming from the operation of fermentation was implemented according to different mode of realizations. This coupling of single operations, in the form of extractive fermentation, delivered promising results while builds in a frame of biorefinery and industrial ecology which tightens towards a “zero waste”. Finally, contrary to the other emergent technologies, to take place in a drop-in approach, biology and chemistry were associated. The purpose was to illustrate the versatility of volatile fatty acids (VFAs) in terms of industrial applications and to realize the proof of concept of the transformation of the non-food biomass in biomolecules of energy and chemical interest. These works allowed to underline key points of the scale-up of AFYNERIE process and to glimpse perspectives fundamental as well as applied perspectives. This technological brick, due to its multi-inputs / multi-products philosophy, coupling fermentation-extraction-synthesis, allows to introduce the transition to the pilot stage of an innovative process compatible with a future biobased economy

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Bastidas, Oyanedel Juan-Rodrigo. "Thermodynamic based modelling of biohydrogen production by anaerobic fermentation." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20016/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse a eu pour objectif principal l'étude thermodynamique des changements métaboliques dans l'acidogénèse. L'acidogénèse est un procédé anaérobie à double intérêt qui en traitant des résidus organiques, permet de produire des composés chimiques comme l'hydrogène, l'éthanol et les acides organiques. Par conséquent, l'acidogénèse se place comme un procédé biotechnologique dans le concept de bioraffinerie. En outre, ce processus n'a pas besoin de conditions stériles d'opération et fonctionne sur une large gamme de pH. Ces changements métaboliques sont dépendants des modifications dans les conditions opératoires. Afin d'étudier ces changements métaboliques, des expériences basées sur des modifications du ciel gazeux du réacteur par introduction d'azote et sur des changements du pH, ont été menées. Un des résultats les plus intéressants a été l'augmentation du rendement de production d'hydrogène de 1 à 3,2 molH2/molglucose à pH 4,5 et débit de N2 de 58,4 L/d. Ce rendement est proche de la valeur théorique (4 molH2/molglucose). L'étude thermodynamique a permis d'expliquer les mécanismes métaboliques concernant l'hydrogène, dont la production importante, représentée par le rendement de 3,2 molH2/molglucose, est due à la réaction inverse H2/NAD+, qui est thermodynamiquement faisable à faibles pressions partielles d'hydrogène (par exemple 0,02 bar). En outre, les bas rendements en hydrogène ont été expliqués par l'action consommatrice d'hydrogène par la réaction d'homoacetogénèse. Cependant, le modèle n'a pas été capable d'expliquer les changements métaboliques de l'acétate, du butyrate et de l'éthanol lors de la fermentation acidogénique du glucose
This thesis deals with thermodynamic based modelling of metabolic shifts during acidogenic fermentation. Acidogenic fermentation is an anaerobic process of double purpose: while treating organic residues, it produces chemical compounds, such as hydrogen, ethanol and organic acids. Therefore, acidogenic fermentation arises as an attractive biotechnology process towards the biorefinery concept. Moreover, this process does not need sterile operating conditions and works under a wide range of pH.Changes of operating conditions produce metabolic shifts, inducing variability on acidogenic product yields. In order to study these metabolic shifts, an experiment design was based on reactor headspace N2-flushing (gas phase) and pH step changes (liquid phase). A major result was the hydrogen yield increase from 1 to 3.2 (molH2/molglucose) at pH 4.5 and N2-flushing of 58.4 L/d. This yield is close to the theoretical acidogenic value (4 molH2/molglucose).The thermodynamic model, based on the assumption that acidogenic fermentation is characterised by limited energy available for biological process, allowed to explain the mechanisms that govern hydrogen metabolic shifts, showing that the synthesis of extra hydrogen, i.e. yield of 3.2 (molH2/molglucose), was due to reverse H2/NAD+ redox reaction, which is thermodynamically feasible at low hydrogen partial pressures (e.g. 0.02 bar). Moreover, low hydrogen yields were explained by the action of homoacetogenesis hydrogen consuming reaction. However, the model was not capable to explain the metabolic shifts of acetate, butyrate and ethanol on acidogenic glucose fermentation

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Avlianou, Arapinis Hélène. "Suivi analytique en paramètres conservatifs : DCO et CT du fonctionnement de systèmes d'épuration ou de valorisation d'effluents mettant en oeuvre la fermentation anaérobie en biogaz." Paris 12, 1990. http://www.theses.fr/1990PA120052.

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Abstract:

Le carbone total (ct) et la demande chimique en oxygene (dco), en tant que parametre refletant en masse d'oxygene consomme le pouvoir reducteur du carbone contenu dans une biomasse, constituent des parametres conservatifs pour toute transformation anaerobie de la biomasse en question. Une exploitation conjointe de ces deux parametres permet l'evaluation a priori de la productivite maximale en methane et biogaz d'une biomasse, ainsi que des performances d'un equipement de fermentation methanique et en particulier celle du rendement d'extraction par cet equipement du methane equivalent au pouvoir reducteur de la biomasse. La comparaison entre les grandeurs calculees a partir de l'abattement de la dco et du ct et les valeurs reelles des volumes de biogaz produits lors d'une fermentation anaerobie en lit bacterien fixe d'un substrat artificiel montre la fiabilite de ces criteres. Le suivi analytique en grandeurs conservatives d'une installation industrielle pilote a permis une evaluation fiable des differents equipements mis en jeu. L'examen, selon les memes vues, des resultats d'analyses transmis par des responsables d'importantes stations d'epuration urbaines font apparaitre des incoherences entre certaines grandeurs transmises et montrent le besoin d'une normalisation de procedures d'analyse et d'exploitation en grandeurs conservatives

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Lefebvre, Jérôme. "Modélisation des systèmes membranaires à micro-organismes immobilisés. Etude de l'évolution spatio-temporelle et des paramètres influençant ces systèmes." Rouen, 1994. http://www.theses.fr/1994ROUES037.

