Dissertations / Theses: 'Lixiviation microbienne'

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Battaglia-Brunet, Fabienne. "Optimisation de la lixiviation bactérienne d'un concentré de pyrite cobaltifère." Aix-Marseille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX11039.

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Abstract:

La biolixiviation d'un concentre de pyrite cobaltifere par une population mixte brgm, constituee de thiobacilles et d'une bacterie morphologiquement proche de leptospirillum ferrooxidans, a ete etudiee. L'influence de plusieurs parametres a ete evaluee en culture discontinue dans des tubes air-lift. Les conditions de ph et le milieu de culture optimal ont ete determines. Un effet inhibiteur du fer ferrique a ete oberve. La temperature de biolixiviation a pu etre elevee jusqu'a 43 degres celsius. La vitesse de biolixiviation est liee a la surface de pyrite en contact avec le milieu. L'efficacite du transfert d'oxygene diminue lorsque le taux de solide augmente. La quantite de pyrite oxydee dans 100 g de pulpe ne depasse pas 10-13 g quel que soit le taux de solide. Plusieurs populations mixtes constituees de souches de collection ont ete comparees. L'association de thiobacillus ferrooxidans, t. Thiooxidans et l. Ferrooxidans, est la population la plus efficace. Une bacterie morphologiquement et physiologiquement proche de l. Ferrooxidans a ete isolee de la population mixte brgm. Sa croissance sur pyrite cobaltifere a ete favorisee par la concentration elevee en fer ferrique dans le milieu

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Pestre, Cyril. "Evaluation du rôle des activités microbiennes dans le devenir de déchets essentiellement minéraux en fonction du scénarion de valorisation ou de stockage." Lyon, INSA, 2007. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2007ISAL0047/these.pdf.

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Abstract:

La thèse vise à élaborer une méthodologie permettant d’évaluer l’évolution microbienne possible de déchets solides, majoritairement minéraux et contenant une certaine fraction de matière organique, en fonction de scénarios donnés. Le travail propose d’abord une synthèse bibliographique des aspects fondamentaux de la biodétérioration de déchets essentiellement minéraux et la synthèse des procédures existantes d’évaluation bio-physico-chimique des déchets. Dans une deuxième phase, l’étude cherche à examiner la pertinence et l’adaptabilité des tests existants d’évaluation de la biodégradabilité et plus globalement de suivi du comportement des déchets dans différents scénarios de gestion (valorisation ou stockage). A partir de ces observations, des adaptations ou de nouvelles procédures ont été mises au point afin de proposer une méthodologie générale permettant d’évaluer la biodégradabilité de déchets majoritairement minéraux contenant une fraction plus ou moins importante de matière organique. Pour cela, cinq déchets minéraux différents de part leur nature, leur process de fabrication, leur état de maturation, …, ont été sélectionnés. De nombreuses analyses physico-chimiques (analyses élémentaires des majeurs et mineurs, analyses de la fraction carbonée, essais de lixiviation, essais ANC, …) et biologiques (analyses quantitatives de la microflore et de sa biodiversité, essais de comestibilité, de biodégradabilité intrinsèque et de biolixiviation) ont été effectuées afin de caractériser le plus largement possible ces déchets. Cette étude montre clairement que la réalisation de l’ensemble de ces essais n’est pas indispensable pour étudier le comportement d’un déchet dans un scénario donné mais aussi que deux déchets a priori assez similaires peuvent se comporter différemment. Le choix des essais à réaliser doit donc être fait en fonction des objectifs recherchés et adapté à chaque déchet en fonction du scénario de gestion. La synthèse de ce travail montre que dans la plupart des cas, les essais de longues durées sont à privilégier car l’activité microbienne nécessite des phases d’adaptation parfois très longues (par exemple, une production de méthane a été mise en évidence après 500 jours d’incubation). Bien que le temps est important dans le développement de l’activité microbienne, l’analyse statistique des données a montré qu’il ne jouait pas le rôle principal dans la variabilité des résultats obtenus mais que les différences entre les déchets et principalement les conditions d’incubation testées (incubations sur solide, en suspension, en aérobiose ou anaérobiose, avec ou sans ajout d’éléments nutritifs, …) étaient prépondérants. Dans les déchets minéraux, l’activité microbienne n’est généralement pas favorisée par les conditions très alcalines du milieu et le manque de ressources nutritives (notamment de matière organique). Néanmoins, selon les conditions d’incubation, l’analyse moléculaire de l’ADN des populations par DGGE montre que des populations sont très bien établies et se développent en fonction des modifications physico-chimiques des matrices. Ces modifications peuvent être liées directement ou indirectement à l’activité des micro-organismes et entraîner une augmentation de la solubilisation des éléments métalliques polluants (Pb, Cu, Cr, Zn). L’étude a en effet montré que l’évolution physico-chimique de ces déchets influence leur évolution microbiologique et inversement
The aim of the thesis is to develop a methodology for evaluating potential microbial activities on solid waste, mainly mineral but containing a significant fraction of organic matter, according to possible scenarios of use. In a first time, a literature synthesis is proposed. It speaks about the fundamental aspects about the biodeterioration of mineral waste and realizes a synthesis of existing procedures about bio-physico-chemical evaluation of waste. Then, the study aims to see the relevance and adaptability of existing biodeterioration evaluation tests and overall the monitoring of the behavior of waste in various scenarios of management (reuse or storage). Using these observations, adaptations or new procedures were developed in order to propose a general methodology allowing to evaluate the biodeterioration of waste mainly mineral. [. . . ]The waste of this work show that in most cases, tests with long durations of incubation are to be privileged because the microbial activity sometimes requires very long adaptation phases (for example, a production of methane was observed after 500 days of incubation). Although test duration is important in the development of microbial activity, data statistical analysis showed that it did not play the main part in the variability of the results obtained but that the difference between wastes and mainly the conditions of incubation tested (incubation conditions on solid, in suspension, aerobic or anaerobic conditions, with or without addition of nutritive elements…) were predominant. In mineral wastes, the microbial activity is generally not favored by the very alkaline conditions and the lack of nutritive resources (in particular organic matter). Nevertheless, according to incubation conditions, the DNA molecular analysis of the populations by DGGE shows that populations are very well established and develop according to the matrices physicochemical modifications. This alteration can be directly or indirectly related to the micro-organisms activities and involve an increase in solubility of the metallic pollutants (Pb, Cu, Cr, and Zn). Indeed, the study showed that the physicochemical evolution of the wastes influences their microbiological evolution and conversely. There are strong interactions between physiochemical and microbiological evolutions

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Pestre, Cyril Bayard Rémy Gourdon Rémy. "Evaluation du rôle des activités microbiennes dans le devenir de déchets essentiellement minéraux en fonction du scénarion de valorisation ou de stockage." Villeurbanne : Doc'INSA, 2008. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=pestre.

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Abstract:

Thèse doctorat : Science de l'Environnement Industriel et Urbain : Villeurbanne, INSA : 2007.
Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 327-344. Liste de normes et de guides méthodologiques p. 346-347.

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Hugues, Patrick d'. "Biolixiviation d'une pyrite cobaltifère : optimisation des conditions de culture et bilans gazeux." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11062.

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Abstract:

Des travaux de recherche et developpement ont ete effectues au brgm sur la biolixiviation d'une pyrite cobaltifere par une population bacterienne composee de thiobacillus ferrooxidans, thiobacillus thiooxidans et leptospirillum ferrooxidans. Dans l'optique d'une application industrielle, il s'agissait d'optimiser les performances d'un procede en continu dans des reacteurs agites et aeres. Grace au suivi en temps reel des consommations d'o#2 et de co#2, le bilan reactionnel du processus d'oxydation des sulfures a ete affine et le comportement physiologique des bacteries a ete analyse. La temperature et le taux de solide, deux parametres majeurs pour la viabilite economique du procede, ont ete etudies en culture batch. La population bacterienne initialement mesophile stricte a ete progressivement adaptee a la chaleur par des cultures successives a temperature croissante. Les bacteries selectionnees sont thermotolerantes et supportent des chocs de temperature entre 35c et 46c. L'influence du taux de solide est variable selon que les observations se portent sur l'oxydation du substrat, le developpement des bacteries, la duree totale de la biolixiviation ou la phase d'oxydation rapide. Differents parametres de culture ont ete etudies dans une unite de laboratoire alimentee en continu a 20% de solide. Une concentration en oxygene dissous inferieure a 1,2 mg. L#-#1 est le temoin d'une limitation de la biolixiviation par manque d'oxygene. La vitesse d'agitation et le changement de source d'azote (ammonium/uree) affectent la productivite bacterienne et l'oxydation des sulfures. Le temps de sejour critique a ete determine aux environs de 1 jour. Les besoins en oxygene ont ete estimes a 0,9 kg par kg de pyrite oxydee. L'oxydation des sulfures n'est pas directement liee au metabolisme de croissance des bacteries. Cependant, la quantite de bacteries formees dans les premiers jours de biolixiviation influence l'efficacite globale de l'extraction du cobalt.

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Cézac, Pierre. "Analyse d'un réacteur de biolixiviation : approche expérimentale et modélisation thermodynamique." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT021G.

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Abstract:

L'objectif de l'etude presentee ici est de completer les connaissances scientifiques et techniques permettant d'optimiser les performances d'un procede de biolixiviation en regime continu. Ce procede apparait de plus en plus comme une alternative aux procedes physico-chimiques classiques d'extraction, car il conjugue meilleure gestion de l'environnement et rentabilite economique. La premiere partie du document presente l'influence de differents parametres operatoires sur le rendement de la biolixiviation d'une pyrite cobaltifere (solution a 20% de solide). Le besoin en oxygene calcule est de 0,9 kg par kg de pyrite oxydee ce qui est legerement inferieur a la valeur theorique. En-dessous de 1,2 mg. L##1 d'oxygene dissous apparait une limitation en oxygene. A des concentrations superieures, l'oxydation des sulfures peut se produire en l'absence d'activite bacterienne visible. Les resultats experimentaux soulignent l'importance de l'agitation et laissent penser que le rendement global d'oxydation dans la cascade de reacteurs est lie au developpement des bacteries dans le premier reacteur. Dans la seconde partie, nous presentons deux modeles de biolixiviation. Le premier est un modele simple a trois parametres qui decrit l'evolution de la quantite de minerai lixivie en fonction du temps de sejour. Les trois parametres doivent etre identifies a l'aide de valeurs experimentales ce qui lui enleve tout caractere predictif. Le deuxieme modele, plus complexe, est un modele phenomenologique de reacteur electrolytique triphasique. Sa formulation repose sur les lois physico-chimiques et biologiques decrivant les phenomenes se produisant au cours de la biolixiviation : bilans matieres partiels contenant des termes lies aux reactions chimiques ou biologiques, equations d'equilibres entre phases. L'originalite du modele propose vient du choix de l'element de base retenu pour ecrire les bilans matieres partiels : les elements atomiques a meme degre d'oxydation. Cette formulation generale permet de s'affranchir de l'initialisation souvent delicate des taux d'avancement des equilibres de dissociation. Ces deux modeles ont ete valides sur des exemples tires de la litterature et de la partie experimentale de l'etude.

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Cavazza, Christine. "La chaîne respiratoire entre le fer ferreux et l'oxygène chez Thiobacillus ferrooxidans : caractérisation de nouvelles protéines d'oxydoréduction périplasmiques." Aix-Marseille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX11065.

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Abstract:

La biolixiviation, phenomene biologique naturel, consiste en la mise en solution d'elements metalliques presents dans les minerais grace a la capacite que possedent certains micro-organismes a oxyder le fer ou les composes reduits du soufre. L'essor actuel des bio-industries et des biotechnologies a entraine l'utilisation de ce procede pour l'extraction de metaux tels que le cuivre, l'or ou l'uranium en effet, les procedes biotechnologiques s'averent moins nocifs pour l'environnement et moins couteux que les methodes classiques d'exploitation miniere. Thiobacillus ferrooxidans, bacterie acidophile capable d'oxyder a la fois le fer et les composes reduits du soufre, occupe une place primordiale dans ce processus. Par consequent, la connaissance des mecanismes par lesquels cette bacterie parvient a extraire l'energie necessaire a sa croissance, non elucides pour le moment presente un grand interet. Ainsi, une meilleur connaissance des mecanismes moleculaires impliques dans le metabolisme de thiobacillus ferrooxidans permettra le controle et l'amelioration de la biolixiviation. Notre but est donc d'apporter une contribution a la caracterisation de la chaine respiratoire impliquee dans l'oxydation du fer chez thiobacillus ferrooxidans, afin de preciser l'enchainement des differentes proteines d'oxydoreduction qui la composent. Notre demarche fut donc dans un premier temps de purifier par extraction periplasmique les proteines d'oxydoreduction presentes dans le periplasme de thiobacillus ferrooxidans lorsque la bacterie est cultivee sur sulfate de fer, puis de caracteriser ces proteines. Ainsi, quatre proteines d'oxydoreduction periplasmiques pouvant etre impliquees dans la chaine de transfert d'electron entre le fer ferreux et l'oxygene ont ete mises en evidence: la rusticyanine, dont les caracterisations biochimiques et biophysiques sont bien connues a fait l'objet au cours de cette etude d'une etude preliminaire de sa structure par rmn 2d. Une proteine hipip, similaire a la proteine iro dont le gene a ete clone et sequence chez une autre souche de thiobacillus ferrooxidans. Cette proteine est purifiee sous sa forme tetramerique (d'une masse moleculaire de 24 kda), chaque sous-unite contenant un centre 4fe/4s. Le spectre rpe, ainsi que la valeur eleve de son potentiel d'oxydoreduction (+490 mv a ph 2) sont typiques d'une proteine hipip. Un cytochrome c#4, a ete isole pour la premiere fois chez thiobacillus ferrooxidans. Ce cytochrome possede une masse moleculaire de 21 kda et contient deux hemes de type c. L'etude par rpe met en evidence la presence des deux hemes, qui presentent des valeurs de potentiels d'oxydoreduction distinctes (+385 et +480 mv a ph 3). Un nouveau cytochrome c atypique a egalement ete purifie. Cette proteine monomerique possede une masse moleculaire de 13 kda et le dosage en fer met en evidence la presence d'un seul heme par molecule. Son spectre uv-visible montre la presence d'une bande entre 620 et 640 nm dans l'etat oxyde, typique d'un cytochrome de type c'. Cependant, la sequence n-terminale possede un site de fixation pour un heme c alors que l'heme est localise dans la region c-terminale chez les cytochromes c'. La mise en evidence et la caracterisation de ces quatre proteines d'oxydoreduction vont permettre d'entreprendre des etudes cinetiques afin de preciser leur fonction propre et de determiner les mecanismes de transfert d'electrons au cours des premieres etapes de l'oxydation du fer chez thiobacillus ferrooxidans

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Castaner, Nathalie. "Etude de l'oxydation bactérienne de composes soufres en vue de l'application au traitement de sols pollués par des métaux." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0040.

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Abstract:

La France, comme l'ensemble des pays industrialisés, compte sur son territoire de nombreux sites pollués par des métaux ou des composés organiques. Devant la nécessité de traiter certains sites, de nombreuses méthodes de dépollution ont vu le jour, notamment en Amérique du Nord, ou ont été adaptées à partir de celles existantes pour les déchets solides. Il s'agit essentiellement de traitements physiques (solidification, vitrification, electromigration), thermiques, chimiques (lavages) ou de méthodes de confinement. Les méthodes biologiques prennent une faible part du marché surtout en ce qui concerne la pollution par les métaux. La méthode que nous étudions, la biolixiviation par oxydation des produits soufrés, est déjà utilisée au niveau industriel pour la récupération de métaux à partir de minerais appauvris. Elle a déjà été étudiée pour le traitement de boues de station d'épuration et de scories mais, à notre connaissance, pas pour le traitement de sols pollués. Dans un premier temps, le travail effectué sur les sulfures métalliques (ZnS et CdS) a permis de mettre au point le protocole opératoire et d'étudier les cinétiques d'oxydation de ces 2 espèces par Thiobacillus ferrooxidans. Le 2ème composé soufré est la fleur de soufre dont nous avons étudié l'oxydation par Thiobacillus thiooxidans. L'étude a effectuée en batch puis en réacteur et a été suivie par une modélisation des phénomènes. Dans un 2ème temps, le procédé a été testé sur un sol d'origine industrielle pollué par du zinc, du cuivre, du plomb et de l'arsenic. L'étude de faisabilité de traitement menée en batch a conduit à la solubilisation de 50% du zinc et 40% du cuivre mais s'est avérée inefficace pour les 2 autres éléments. Les travaux ont été poursuivis par une étude pilote de lixiviation en tas permettant de traiter 4 kg de sol qui a conduit à des résultats décevants car les pourcentages de solubilisation des métaux ne dépassent pas 10%. Cependant, L'étude s'est avérée positive quant à l'approche expérimentale et devrait être testée sur un autre type de sol ayant des caractéristiques physio-chimiques différents. Le modèle d'oxydation du soufre devrait être développé en tenant compte des facteurs limitants tels que la diffusion de l'oxygène et des nutriments à travers la couche de sol
France, as other industrialized countries, has on its territory many sites contaminated by metallic or organic pollutants. Specific remediation technologies have been developed, mainly in North. America, and other technologies used for the treatment of solids wastes have also been adapted to the treatment of contaminated technologies include physical chemical methods (such as stabilization/solidification, vitrification, electroreclamation, extraction), thermal processes (desorption,. . . ) and containment. Biological process are still relatively rarely applied for metallic pollutant. Bioleaching is a potentially applicable method which has been studied in this work. The method is currently used at industrial level for metal recovery from low-grade ores (bio-hydro-metallurgy based on bacterial / oxidation of metal sulfide). In first step, experiments have been conducted on the oxidation of ZnS and CdS in order to validate own experimental approach. Then. ' the study focused on the oxidation of sulfur with the Objective to couple the production of sulfuric acid by Thiobacillus thioox. Idans with the leaching of metals from the contaminated soil. A kinetic mod has been developed for the bacterial oxidation of sulfur. In a second step, the process has been tested on a real soil from an industrial site contaminated by zinc, copper, lead and arsenic, Feasibility study conducted in shaker t1asks resulted in the extraction of 50% of zinc and 40% of copper, but was inefficient on the other 2 elements. Further studies conducted on laboratory-scale lysimeters containing 4 kg of soil to simulate heap extraction indicate that limiting factor reduced the yield of stabilization to around 10%. Results indicate that the process should be tested on other contaminated soils to evaluate better its applicability, and that the model of sulfur oxidation should be developed ta take into account limiting factors such as the diffusion of oxygen ad nutriments in the soil layer

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Malarte, Guillaume. "Voie d'oxydation aérobie du fer ferreux chez Acidithiobacillus ferrooxidans." Aix-Marseille 1, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX11055.