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Abstract:

Les travaux présentés concernent la modélisation des systèmes membranaires à micro-organismes immobilisés. La modélisation est basée sur le système expérimental de la fermentation anaérobie du glucose par des bactéries Escherichia coli immobilisées dans des membranes d'agar. Une méthodologie de la modélisation du système de fermentation en suspension a été développée puis adaptée au système immobilisé. Après validation du modèle, une étude systématique des paramètres influençant ces systèmes qui développent une hétérogénéité de la répartition spatiale des micro-organismes immobilisés a été réalisée. Ces résultats permettent de mieux comprendre l'évolution dynamique des systèmes en diffusion-réaction-croissance et d'envisager le contrôle et l'optimisation des bioprocédés existants

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Rafrafi, Yan. "Impact des facteurs biotiques sur le réseau métabolique des écosystèmes producteurs d’hydrogène par voie fermentaire en culture mixte." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20249/document.

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Abstract:

De nos jours, les cultures mixtes sont considérées comme une sérieuse alternative aux cultures pures pour les procédés de biotechnologie. En effet, les cultures mixtes peuvent fonctionner en réacteur continu, dans des conditions non-stériles et traiter une grande variété de substrats organiques. La principale restriction de l'utilisation de ces bioprocédés en cultures mixtes réside dans leur instabilité liée à la présence de voies métaboliques non désirées résultant d'interactions microbiennes complexes. Notamment, le rôle des bactéries de faible abondance reste à être élucidé. Ce travail a donc consisté, dans un premier temps à déterminer le rôle des bactéries minoritaires dans la production d'hydrogène par voie fermentaire en utilisant un chémostat alimenté en continu avec un milieu à base de glucose. Sept inocula ont été cultivés dans les mêmes conditions opératoires. De façon remarquable, Clostridium pasteurianum a été retrouvé comme espèce dominante de l'écosystème six fois sur sept. Seules la nature et la diversité des espèces minoritaires variaient d'un écosystème à l'autre. Ainsi, il a été montré que la structure des communautés microbiennes a une influence significative sur la production de bio-hydrogène. Au sein de ces communautés, les bactéries en proportion minoritaires jouent un rôle clé en orientant le métabolisme globale de l'écosystème. La deuxième étape de ce travail a consisté à utiliser certaines de ces espèces minoritaires comme Ingénieurs Ecologiques des Ecosystèmes microbiens (IEEM). Pour cela, la structure d'une communauté microbienne productrice d'hydrogène a été modifiée artificiellement en introduisant des souches bactériennes exogènes aux fonctions redondantes et/ou complémentaires des souches indigènes. Les résultats en réacteur batch ont montré que les performances de production d'hydrogène pouvaient être améliorées jusqu'à un facteur 3,5 par l'ajout de certaines souches. Dans l'ensemble, les résultats obtenus ne peuvent être expliqués par de simples interactions trophiques et suggèrent la présence de mécanismes d'interactions de coopération entre microorganismes. De plus, sous des conditions opératoires plus favorables (inoculum, milieu), l'insertion de certaines espèces minoritaires a permis plutôt de stabiliser le métabolisme de l'écosystème microbien sans pour autant en affecter favorablement la production d'hydrogène. Dans tous les cas, les interactions compétitives n'ont pas été favorables à la production d'hydrogène. Enfin, des essais en réacteur continu ont montré que le mode d'implantation des souches peut être un facteur primordial pour l'utilisation d'IEEM. En conclusion, ce travail a montré la potentialité d'utiliser des bactéries exogènes, en proportions minoritaires, comme facteurs biotiques pour stabiliser et/ou orienter les métabolismes microbiens vers des fonctions d'intérêt au sein des cultures mixtes microbiennes
Nowadays mixed cultures are considered as a serious alternative to pure cultures in biotechnological processes. Mixed cultures can be operated continuously, under unsterile conditions and from various organic substrates. One of the most constraints remains the chronic instability of the mixed culture processes due to the presence of unwanted metabolic pathways resulting from complex microbial interactions. More particularly the role of bacteria in low abundance remains to be elucidated. Therefore this work consisted initially to determine the contribution of sub-dominant bacteria to fermentative hydrogen production using a chemostat continuously fed with a glucose-based medium. Seven inocula were grown under the same operating conditions. Interestingly, Clostridium pasteurianum was found as dominant in six assays on seven at steady state. Only the minority bacterial population differed with regards to their identity and diversity. Acting as true keystone species, these minority bacteria impacted substantially the metabolic network of the overall ecosystem despite their low abundance. In a second step, this work consisted in using some of these minority species as Ecological Engineers of Microbial Ecosystem (EEME). In order to study this aspect, the structure of a hydrogen-producing microbial community has been artificially modified by adding exogenous bacterial strains with redundant functions and/or complementary native strains. Results in batch reactors have shown that the hydrogen production performances could be improved to a 3.5 factor by the addition of certain strains. Results obtained can not be explained by simple trophic interactions and suggest the presence of interaction mechanism of cooperation among microorganisms. Moreover, under more favourable operating conditions (inoculum, culture medium), the addition of certain species in low abundance could stabilize the metabolism of microbial ecosystem without necessarily favourably affect the hydrogen production. In all cases, competitive interactions were not favourable for hydrogen production. Trials were then realised in continuous reactors. These trials have shown that the method used to implant strains in reactors could be a key factor for using the EEME.As a conclusion, this study has shown the potential to use exogenous bacteria, in minority proportions, as biotic factors to stabilised and/or guides microbial metabolisms to functions of interest within microbial mixed cultures

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Burel, Catherine. "Le contrôle de la digestion anaérobie des eaux usées : signification des différents paramètres de la méthanisation : choix du débit de biogaz comme indicateur de fonctionnement." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPI229.