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Abstract:

Acidithiobacillus ferrooxidans est un organisme acidophile chimiolithotrophe qui tire son énergie de l'oxydation du fer ferreux, du soufre élémentaire et de différents composés réduits du soufre. Cette bactérie est utilisée dans le processus de biolixiviation qui permet l'extraction industrielle de métaux précieux. L'étude de la voie d'oxydation du fer ferreux nous a permis de mettre en évidence les différentes métalloprotéines impliquées dans les transferts d'électrons : le cytochrome c4 CYC41, le cytocrome c Cyc2, la rusticyanine et la cytochrome c oxydase. Nous avons réalisé la mise au point de la synthèse hétérologue de CYC41 chez la bactérie neutrophile E. Coli afin d'étudier le mode de repliement de ce cytochrome. La résolution de la structure tridimentionnelle de CYC41 nous a permis de déterminer les mécanismes impliqués dans la stabilisation de ce cytochrome à pH acide. Nous avons montré que CYC41 intervient dans le transfert d'électron entre la rusticyanine et la cytochrome c oxydase selon un modèle de type "electron wire". Une étude intégrée nous a permis de mettre en évidence que les métalloprotéines impliquées dans la voie d'oxydation du fer ferreux sont organisées en super-complexe. Ce résultat est en accord avec les données génétiques puisque l'ensemble des gènes codant pour ces métalloprotéines sont organisées au sein de l'opéron rus
Acidithiobacillus ferrooxidans is a chimiolithotrophic organism which used ferrous iron, elemental sulphur and reduced sulphur compounds like energy source. This bacterium is used in the industriel processus of biolixiviation for precous metals extraction. Studie of the iron oxidation pathway has enabled to characterize differents metalloproteins involved in the electron transfer : cytochrome c4 CYC41, cytochrome c Cyc2, rsticyanin and cytochrome c oxidase. We have performed the heterologue synthesis of CYC41 in the neutrophilic bacterium E. Coli to study le folding mechanism of this cytochrome. 3D structure resolution of CYC41 has enabled to determine mechanisms involved in the stabilisation of this cytochrome at acidic pH. We have shown that CYC41. Transfer electrons from rusticyanin to cytochrome c oxidase with an “electron wire” mechanism. We have shown that all metalloproteins involved in the ferrous iron oxidation pathway are organised in a super-complex structur. Our results are agree with the genetic organisation metalloproteins coding genes in the rus operon

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Lacombe, Simon. "Diminution des pertes du nitrate par lixiviation et augmentation de la diversité microbienne dans les systèmes agroforestiers." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2007. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4786.

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Abstract:

L'agroforesterie de type culture intercalaire (CI) est une pratique agricole alternative alliant rangées d'arbres et cultures conventionnelles. Supprimer la dichotomie entre agriculture et foresterie pourrait contribuer à rétablir une production domestique de bois de feuillu chancelante en plus de créer des bénéfices environnementaux. Parmi ces avantages on compte une augmentation de la qualité du sol. Cette dernière est souvent définie comme un amalgame de fertilité, biodiversité, contribution à la santé environnementale, qualité physique et absence de pathogènes. Le présent travail s'inscrit au sein de l'effort d'un collectif de chercheurs tentant d'étudier les possibles avantages de l'adoption des CI au Canada. Plus particulièrement, les pages qui suivent s'intéressent à deux aspects de la qualité du sol: la diversité microbienne et à la réduction du lessivage des nitrates dans les sols des CI. Dans le chapitre 1, l'utilisation des acides gras phospholipidiques des communautés microbiennes révèle une plus grande hétérogénéité spatiale (beta-diversité) microbienne dans une CI que dans une culture conventionnelle lorsqu'il y a une part d'argile assez importante dans le sol et/ou que les racines des arbres utilisés prolifèrent en surface. Bien que des tentatives de lier cette hétérogénéité à des propriétés physico-chimiques du sol et à une plus grande stabilité des communautés microbiennes demeurent pour l'instant infructueuses, ce travail a mis en lumière une présence accrue des mycorhizes arbusculaires dans les CI. Dans le chapitre 2, l'utilisation de lysimètres permet de détecter, pour la période de mai à mi-octobre, une diminution d'au moins 81% des nitrates lessivant dans l'eau du sol lorsque les racines des arbres d'une CI sont préservées, en comparaison avec une section où les racines sont tranchées et isolées du système. Ce travail suggère que l'adoption des CI pourrait contribuer à diminuer le lessivage de ce polluant dans les zones agricoles du Québec.

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Dziurla, Marie-Antoinette. "Contribution à l'étude de réactions à l'interface bactérie-minéral au cours de la lixiviation de minéraux sulfurés (pyrites) par Thiobacillus ferrooxidans." Nancy 1, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1995_0416_DZIURLA.pdf.

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Abstract:

La lixiviation bactérienne des minéraux sulfurés a été étudiée en abordant essentiellement trois aspects des interactions de Thiobacillus ferrooxidans avec des pyrites pures en réacteur agité : l'adhésion ou la fixation bactérienne au minéral ; la contribution du contact direct bactérie-minéral aux processus d'oxydation de la pyrite ; les réactions d'oxydo-réduction se produisant à l'interface bactérie-minéral. La mise au point d'une méthode immunoenzymatique ELIFA (Enzyme Linked Immunofiltration Assay) a permis de mettre en évidence et d'estimer directement l'adhésion de T. Ferrooxidans à la pyrite. La désorption des bactéries (Monroy et al, 1994) a conduit à observer que si 60 a 95% des bactéries sont fortement fixées au premier jour de contact, leur proportion devient faible au cours de la biooxydation (5 à 10%) mais leur quantité reste cependant constante (10#5 à 10#6 bactéries/mg de pyrite). La mesure des charges nettes des bactéries et du minéral par électrophorèse (mesure du potentiel électrocinétique) a amené à discuter du mécanisme d'adhésion. De l'observation en MEB des pyrites, on a également pu constater une évolution des bactéries fixées au cours de la biooxydation. L'utilisation d'un réacteur à deux compartiments séparant les bactéries du minéral par une membrane microporeuse a permis d'établir que le contact bactérie-minéral, sans être nécessaire à l'oxydation des pyrites, accélère de façon très significative le processus. Les vitesses initiales d'oxydation dépendent directement de la quantité de minéral en contact avec les bactéries, ce qui souligne encore le rôle fondamental de ce contact direct au cours des phases initiales d'oxydation. Ce contact se traduit par exemple par la production à la surface minérale, de sulfate ferreux (substrat énergétique), ce qui suggère déjà que T. Ferrooxidans oxyde préférentiellement les espèces soufrées réduites (sulfures) par rapport au fer. L'utilisation d'inocula cultivés sur des substrats différents (Fe#2#+, S°, pyrite) montre que les bactéries ayant subi une préculture sur pyrite ou sur S° sont les plus efficaces pour oxyder la pyrite. L'oxydation s'accompagne d'une production simultanée de S° sur la surface du minéral ; les cellules adaptées à la pyrite ont permis d'obtenir la production la plus rapide de soufre et de sulfate ferreux. Ces résultats suggèrent que l'adaptation bactérienne au minéral et l'efficacité d'un inoculum sont directement liées à la capacité des bactéries à oxyder les composés réduits du soufre. Bien qu'il soit communément admis que la production de soufre à la surface du minéral soit exclusivement d'origine chimique, ces résultats suggèrent qu'elle peut être en partie d'origine bactérienne.

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Gourdon, Rémy. "Traitement d'un lixiviat de décharge en filtre bactérien anaérobie : -étude cinétique de l’épuration de la fraction organique facilement biodégradable (acides gras volatiles) ; - analyse de la fraction organique non biodégradée." Lyon, INSA, 1987. http://www.theses.fr/1987ISAL0004.

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Abstract:

Dans le but de mieux connaître et contrôler l'épuration biologique des lixiviats de décharge, un réacteur anaérobie à garnissage de vermiculite expansée et écoulement piston, bien adapté à suivre l'évolution d'un volume réactionnel déterminé, a été conçu et réalisé au Laboratoire de Chimie Physique Appliquée et Environnement de l'INSA de LYON. Avec une biomasse équilibrée et stable, mais constituée d'une population bactérienne mixte et complexe quasi identique dans tout le réacteur, la cinétique de biodégradation des acides acétique, propionique et butyrique a été étudiée dans des conditions proches de celles d'une épuration biologique réelle. Un phénomène réversible d'accumulation bactérienne de substances fortement hydrogénées a pu ainsi être mis en évidence en cours de traitement. En outre, il semble bien que l'acide butyrique soit dégradé en régime séquencé par décarboxylation, alors qu'en régime permanent il se dégrade par la voie classique de la β-oxydation. A l'aide d'un programme informatique approprié, les constantes cinétiques des équations de vitesse ont été déterminées en se gardant des effets inhibiteurs de la salinité, qui peuvent être très marqués lorsqu'elle est forte. Puis, l'épuration des trois AGV en mélange de proportions quelconques a pu être simulée. Enfin, l'étude analytique des fractions organiques résistant aux traitements biologiques anaérobie ou aérobie d'un lixiviat donné a montré qu'elles sont constituées des mêmes molécules, de poids moléculaire inférieur à 500 d pour la grande majorité. L'aérobiose favorise leur biodégradation mais ne la rend pas complète.

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Djazouli, Nasr-Eddine. "Biolixiviation du sulfure de cadmium en présence de thiobacillus ferrooxiadans : optimisation des paramètres opératoires et réalisation d'un procédé en cuve agitée." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1994. http://www.theses.fr/1994ECAP0393.

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Abstract:

La biolixiviation permet de mettre en solution des composes métalliques à l'aide microorganismes spécifiquement adaptés. C'est dans ce but que nous avons étudié la biolixiviation du sulfure de cadmium en présence des bactéries thiobacillus ferrooxidans. Nous avons entamé notre étude avec une partie bibliographique qui nous a permis de faire le point sur les différentes formes d'interaction métal-microorganisme, sur les facteurs affectant l'activité bactérienne, ainsi que sur les possibilités de réaliser des procèdes de biolixiviation. Dans une première partie nous avons montré que la cinétique de lixiviation de CdS, en milieu acide stérile, était très lente. Elle est néanmoins améliorée par la présence de sulfate ferrique dans le milieu. La lixiviation de CdS en milieu inocule est réalisée en présence des bactéries T. Ferrooxidans et T. Thiooxidans. La cinétique de lixiviation se trouve améliorée par rapport au milieu stérile, mais les bactéries T. Ferrooxidans se révèlent les plus aptes à lixivier le CdS et les plus résistantes à la présence du cadmium. Par contre, la présence de sulfate ferrique dans le milieu inocule, permet une nette amélioration de la cinétique. Nous avons montré l'existence d'un effet de combinaison entre l'oxydation directe de CdS par T. Ferrooxidans et l'oxydation indirecte par Fe2(SO4)3 du fait de la régénération de l'ion ferrique par les bactéries. Nous avons par la suite optimise les paramètres physico-chimiques affectant la biolixiviation de CdS par T. Ferrooxidans en étudiant l'influence de la granulométrie des particules et de la densité de pulpe de CdS. Le procédé de lixiviation de CdS a été réalisé, dans une première étape en discontinu, avec un mélange CdS-sable afin de simuler un minerai réel. Afin de pouvoir récupérer le cadmium dissout nous avons opté ensuite pour le renouvellement du milieu avec des débits de dilutions inférieurs au taux de croissance bactérien afin d'éviter l'érosion bactérienne due à l'adsorption des bactéries sur les particules de sable. Ce procèdé présentait l'inconvénient d'une variation du pH due à la consommation d'acide par la gangue. L'amélioration du procédé est réalisée par l'alimentation du réacteur en solution acide riche en Fe2(SO4)3. Cette solution est récupérée de la biolixiviation de la pyrite (feS2) en présence de t. Ferrooxidans. Cela a permis de stabiliser le pH et la concentration de l'ion ferrique dans le milieu, avec pour conséquence, une meilleure productivité en CdS lixivié.

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Castelle, Cindy. "Respiration du fer ferreux chez les microorganismes acidophiles : organisation en supercomplexe et rôle d'une protéine accessoire." Aix-Marseille 1, 2009. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2009AIX11067.pdf.