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Abstract:

Ayant étudié le processus biologique de méthanisation, il a paru nécessaire, dans une optique de mise en place industrielle, d'optimiser ses performances et sa conduite : — en choisissant un protocole de conduite des installations efficace, — en maintenant un taux de biomasse important dans le réacteur (procédés intensifs), — en évitant tout déséquilibre de ce processus fermentaire, par un suivi attentif des paramètres de contrôle de la fermentation. Ces deux derniers points sont importants, en raison du faible taux de croissance des bactéries méthanigènes ; un lessivage ou un mauvais état de cette biomasse a pour conséquence redémarrage difficile de la fermentation. Il reste que la méthanisation est actuellement utilisée comme technique de traitement biologique de certains rejets et déchets agricoles ou industriels. L’utilisateur recherche le traitement de ses déchets au moindre coût, il souhaite une automatisation de l'installation. Le contrôle d'un fermenteur de méthanisation se heurte principalement aux problèmes de coût et d’automatisation des capteurs (problème d’encrassement par exemple). Cette étude a pour objectifs : — de faire le point sur les paramètres de la méthanisation, en les définissant, en étudiant leur signification, leur importance et leur mesure, — de proposer des paramètres de suivi nécessaires et suffisants pour le contrôle d'un digesteur, en précisant les qualités et limites du contrôle choisi. Nous nous intéresserons à un paramètre « d’alerte », de mesure simple et si possible automatisable, permettant de détecter assez rapidement les accidents de fermentation la nature et l’importance de l’accident ne seront pas pour autant déterminés. Le suivi du digesteur est donc peu précis mais relativement efficace et surtout simple à manier. Les moyens utilisés pour mener à bien cette étude ont été : — une recherche bibliographique, — le suivi d'un pilote de méthanisation, sur une durée d’environ une année (Janvier 1984 - Janvier 1985) le réacteur était de taille semi-industrielle (1. 37 M3) et d'un système complet de mesure. Les points étudiés dans ce rapport sont les suivants — recherche bibliographique. Le processus et les procédés de méthanisation ont été décrits. Les paramètres qui caractérisent le système de méthanisation et ceux qui contrôlent son bon fonctionnement ont été passés en revue et définis minutieusement. Il a été fait une étude cinétique et stoëchiométrique de cette fermentation, permettant une approche vers la modélisation. Des exemples d’accidents de fermentation ont été décrits, quelques propositions de conduite et de suivi d'un fermenteur de méthanisation ont été détaillées. — description du matériel et des méthodes analytiques utilisées lors de nos essais. Un point important concerne la mesure de certains paramètres de suivi : PH, débit de gaz, analyse du gaz, rendement D. C. O. (totale et soluble), A,G,V„ etc. . . , et leurs possibles automatisations. — exploitation des résultats des essais. Nous avons analysé l’évolution de certains paramètres de suivi précédemment cités. Le débit de gaz semble rendre compte, avec un temps de réponse court et de façon très nette, de l’évolution de la charge entrante d’alimentation du digesteur. La mesure de ce paramètre est relativement aisée, son automatisation possible, ce qui ne semble pas le cas pour la mesure des A. G. V. . . Ces constatations ont été appuyées par l’examen de données bibliographiques. L’étude stoëchiométrique et cinétique du processus de méthanisation nous a alors suggéré d’étudier sur ces points d’équilibre (pas d’inhibition de l’activité bactérienne), pour une biomasse adaptée au substrat, les corrélations suivantes : M3 gaz x M-3 DIG x J-1 = f (kg DCO entrée x M—3 DIG x J—1) - M3 CH4 x = fn (kg DCO éliminée x J—1). Nous avons étudié les conditions d’existence de ces corrélations, sur nos résultats et à partir de données de la littérature (traitements d'un effluent de sucrerie à Thumeries par la société S. G. N. D'un effluent de laiterie sur filtre par la société Degrémont, de boues à Achères, etc…). Notre démarche a ensuite été la suivante : — à partir des régressions présentant des valeurs de i2 correctes (r2 >0. 6), calcul d'une zone de confiance de la corrélation linéaire, — étude des points d’accidents de la fermentation et calcul de la probabilité, pour ces points, de se situer en dehors de la zone de confiance, — proposition d'un protocole d' alerte du fonctionnement du digesteur, basé sur le paramètre production de gaz et la connaissance de la zone de confiance de la corrélation correspondante, établie à partir des résultats des essais. Nous avons, en conclusion, établi les limites et les avantages d'une telle proposition de suivi d'un digesteur.

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Gharsallah, Néji. "Mise au point d'un procédé de valorisation et de dépollution des eaux usées des huileries (margines) : production de protéines d'organismes unicellulaires par culture aérobie de levure : production de biogaz par fermentation anaérobie." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPI264.

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Auer, Lucas. "Vers la maîtrise des communautés microbiennes lignocellulolytiques : impact de la source d'inoculum et du prétraitement du substrat sur le fonctionnement des communautés." Thesis, Toulouse, INSA, 2016. http://www.theses.fr/2016ISAT0050/document.

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Abstract:

La lignocellulose est le composant principal des parois végétales et donc le biopolymère végétal le plus abondant sur Terre. Sa transformation en molécules d’intérêt industriel est donc une voie prometteuse pour diminuer la consommation de ressources fossiles. Au sein de la plateforme des carboxylates, la transformation de la lignocellulose repose sur l’utilisation de communautés bactériennes. Mais s’ils sont augmentés par des approches de prétraitement du substrat, les rendements sont encore faibles. Afin de les améliorer, nous avons ici testé les capacités de dégradations de communautés microbiennes issues de l’enrichissement de rumen bovin et d’intestin de termites. Afin de caractériser l’effet de la source d’inoculum et du prétraitement du substrat sur le fonctionnement des communautés sélectionnées, une approche de séquençage 16S a été utilisée. Celle-ci a permis la comparaison des compositions de communautés obtenues, mais également de leurs dynamiques au cours de la transformation du substrat lignocellulosique. Les conditions de culture imposées semblent avoir un effet très fort sur la composition des communautés sélectionnées puisque malgré leurs différences, celles-ci présentent d’importantes similitudes et sont bien plus proches que ne l’étaient les inocula initiaux. Enfin, les communautés associées à la dégradation du substrat lignocellulosique montrent des dynamiques très marquées, caractérisées par une importante baisse de diversité et la dominance de quelques populations bactériennes seulement lors du maximum de dégradation
Lignocellulose is the main component of vegetal cell wall and is thus the most abundant biopolymer on Earth. Its conversion into industrially relevant molecules is of concern to reduce fossil resources consumption. In the dedicated carboxylates platform, lignocellulose conversion relies on the metabolic potential of microbial consortia, but lignocellulose transformation rates can still be improved, despite substrate pretreatment approaches. In order to improve these rates, we here tested the transformation capacities of microbial communities originated from cow rumen and termite guts. 16S sequencing was used to characterize the effects of inoculum source and substrate pretreatment on the selected communities’ functioning. It allowed the comparison between obtained communities, but also between their dynamics during lignocellulose transformation. Culture conditions appeared to have a strong effect on the selected communities, which presented high similarities despite differences between initial inocula. Finally, communities associated to lignocellulose degradation showed marked dynamics, with a strong decrease in diversity indexes and the dominance of a few bacterial populations during the degradation maximum

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Monlau, Florian. "Application of pretreatments to enhance biohydrogen and/or biomethane from lignocellulosic residues : linking performances to compositional and structural features." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20178/document.