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Abstract:

Acidithiobacillus ferrooxidans est un organisme acidophile chimiolithotrophe qui tire son énergie de l'oxydation du fer ferreux, du soufre élémentaire et des composés inorganiques réduits du soufre en aérobiose. Ce microorganisme a un intérêt industriel car il est directement impliqué dans le processus de biolixiviation qui permet l'extraction des minerais tels que le cuivre et le cobalt. Le métabolisme énergétique est très étudié car il implique une adaptation structurale et fonctionnelle des protéines à un environnement extrême et il est à l'origine des propriétés biolixiviantes de cette bactérie. Différentes métalloprotéines impliquées dans la voie d'oxydation du fer ferreux ont été étudiées et caractérisées : le cytochrome dihémique c4 CYC 41, la rusticyanine (transporteurs solubles d'électrons localisés dans le périplasme), la cytochrome c oxydase (réductase terminale localisée dans la membrane interne) et le cyctochrome Cyc2 (localisé dans la membrane externe). Toutes ces métalloprotéines sont codées par des gènes organisés en opéron, l'opéron rus, et. . . . . Sont potentiellement impliquées dans la voie d'oxydation du fer ferreux. Des études précédentes ont montré que le cytochrome dihémique c4 CYC 41 interagit avec la rusticyanine (protéine à cuivre de type I) et la cytochrome c oxydase. Afin de rechercher si le cytochrome c4 CYC 41 sert de navette électronique entre ses deux partenaires ou si les protéines interagissent pour former un complexe, un protocole de purification couplé à des techniques de détection (protéomique, immunodétection, spectroscopie UV-Visible) a été réalisé à partir des membranes solubilisées. Ces différentes techniques nous ont permis de mettre en évidence l'existence d'une organisation supramoléculaire au niveau de la chaîne respiratoire. Ce super-complexe protéique est composé des différentes métalloprotéines codées par les gènes inclus dans l'opéron rus. La protéine Omp40 de type porine dont le rôle pourrait résider dans l'interaction de la bactérie avec le minerai est aussi identifiée. Une autre protéine de fonction inconnue codée par le gène orfl appartenant aussi à l'opéron rus a été détectée. La protéine ORF1 présente de forte similarité de structure secondaire avec les protéines appartenant à la famille des cupredoxines. Ce résultat a été confirmé par spectroscopie RPE mettant par ailleurs en évidence un signal atypique du cuivre. La purification de la cytochrome c oxydase a montré que ORF1 était systématiquement retrouvée dans ce complexe terminal. Différentes expériences réalisées pour déterminer le rôle de cette protéine au sein de l'oxydase ont révélé l'importance de ORF1 pour maintenir une activité optimale de cette enzyme particulièrement dans des conditions extrêmes de pH. Une activité qui est directement liée à la quantité de ORF1 présente dans le complexe. Par ailleurs nous avons également montré par résonance plasmonique de surface que cette protéine interagissait avec le cytochrome CYC41 favorisant ainsi le transfert d'électrons jusqu'à l'oxydase terminal. Ces différentes expériences révèlent que ORF1 pourrait jouer plusieurs rôles. En effet, on sait que la cytochrome c oxydase perd facilement son cofacteur métallique à bas pH ce qui la rend inactive. Le cuivre de ORF1 étant labile, on peut suggérer un rôle potentiel de réserve de cuivre pour l'oxydase. Nous avons donc mis en évidence l'existence d'une protéine accessoire essentielle pour préserver la fonctionnalité d'un édifice supramoléculaire. Des études cinétiques ont permis de mesurer un transfert d'électrons du fer ferreux aux cytochromes c et à la cytochrome c oxydase soulignant ainsi la fonctionnalité de cet édifice. A notre connaissance, c'est la première fois qu'un super-complexe fonctionnel regroupant des protéines membranaires (externe et interne) et périsplasmiques est mis en évidence dans un organisme acidophile. Le fer ferreux est un substrat peu énergétique, A. Ferroxidans doit donc être capable de s'adapter pour optimiser son rendement énergétique. L'intérêt d'une telle super-structure est de permettre un transfert direct des électrons du fer ferreux à l'oxygène minimisant ainsi toute perte d'énergie. Toutefois, un rôle de stabilisation des protéines ne peut être exclu
Acidithiobacillus ferrooxidans is an acidophilic chemolithoautotrophic gram-negative bacterium that derives energy from the oxidation of Fe(ll) ions, elemental sulfur and various sulfur compounds at pH 2 using oxygen as electron acceptor. This organism is the main bacterium used in the industrial extraction of copper and uranium from ores using the microbial leaching technique. The study of this bacterium presents economic and fundamental biological interests. Lt oxidizes metal sulﬁdes like pyrite, thereby enabling solubilisation and valorization of precious metals. Acidithiobacillus contains various soluble (cytochromes c4. Rusticyanin) and membrane-bound (aa3-type cytochrome c oxidase. Cytochrome Cyc2) electron carriers suspected to be involved in electron transfer from Fe(ll) ions to molecular oxygen. We have shown, after membrane solubilisation. Puriﬁcation and proteomics analysis, that proteins encoded by the rus operon are associated in a macromolecular complex in this bacterium: the outer membrane-bound cytochrome c Cyc2. The periplasmlc soluble cytochrome c4 Cycl and rusticyanin, the inner membrane-bound cytochrome c oxidase and an hypothetical membrane-bound protein ORFI which function is still unknown. This complex contains also proteins from the be complex (encoded by the petI operon) and a major outer membrane protein OMP40. Sequences analysis has shown that ORFI might be a chaperon for cytochrome c oxidase maturation and Cu ﬁxation. EPR analysis revealed that this protein probably contains Cu. The multiprotein complex is functionally active as measured by kinetics experiments using Fe(ll) ions as electron donor. This is the fnst characterization of a complex containing soluble and membranous proteins from outer and inner membrane from an acidophilic bacterium. This association in a supercomplex allows a direct electron transfer from Fe(ll) ions to cytochrome oxidase to minimize energetic losses

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Abdelgafour, Djamila. "Epuration biologique des effluents a forte charge." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0045.

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Abstract:

Afin de dégager quelques fondements théoriques et pratiques permettant de procéder de manière efficace à l'épuration biologique d'eaux usées d'origines diverses, un réacteur aérobie à biomasse fixée avec boucle de recirculation et garnissage plastique a été construit au L. C. P. A. E. De l'INSA de Lyon. En cours d'étude et en vue d'une application industrielle, il est en outre apparu réellement indispensable d'envisager très sérieusement l'implantation d'un système de commande automatique de tels réacteurs. Dans un premier temps, les caractéristiques hydrodynamiques du réacteur ont été déterminées avec soin. On a procédé ensuite à une étude approfondie de la cinétique de bio-épuration de deux effluents particuliers à bas. E d'acides gras volatils et de lactose. De la sorte, on a pu, d'une part déterminer les paramètres essentiels de la cinétique de leur biodégradation au moyen d'un modèle conçu au laboratoire et, d'autre part, étudier l'influence sur les performances du_réacteur, de la concentration en substrat à l'entrée et du taux de recyclage. Dans un deuxième temps, l'un des bio-capteurs les plus versatiles du marché ayant été choisi, sa réponse et sa fiabilité vis-à-vis des variations de concentration en A. G. V et en lactose ont été étudiées. On a pu ensuite observer sur le réacteur deux sortes de transitoires, physico-chirnique ou biochimique, selon que l'on procède avec ou sans le bio capteur. On en a conclu qu'il était nécessaire de commander la concentration d'entrée par les débits d'alimentation ou de recirculation pour obtenir une régulation efficace de la concentration à la sortie. Enfin, en utilisant le bio-capteur et des pompes électro-commandées, quelques essais très simples de régulation ont été réalisés à l'aide d'un micro-ordinateur Applelle. Si besoin en était, ces essais justifient tout l'intérêt de la commande en ligne des procédés industriels et plaident ici surtout en faveur du développement et de la mise en œuvre de bio-capteurs bien adaptés à la mesure en continu de la pollution hydrocarbonée des effluents de décharge ou de l'industrie agro-alimentaire.

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Toniazzo, Valérie. "Approche des mécanismes d'oxydation de la pyrite par thiobacillus ferrooxidans grâce à la modélisation morpho-chimique de la surface minérale : Rôle fondamental des phases superficielles oxydées." Nancy 1, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1998_0076_TONIAZZO.pdf.

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Abstract:

A l'échelle de la bactérie, les processus microscopiques qui conduisent à l'oxydation corrosive de la pyrite par thiobacillus ferrooxidans sont encore mal décrits, tant d'un point de vue microbiologique que d'un point de vue physico-chimique. Pour mieux cerner et comprendre les réactions à l'interface bactérie-minéral, une étude locale à l'échelle micrométrique, de l'interface pyrite-solution, a été réalisée dans ce travail. Les techniques employées (spectroscopies xps, raman, électrochimie et gc-ms) pour la description physico-chimique de la surface des pyrites oxydées, décapées ou biolixiviées ont permis de caractériser qualitativement ou quantitativement les phases superficielles oxydées (soufre élémentaire, oxyhydroxydes de fer, sulfates ferreux ou ferriques, polysulfures). A cette diversité chimique s'ajoute une hétérogénéité de distribution spatiale des produits d'oxydation, caractérisée et évaluée grâce à la microscopie à force atomique (AFM). Une approche mathématique et statistique de la topographie de la surface minérale a été développée pour établir une modélisation morpho-chimique de l'interface. D'autre part, l'emploi conjoint de techniques microbiologiques, physico-chimiques et spectroscopiques, a établi les liens existant entre les cinétiques de solubilisation, le développement de la corrosion et l'organisation des phases superficielles au cours de la biolixiviation. Résultant exclusivement de l'action du fer(III) à la surface du minéral, ces composés de surface apparaissent comme les seuls substrats solides utilisables par thiobacillus ferrooxidans, incapable d'oxyder directement la pyrite. Produits indirectement par l'oxydation bactérienne du fer(II) en solution, ils contrôlent aussi la corrosion de la pyrite par leur organisation chimique et leur distribution spatiale. Tous ces résultats fondamentaux permettent de proposer un modèle morpho-chimique dynamique de l'interface pyrite-solution au cours de son oxydation par thiobacillus ferrooxidans.

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Poly, Franck. "Réponses des communautés bactériennes telluriques à des perturbations chimiques complexes : activités potentielles et empreintes génétiques." Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO19001.

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Hondjuila, Miokono Eminence Dorelle. "Biodétérioration de mortiers avec une succession de bactéries sulfo-oxydantes neutrophiles et acidophiles." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10017.

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Abstract:

La biodétérioration de mortiers a été étudiée au cours d’un essai spécifique mettant en œuvre Halothiobacillus neapolitanus comme bactérie sulfo-oxydante (BSO) neutrophile et Acidithiobacillus thiooxidans comme BSO acidophile. Cet essai a permis de réaliser en laboratoire une succession bactérienne comme observée in situ dans les tuyaux d’égout. L’originalité de l’essai provient de l’approche pluridisciplinaire considérant l’impact du mortier sur les BSO, l’évolution de la microstructure et de la chimie du mortier. L’intensité de l’attaque a été définie par un indice d’attaque (IA) qui prend en compte la production d’acide sulfurique des BSO, les relargages d’éléments chimiques du mortier et son évolution physique. Quelle que soit la BSO considérée, le mortier à base de ciment d’aluminate de calcium (CAC) présente une meilleure résistance, donc un IA plus faible, que le mortier à base de ciment Portland (OPC). La meilleure performance du mortier CAC, plus prononcée avec H. neapolitanus, n’a pu être reliée au relargage plus important de l’aluminium en solution. Par contre, il a été montré qu’en présence du mortier CAC, H. neapolitanus diminue plus rapidement le pH du milieu à 3 et accumule du tétrathionate et du soufre en solution. Cette accumulation induit une moindre biogénération d’acide, d’où la moindre attaque du mortier. Ainsi, la performance du mortier CAC est essentiellement due à sa résistance à la biodétérioration pendant la phase neutrophile quand l’attaque est faible. Ainsi, pour estimer la performance potentielle de formulations de mortier, il semble préférable de faire des essais avec H. neapolitanus au lieu de A. thiooxidans comme couramment utilisé
Biodeterioration of mortars was investigated in a specific test implementing Halothiobacillus neapolitanus as neutrophilic sulfur-oxidizing bacteria (SOB) and Acidithiobacillus thiooxidans as acidophilic SOB. This test has allowed achieving into laboratory a bacterial succession as observed in the sewer pipes. The originality of this test results from the multidisciplinary approach that considers the impact of the mortar on the BSO, the chemical and microstructure evolution of the mortar. The intensity of the attack was defined by an attack index (AI) which takes into account the sulfuric acid production of SOB, the chemical elements leaching by mortar and it physical evolution. Whatever the BSO considered, mortar made from calcium aluminate cement (CAC) has a better resistance than the Portland cement mortar (OPC), therefore a smaller AI. The best performance of the CAC mortar, more pronounced with H. neapolitanus, could not be connected to the higher release of aluminum in solution. By cons, it has been shown that in the presence of CAC mortar, H. neapolitanus decreases faster the pH of the medium to 3 and accumulates tetrathionate and sulfur in solution. This accumulation induces less acid biogeneration, from where the slightest mortar attacks. Thus, the performance of the CAC mortar is mainly due to its resistance to biodeterioration during neutrophilic stage when the attack is weak. To estimate the potential performance of mortar formulations, it seems preferable to experiment with H. neapolitanus instead of A. thiooxidans as commonly used

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Garcia, Ochoa Jorge. "Hydrodynamique, transferts et réaction biochimique dans une colonne à bulles à solide suspendu destinée à la biolixiviation de pyrites." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL078N.