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Abstract:

Dans le futur, différentes sources d'énergies renouvelables comme les énergies de seconde génération produites à partir de déchets lignocellulosiques seront nécessaires pour palier à l'épuisement des énergies fossiles. Parmi ces énergies de seconde génération, le biohydrogène, le méthane et l'hythane produits à partir de procédés fermentaires anaérobies représentent des alternatives prometteuses. Cependant la production de biohydrogène et de méthane à partir de résidus lignocellulosiques est limitée par leurs structures récalcitrantes et une étape de prétraitement en amont des procédés fermentaires est souvent nécessaire. Ce travail a pour but d'étudier l'impact des facteurs biochimiques et structurels des résidus lignocellulosiques sur les performances de production d'hydrogène et de méthane, pour pouvoir par la suite développer des stratégies de prétaitements adaptées. Tout d'abord, sur un panel de vingt substrats lignocellulosiques, les potentiels hydrogène et méthane ont été corrélés aux paramètres biochimiques et structurels. Les résultats ont mis en évidence que le potentiel hydrogène est uniquement corrélé positivement à la teneur en sucres solubles. La production de méthane quant à elle est négativement corrélée à la teneur en lignine et, à un moindre degré, à la cristallinité de la cellulose, mais positivement à la teneur en sucres solubles, holocelluloses amorphes et protéines. Par la suite, des stratégies de prétraitements ont été établies pour améliorer la production d'hydrogène et de méthane. Le couplage prétaitements alcalins/enzymatique ainsi que les prétraitements à l'acide dilué, efficaces pour solubiliser les holocelluloses en sucres solubles ont été appliqués en amont de la production d'hydrogène. En combinant le pretraitement alcalin avec une hydrolyse enzymatique, le potentiel hydrogène des tiges de tournesol fut multiplié par quinze. En revanche, suite aux prétraitements acides, la production d'hydrogène fut inhibée à cause de la libération de sous-produits (furfural, 5-HMF et composés phénoliques) engendrant un changement d'espèces bactériennes vers des espèces non productrices d'hydrogène. Pour la production de méthane, cinq prétraitements thermo-chimiques (NaOH, H2O2, Ca(OH)2, HCl and FeCl3) efficaces pour délignifier ou solubiliser les holocelluloses ont été étudiés. Parmi ces prétraitements, la meilleure condition fut 55°C à une concentration de 4% NaOH pendant 24 h, résulant en une augmentation du potentiel méthane variant de 29 à 44 % en fonction des tiges de tournesol. Cette condition fut par la suite validée en réacteurs anaérobies continusavec une augmentation de 26.5% de la production de méthane. Un procédé à deux étages couplant la production d'hydrogène en batch suivi de la production de méthane en continu fut aussi étudié. Néanmoins, aucune différence significative en termes d'énergie produite ne fut observée entre les procédés à deux étages (H2/CH4) et à un étage (CH4)
In the future, various forms of renewable energy, such as second generation biofuels from lignocellulosic residues, will be required to replace fossil fuels. Among these, biohydrogen and methane produced through fermentative processes appear as interesting candidates. However, biohydrogen and/or methane production of lignocellulosic residues is often limited by the recalcitrant structure and a pretreatment step prior to fermentative processes is often required. Up to date, informations on lignocellulosic characteristics limiting both hydrogen and methane production are limited.Therefore, this work aims to investigate the effect of compositional and structural features of lignocellulosic residues on biohydrogen and methane performances for further developping appropriate pretreatments strategies. Firstly, a panel of twenty lignocellulosic residues was used to correlate both hydrogen and methane potentials with the compositional and structural characteristics. The results showed that hydrogen potential positively correlated with soluble carbohydrates only. Secondly, methane potential correlated negatively with lignin content and, in a lesser extent, with crystalline cellulose, but positively with the soluble carbohydrates, amorphous holocelluloses and protein contents. Pretreatments strategies were further developed to enhance both hydrogen and methane production of sunflower stalks. Dilute-acid and combined alkaline-enzymatic pretreatments, which were found efficient in solubilizing holocelluloses into soluble carbohydrates, were applied prior to biohydrogen potential tests. By combined alkaline-enzymatic pretreatment, hydrogen potential was fifteen times more than that of untreated samples. On the contrary, hydrogen production was inhibited after dilute-acid pretreatments due to the release of byproducts (furfural, 5-HMF and phenolic compounds) that led to microbial communities shift toward no hydrogen producing bacteria. Similarly, methane production, five thermo-chemical pretreatments (NaOH, H2O2, Ca(OH)2, HCl and FeCl3) found efficient in delignification or solubilization of holocelluloses, were considered. Among these pretreatments, the best conditions were 55°C with 4% NaOH for 24 h and led to an increase of 29-44 % in methane potential of sunflower stalks. This pretreatment condition was validated in one stage anaerobic mesophilic continuous digester for methane production and was found efficient to enhance from 26.5% the total energy produced compared to one stage-CH4 alone. Two-stage H2 (batch) / CH4 (continuous) process was also investigated. Nevertheless, in term of energy produced, no significant differences were observed between one-stage CH4 and two-stage H2 /CH4

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Bousserrhine, Noureddine. "Étude de paramètres de la réduction bactérienne du fer et application à la déferrification de minéraux industriels." Nancy 1, 1995. http://www.theses.fr/1995NAN10408.

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Abstract:

Les processus naturels de dissolution des oxydes de fer ferrique peuvent faire appel a des mécanismes d'acidification, complexation et réduction qui modifient et déplacent les conditions du milieu vers des domaines d'instabilité géochimique des oxydes. Parmi ces processus naturels, la réduction provoquée par des bactéries anaérobies facultatives et anaérobies strictes apparait particulièrement efficace. Une bactérie (clostridium butyricum) isolée d'un sol ferralitique ou des phénomènes de solubilisation d'oxydes de fer entrainant le jaunissement et le blanchiment des sols ont été observés, a montré une forte activité réductrice du fer. Les études expérimentales ont montré la sensibilité des activités globales et ferri-réductrices à certains paramètres environnementaux. Une bonne anaérobiose et une forte densité de l'inoculum se sont révélées des facteurs clés pour promouvoir et améliorer les vitesses de solubilisation des oxydes de fer. L’étude du contact bactéries- minéral a montré la nécessité d'une proximité entre les deux acteurs de la réduction pour l'expression de l'activité réductrice. La solubilisation indirecte par les acides organiques majoritairement produits par la bactérie est négligeable malgré des conditions de ph et de Eh qui se situent en dehors des domaines de stabilité des oxydes de fer. La microscopie électronique couplée aux techniques de coloration spécifique a montré des liaisons bactéries minéral par des fibrilles polysaccharidiques ainsi que l'existence d'exoprotéines qui pourraient être impliquées dans l'adhésion ou dans le transfert d'électrons. L’étude du métabolisme fermentaire parallèlement à la réduction du fer a montré la production des acides acétiques et butyriques dont le rapport peut être un indice de l'efficacité de la solubilisation. Les conditions nutritionnelles (sels minéraux, Ph, nature de la source carbonée, nature de l'accepteur d'électrons), suffisent à modifier le métabolisme de la souche étudiée et par conséquent le déroulement de la réduction. Dans ce cadre l'interaction des nitrates et de la réduction du fer est discutée. Le rôle de la réduction bactérienne dans la dissolution des oxyhydroxydes et dans la mobilisation des métaux lourds qui leurs sont associés a été clairement établie en utilisant des oxydes synthétiques et naturels. L’effet stabilisateur des oxydes par certains éléments comme le chrome et l'aluminium est souligné. L’application de la réduction bactérienne du fer à la déferrification et à la valorisation de minéraux industriels (kaolins, sable, ilménite) a été étudiée. Comparativement aux traitements chimiques conventionnels, l'activité bactérienne se distingue par sa sélectivité et la préservation des propriétés cristallochimiques du minéral traité. Elle s'accompagne dans le cas des kaolins par exemple de forts blanchiments correspondant à la solubilisation des deux pigments essentiels contenus dans ces minéraux (gthite et hématite). Une approche d'étude pilote de ce procédé est abordée et a conduit à un schéma d'un dispositif simple à concevoir

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Creti, Christian. "Fermentation méthanique et désulfuration de gaz par voie bactérienne : proposition d'un bioréacteur de désulfuration, optimisation des deux opérations du procédé." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066309.

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Abstract:

Conception et réalisation d'un pilote de laboratoire de 20 litres, garni de supports bactériens en PVC, en vue de produire du biogaz (avec des teneurs en H2s au moins égales à 0,3%. ) Emploi de déchets agro-alimentaires riches en sulfates. L'automatisation est réalisée en connectant des capteurs et des actionneurs à un ordinateur industriel. Le biogaz produit passe en continu et en ligne dans un bioréacteur de désulfuration en molécules organiques. Proposition d'un modèle intégrant les différentes vitesses de réaction. Perspectives de synthèse de molécules à haute valeur ajoutée.

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Desvaux, Mickaël. "La fermentation de la cellulose par Clostridium cellulolyticum : métabolisme modèle d'un Clostridium cellulolytique mésophile." Nancy 1, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2001_0174_DESVAUX.pdf.

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Abstract:

Clostridium cellulolyticum est une bactérie cellulolytique anaérobie mésophile, dont le métabolisme carboné fut jusqu'à présent étudié sur cellobiose. En batch sur une cellulose native cette bactérie apparaît sensible à l'acidification tandis qu'à pH régulé l'arrêt de croissance est le résultat d'un flux carboné entrant élevé entraînant l'accumulation de composé(s) intracellulaire(s) inhibiteur(s). L'analyse des flux métaboliques en chémostat sur cellulose en conditions limitantes et/ou saturantes de carbone et/ou d'ammonium a montré que (i) le cellulosome régule le flux carboné entrant (ii) plus la cellodextrine incorporée est longue et plus il y a de glucose 1-phosphate généré (iii) la phosphoglucomutase contrôle l'entrée du flux carboné vers la glycolyse (iv) le glycogène absorbe le surplus de carbone (v) le noeud métabolique du pyruvate est capital dans le contrôle du flux électronique et énergétique (vi) les flux restent globalement inférieurs à ceux obtenus sur cellobiose
So far carbon metabolism of Clostridium cellulolyticum, a mesophilic cellulolytic anaerobic bacteria, has been only investigated with cellobiose. In batch with cellulose, this bacterium appears sensitive to the acidification while in pH-control culture the growth arrest results from a high entering carbon flow leading to the accumulation of intracellular inhibitory compound(s). The metabolic flux analysis in chemostat fed with cellulose under limited or saturated conditions of carbon and/or ammonium showed (i) the carbon entry was regulated by the cellulosome (ii) the longer the cellodextrin incorporated into the cell is, the more the glucose 1-phosphate is generated (iii) the phosphoglucomutase control the orientation of the flux towards glycolyse (iv) the glycogen buffer the carbon surplus (v) the pyruvate metabolic node is of key importance in electronic and energetic fluxes regulation (vi) the metabolic fluxes remain always lower with cellulose than those obtained with cellobiose

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Roy, Francis. "Fermentation méthanique des déchets glucidiques solides et des lipides : expérimentations en fermenteurs pilotes : caractérisation de bactéries anaérobies strictes réalisant la Béta-oxydation des acides gras à longues chaînes." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10045.

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Abstract:

Les différentes technologies de méthanisation des substrats glucidiques et lipidiques. Étude des conditions de température, de pression partielle en hydrogène, de microbiologie de ces fermentations anaérobies.

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Clarens, Manuel. "Etude de la fermentation de l'acétate par une bactérie méthanogène acétoclaste : Methanosarcina sp. MSTA-1." Toulouse, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAT0030.

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Abstract:

La fermentation de l'acetate par une bacterie methanogene thermophile acetoclaste, methanosarcina sp. Msta-1, est etudiee. L'etude de l'influence des parametres physico-chimiques sur la cinetique et la stchiometrie de la fermentation de l'acetate montre que la souche presente un optimum de croissance #m#a#x=vitesse specifique maximale de croissance (#m#a#x=0,050-0,055 h##1) a 55#oc, dans une zone de ph de 6,5-7,5 unites et pour une concentration initiale en acetate comprise entre 50 et 100 mm. Contrairement au rendement de methane, les rendements cellulaires sont dependants des conditions physico-chimiques. La consommation energetique de maintenance apparait etre a l'origine de ce decouplage entre la croissance et la methanogenese. Contrairement a d'autres bacteries methanogenes. Methanosarcina sp. Msta-1 ne peut assimiler l'azote moleculaire. Une etude comparee entre la fermentation de l'acetate et celle du methanol au niveau cinetique et au niveau des teneurs intracellulaires en nucleotides adenyliques indique que la charge energetique de la cellule est independante des activites specifiques et du caractere energetique du substrat

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Rosenfeld, Eric. "Réponse à l'oxygène de saccharomyces cerevisiae en conditions de fermentation alcoolique (modèle oenologique). Etude des voies de consommation d'oxygène." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20125.

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Chowdhury, Iffat. "Étude des interactions entre la levure Saccharomyces cerevisiae et des bactéries anaérobies strictes, contaminants de la bière, de type Pectinatus et Megasphaera." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10053.

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Abstract:

Pendant la fermentation du mout, par la levure Saccharomyces cerevisiae, nous avons montre que l'oxygénation préalable, traditionnelle en brasserie, n'élimine pas totalement le risque de contamination de la bière par des bactéries anaérobies strictes telles que Pectinatus cerevisiiphilus ou Megasphaera cerevisiae. En effet, à 15°C, les conditions anaérobies sont rapidement retrouvées grâce à la croissance des levures ; les bactéries contaminantes survivantes se développent alors lentement pour atteindre des concentrations cellulaires finales de 2,6 x10#6 cellules/ml pour Pectinatus et 6 x10#6 cellules/ml pour Megasphaera. Dans ces conditions leurs produits de fermentation, acide propionique, acide butyrique et acide acétique s'accumulent en quantité telle qu'ils altèrent les qualités organoleptiques de la bière contaminee. L'étude en condition pilote de l'évolution des populations de P. Cerevisiiphilus et M. Cerevisiae lors de la réutilisation répétée de fonds de cuve montre que la qualité de la bière est significativement altérée à partir du troisième recyclage pour un ensemencement de 4800 cellules bactériennes/ml et a partir du cinquième recyclage pour un ensemencement de 180 cellules bactériennes/ml. L'étude de la résistance a l'oxygène en culture pure a montre que P. Cerevisiiphilus et M. Cerevisiae sont capables de résister plusieurs heures dans du mout sature en oxygène malgré leur caractère anaérobie strict. La résistance à l'oxygène est fortement influencée par la température, elle est beaucoup plus faible à 32°C qu'a 15°C et 8°C. La résistance est nettement plus élevée en culture mixte avec S. Cerevisiae qui protégerait ces bactéries en absorbant l'oxygène et en créant à sa périphérie une zone pauvre en oxygène dissous.

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Arroua, Boussad. "Caractérisation des interactions entre les bactéries de réservoirs pétroliers et les interfaces eau-hydrocarbures-roche." Thesis, Pau, 2016. http://www.theses.fr/2016PAUU3053/document.

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Abstract:

La récupération assistée des hydrocarbures par des microorganismes (MEOR) est une technologie potentiellement utilisable pour améliorer l’efficacité de l’extraction pétrolière. Cette technique utilise les capacités métaboliques de certaines souches bactériennes pour récupérer les huiles des réservoirs. Cependant, le manque de connaissances sur la physiologie et les activités métaboliques des microorganismes des réservoirs est un obstacle majeur pour le développement de cette approche. L’objectif de ce travail était d’étudier la physiologie des microorganismes indigènes de réservoirs pétroliers, en déterminant leurs capacités métaboliques, leurs conditions de croissances et leur positionnement taxonomique. Pour cela, trois activités physiologiques d’intérêt pour la MEOR : (1) la dégradation de l’hexadécane ;(2) la production de biosurfactant et (3) la formation de biofilm ont été évaluées sur 84 souches bactériens anaérobies isolées exclusivement de plusieurs réservoirs pétroliers. Ces isolats appartiennent à deux groupes métaboliques : les bactéries sulfato-réductrices (BSR) et les anaérobies fermentaires. Ainsi, cette prospection à donner une image de la diversité des souches de réservoirs possédant des activités appropriées pour la MEOR. Le séquençage et l’analyse phylogénétique du gène codant pour L’ARNr 16S a permet d’identifier deux nouvelles espèces bactériennes d’anaérobies fermentaires, SRL 4223 et SRL 4209 capables de produire des biosurfactants. Ainsi la caractérisation de ces deux isolats a révélé que la souche SRL 4223 présentait toutes les caractéristiques phénotypiques et génétiques autorisant sa classification un nouveau genre nommé Pleomorphochaeta caudata et que la souche SRL 4209 peut être affilié comme une nouvelle espèce de ce nouveau genre
The Microbial enhanced oil recovery (MEOR) is a potentially useful technology to improve the efficiency of oil extraction. This technique utilizes microorganisms and/or their metabolites (biosurfactants, polymers, biomass…etc.) to recover oil from reservoirs. However, the lack of basic knowledge about physiology and metabolic capacities of reservoir microorganisms is a major obstacle for the development of this approach. The objective of this work was to study the physiology of indigenous reservoir microorganisms by determining their metabolic capacities, their growth conditions and their taxonomic position. For this, three activities related to MEOR: (1) hexadecane degradation; (2) biofilm formation and (3) biosurfactant production were evaluated on 84 anaerobic bacterial strains isolated exclusively from several petroleum reservoirs. These isolates belong to two metabolic groups: sulfate-reducing bacteria (SRB) and anaerobic fermentative bacteria. This study gives a picture of the diversity of indigenous strains possessing proper activities for MEOR. Sequencing and phylogenetic analysis of 16S rRNA gene identified two new species of fermentative bacteria: SRL 4223 and SRL 4209, capable of producing biosurfactants. Characterization of these isolates revealed that the strain SRL 4223 had all the phenotypic and genetic characteristics allowing its classification as a new genus named Pleomorphochaeta caudata and the strain SRL 4209 was affiliated as a new species of this genus

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Grobost, Béatrice. "Identification de 32 souches de bacilles à gram positif asporulés anaérobies stricts : comparaison des tests conventionnels et des galeries d'identification rapide." Bordeaux 2, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR2P066.

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Loubière, Pascal. "Caractérisation physiologique de la fermentation acétogène de Eubacterium limosum : limitation du flux carbone et mécanismes d'inhibition." Toulouse, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAT0012.

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Abstract:

Les comportements cinetiques de eubacterium limosum, bacterie methylotrophe acidogene, sont clairement determines sur methanol et glucose. Le role exact des co-substrats possibles du methanol (co#2 ou acetate) est elucide et les limitations des flux carbones qui imposent les vitesses de croissance sont definies. Une strategie de selection passive a permis l'obtention d'un mutant capable de se developper sur methanol/acides organiques en absence de co#2. Des conditions precises de melanges de substrats, glucose et methanol, ont conduit, d'une part a une estimation des goulets d'etranglement et des regulations metaboliques mises en jeu, d'autre part a une amelioration de la croissance de e. Limosum en termes de taux de croissance maximal, de rendement en biomasse, et de production d'acides. Enfin, un transporteur de butyrate capable d'equilibrer le gradient de butyrate et le potentiel transmembranaire est mis a jour. Il resulte de son activite, certainement inductible, un cycle futile protonophore createur d'une limitation energetique expliquant le ralentissement precoce de la croissance en fermentation discontinue, et la baisse de la concentration en biomasse associee a une augmentation de la maintenance en culture continue

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Fadlalla, Mohamed Elyaman. "Rétention, transport de matière et conversion dans un réacteur transpaille." Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20124.

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Abstract:

Les resultats des experimentations destinees a caracteriser le systeme transpaille sont presentes apres une synthese bibliographique sur les methodes de valorisation energetique de la biomasse agricole. Tous les essais ont ete realises dans un pilote de 120 litres. Les resultats ont permis d'etablir des relations entre la retention de solide et la concentration injectee ainsi que l'influence de la variation de la concentration injectee sur le regime permanent dans le reacteur. Le regime d'ecoulement de la phase solide, le temps de passage et les principes qui le gouvernent, le melange de la phase liquide ont ete egalement definis. Quant aux principales variables operatoires, des valeurs optimales du temps de passage et de la charge volumique ont ete determinees

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Soccol, Carlos Ricardo. "Physiologie et métabolisme de rhizopus en culture solide et submergée en relation avec la dégradation d'amidon cru et la production d'acide L (+) lactique." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD490.

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Abstract:

Les champignons filamenteux appartenant au genre Rhizopus présentent un grand intérêt dans différents domaines de l'industrie des biotechnologies. Ce travail concerne l'étude de la physiologie, de la croissance de Rhizopus ainsi que, son métabolisme et sa production d'acide L (+) lactique, en milieu liquide et solide. Il a été montré que la majorité des souches de Rhizopus tolèrent bien des concentrations de 5 à 10% de CO2. Par contre, à partir de 16 à 20% de CO2, un ralentissement de la vitesse de croissance est observé. Certaines souches peuvent se développer en anaérobiose. Le seigle s'est montré comme le meilleur substrat pour la production massive d'inoculum. La productivité maximale obtenue a été de 4,8 x 108 sporangiospores / jour et par g de matière sèche. La culture de Rhizopus en milieu solide, sur granules de manioc, nous a montré la capacité importante de certaines souches à dégrader l'amidon cru du manioc. La régulation du métabolisme à travers du contrôle du pH et de l'aération s'est révélée fondamentale pour la production d'acide L (+) lactique ou d'éthanol par Rhizopus. En aérobiose, dans un milieu tamponné avec CaCO3, le champignon produit en grande quantité l'acide L (+) lactique. Par contre, en anaérobiose, son métabolisme est dirigé vers la production d'éthanol. L'étude comparative entre la production d'acide L (+) lactique en bioréacteurs (BIOLA-FITTE 2L) et en milieu solide avec comme support la bagasse de canne à sucre a montré que : la concentration optimale de glucose en milieu liquide est de l'ordre de 120 g/l, par contre en milieu solide elle est de 180 g/l; la production maximale d'acide L (+) lactique en milieu liquide est de l'ordre de 94 g/l, par contre en milieu solide elle atteint à 137 g/l; la productivité en acide L (+) lactique en milieu liquide est de l'ordre de 1,38 g/l. H. , par contre en milieu solide elle est de 1,43 g/l. H; le rendement de la fermentation est de l'ordre de 77% soit en milieu solide, soit en milieu liquide. Ces résultats démontrent que la fermentation en milieu solide offre de nombreux avantages par rapport à la fermentation en milieu liquide. L'intérêt de la FS réside dans les faibles coûts de l'opération, les faibles dépenses d'énergie et dans l'obtention de fortes concentrations d'acide. Son application semble donc intéressante dans l'industrie pharmacologique, médicale et alimentaire.

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Saucedo-Castañeda, Gerardo. "Contrôle du métabolisme de "Schwanniomyces castellii" cultivé sur support solide." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20272.

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Abstract:

Ce travail porte sur la culture de schwanniomyces castellii, levure amylolytique a capacite fermentaire, en fermentation solide (fs) sur bagasse (residu de l'extraction du sucre de canne). L'analyse des gaz de fermentation s'est revelee comme l'outil le plus important pour l'etude des cultures en aerobiose et en anaerobiose. Deux outils automatises ont ete developpes pour la mesure des gaz: un qui permet d'analyser plusieurs fermenteurs simultanement et l'autre qui regule des fermenteurs en conditions non limitantes en o#2. L'adaptation de schwanniomyces a la fs nous a permis de: a) trouver le taux d'inoculation necessaire pour implanter schwanniomyces comme la flore predominante; b) demontrer le role essentiel de la regulation du ph au cours des cultures et; c) estimer le taux de croissance par la mesure du co#2. En aerobiose, le rendement en biomasse est inferieur a des taux d'aeration faible. Le systeme de regulation d'o#2 controle l'alimentation d'air dans le fermenteur, permettant d'obtenir des rendements similaires (yx/s=0,400,02) aux differentes hauteurs d'un bioreacteur cylindrique de 90 cm de hauteur. Ce systeme est simple, efficace, facile a extrapoler a d'autres fs. Aucune methode de ce type n'etait disponible jusqu'a present. La conversion d'amidon en alcool par schw. Castellii en fs a ete obtenue en conditions mixtes d'aeration: aerobie puis anaerobie. En aerobiose a lieu la production d'amylases, tandis que en anaerobiose il y a production d'alcool. L'utilisation totale de l'amidon est de 97%, dont 60% est transforme en alcool. Le rendement en ethanol est de 94. 1% par rapport a la valeur theorique. Ces resultats montrent le potentiel de schwanniomyces castellii pour la conversion directe de l'amidon en alcool par fs. L'extrapolation (echelle 410) de la production d'alcool a ete realisee efficacement grace a la conservation des bilans de chaleur et d'eau dans le milieu. Des resultats identiques dans tous les reacteurs indiquent les fortes potentialites d'application de ce critere original jamais utilise en fs

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Laouali, Mahaman Sani. "Mise au point d'une filière complète de traitement des eaux usées urbaines de régions tropicales : digesteur à biomasse fixée, lagunages à Microphytes et à Macrophytes, production piscicole." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20141.

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Abstract:

Les experimentations ont porte sur deux filieres distinctes de traitement des eaux usees urbaines: 1) fermentation anaerobie+lagunage a microphytes+pisciculture; 2) fermentation anaerobie+lagunage a macrophytes ou sont cultivees des jacinthes d'eau+pisciculture. Le traitement primaire a ete optimise par des essais a differents temps de sejour hydraulique en reacteur anaerobie a 25c dans un reacteur de 5 m#3 equipe de support de biomasse a base de fibres synthetiques regroupees en pompons. Des abattements significatifs en dco ont ete observes. Des taux de croissance de 0,6 a 0,8 g/jour ont ete obtenus sur un elevage de tilapias dans les eaux epurees

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Sabourin, Guillaume P. "Augmentation de la production d'hydrogène par l'expression hétérologue d'hydrogénase et la production d’hydrogène à partir de résidus organiques." Thèse, 2008. http://hdl.handle.net/1866/2714.

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Abstract:

La recherche de sources d’énergie fiables ayant un faible coût environnemental est en plein essor. L’hydrogène, étant un transporteur d’énergie propre et simple, pourrait servir comme moyen de transport de l’énergie de l’avenir. Une solution idéale pour les besoins énergétiques implique une production renouvelable de l’hydrogène. Parmi les possibilités pour un tel processus, la production biologique de l’hydrogène, aussi appelée biohydrogène, est une excellente alternative. L’hydrogène est le produit de plusieurs voies métaboliques bactériennes mais le rendement de la conversion de substrat en hydrogène est généralement faible, empêchant ainsi le développement d’un processus pratique de production d’hydrogène. Par exemple, lorsque l’hydrogène est produit par la nitrogénase sous des conditions de photofermentation, chaque molécule d’hydrogène constituée requiert 4 ATP, ce qui rend le processus inefficace. Les bactéries photosynthétiques non sulfureuses ont la capacité de croître sous différentes conditions. Selon des études génomiques, Rhodospirillum rubrum et Rhodopseudomonas palustris possèdent une hydrogénase FeFe qui leur permettrait de produire de l’hydrogène par fermentation anaérobie de manière très efficace. Il existe cependant très peu d’information sur la régulation de la synthèse de cette hydrogénase ainsi que sur les voies de fermentation dont elle fait partie. Une surexpression de cette enzyme permettrait potentiellement d’améliorer le rendement de production d’hydrogène. Cette étude vise à en apprendre davantage sur cette enzyme en tentant la surexpression de cette dernière dans les conditions favorisant la production d’hydrogène. L’utilisation de résidus organiques comme substrat pour la production d’hydrogène sera aussi étudiée.
The search for alternative energy sources with low environmental impact is in great expansion. Hydrogen, an elegant and simple energy transporter, could serve as means of transporting energy in the future. An ideal solution to the increasing energy needs would imply a renewable production of hydrogen. Out of all the existing possibilities for such a process, the biological production of hydrogen, also called biohydrogen, is an excellent alternative. Hydrogen is the end result or co-product of many pathways in bacterial metabolism. However, such pathways usually show low yields of substrate to hydrogen conversion, which prevents the development of efficient production processes. For example, when hydrogen is produced via nitrogenase under photofermentation conditions, each hydrogen molecule produced requires 4 molecules of ATP, rendering the process very energetically inefficient. Purple non-sulfur bacteria are highly adaptive organisms that can grow under various conditions. According to recent genomic analyses, Rhodospirillum rubrum and Rhodopseudomonas palustris possess, within their genome, an FeFe hydrogenase that would allow them to produce hydrogen via dark fermentation quite efficiently. Unfortunately, very little information is known on the regulation of the synthesis of this enzyme or the various pathways that require it. An overexpression of this hydrogenase could potentially increase the yields of substrate to hydrogen conversion. This study aims to increase our knowledge about this FeFe hydrogenase by overexpressing it in conditions that facilitate the production of hydrogen. The use of organic waste as substrate for hydrogen production will also be studied.

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Dissertations / Theses on the topic 'Fermentation anaérobie'

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