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Abstract:

Au cours de la biolixiviation des minerais de pyrite, les micro-organismes acidophiles attaquent le sulfure de fer et utilisent l'oxygène de l'air pour oxyder les sulfures en acide sulfurique. Ce procédé est mené généralement en réacteurs mécaniquement agités de grande taille. Afin d'analyser la faisabilité de la réaction de biolixiviation dans une colonne à bulles à solide suspendu, des études d'hydrodynamique, de transfert de matière gaz-liquide et de transfert chaleur ont été entrepris avec des particules de pyrite, car le comportement de ce type de solide (particules de faible diamètre et de grande densité : dp<100 micromètre ; ps=4500 kg/m3) dans les colonnes à bulles n'a pas été encore étudié. Ces expériences ont été aussi réalisées avec des billes de verre de différentes tailles (38, 57, 85 et 160 micromètre) et dans un système biphasique eau-air, afin de permettre une comparaison avec des différents résultats de la littérature. La rétention de gaz, le coefficient de dispersion de liquide, le coefficient volumique de transfert de matière gaz-liquide et le coefficient de transfert de chaleur semblent être indépendants de la vitesse de liquide et du taux de solide, mais ils sont fortement influencés par la vitesse de gaz, la configuration du distributeur et la présence, type et taille des particules. L'évolution de la rétention de gaz, le coefficient de dispersion axiale de liquide et le coefficient volumique de transfert de matière en fonction du diamètre des billes de verre ont permis d'observer l'existence d'une taille critique des particules (dp 100 micromètre), correspondant aux valeurs maximales de ces paramètres. Cette taille critique coïncide avec le diamètre des particules pour lesquelles la vitesse de sédimentation est égale à la vitesse interstitielle du liquide. Deux expériences de biolixiviation ont été réalisées dans la même colonne (diamètre 0. 1 m ; hauteur 2 m) avec un taux de solide de 33% en poids et un rendement globale d'oxydation de pyrite proche à 80% a été obtenu dans les deux expériences réalisées. L'évolution de la rétention de gaz et du coefficient volumique de transfert de matière au cours de la réaction de biolixiviation nous ont permis de constater et de quantifier une limitation de la réaction par le transfert d'oxygène.

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Hondjuila, Miokono Eminence Dorelle. "Biodétérioration de mortiers avec une succession de bactéries sulfo-oxydantes neutrophiles et acidophiles." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10017/document.

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Abstract:

La biodétérioration de mortiers a été étudiée au cours d’un essai spécifique mettant en œuvre Halothiobacillus neapolitanus comme bactérie sulfo-oxydante (BSO) neutrophile et Acidithiobacillus thiooxidans comme BSO acidophile. Cet essai a permis de réaliser en laboratoire une succession bactérienne comme observée in situ dans les tuyaux d’égout. L’originalité de l’essai provient de l’approche pluridisciplinaire considérant l’impact du mortier sur les BSO, l’évolution de la microstructure et de la chimie du mortier. L’intensité de l’attaque a été définie par un indice d’attaque (IA) qui prend en compte la production d’acide sulfurique des BSO, les relargages d’éléments chimiques du mortier et son évolution physique. Quelle que soit la BSO considérée, le mortier à base de ciment d’aluminate de calcium (CAC) présente une meilleure résistance, donc un IA plus faible, que le mortier à base de ciment Portland (OPC). La meilleure performance du mortier CAC, plus prononcée avec H. neapolitanus, n’a pu être reliée au relargage plus important de l’aluminium en solution. Par contre, il a été montré qu’en présence du mortier CAC, H. neapolitanus diminue plus rapidement le pH du milieu à 3 et accumule du tétrathionate et du soufre en solution. Cette accumulation induit une moindre biogénération d’acide, d’où la moindre attaque du mortier. Ainsi, la performance du mortier CAC est essentiellement due à sa résistance à la biodétérioration pendant la phase neutrophile quand l’attaque est faible. Ainsi, pour estimer la performance potentielle de formulations de mortier, il semble préférable de faire des essais avec H. neapolitanus au lieu de A. thiooxidans comme couramment utilisé
Biodeterioration of mortars was investigated in a specific test implementing Halothiobacillus neapolitanus as neutrophilic sulfur-oxidizing bacteria (SOB) and Acidithiobacillus thiooxidans as acidophilic SOB. This test has allowed achieving into laboratory a bacterial succession as observed in the sewer pipes. The originality of this test results from the multidisciplinary approach that considers the impact of the mortar on the BSO, the chemical and microstructure evolution of the mortar. The intensity of the attack was defined by an attack index (AI) which takes into account the sulfuric acid production of SOB, the chemical elements leaching by mortar and it physical evolution. Whatever the BSO considered, mortar made from calcium aluminate cement (CAC) has a better resistance than the Portland cement mortar (OPC), therefore a smaller AI. The best performance of the CAC mortar, more pronounced with H. neapolitanus, could not be connected to the higher release of aluminum in solution. By cons, it has been shown that in the presence of CAC mortar, H. neapolitanus decreases faster the pH of the medium to 3 and accumulates tetrathionate and sulfur in solution. This accumulation induces less acid biogeneration, from where the slightest mortar attacks. Thus, the performance of the CAC mortar is mainly due to its resistance to biodeterioration during neutrophilic stage when the attack is weak. To estimate the potential performance of mortar formulations, it seems preferable to experiment with H. neapolitanus instead of A. thiooxidans as commonly used

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Hajj, Chehade Mohamad. "Biodétérioration de mortiers armés par Acidithiobacillus thiooxidans." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10183/document.

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Abstract:

Les travaux menés dans le cadre de cette thèse abordent la biodétérioration des mortiers armés par les bactéries du genre Acidithiobacillus thiooxidans connues pour rapidement altérer les mortiers et bétons dans les égouts. Les objectifs ont visés à mettre au point un dispositif expérimental permettant de quantifier et de comprendre les mécanismes bio-physico-chimiques impliqués, et à développer un test accéléré permettant de tester différentes formulations de mortiers, notamment, des aluminates de calcium (CAC) et des ciments Portland (OPC). Le dispositif expérimental est basé sur un essai de biolixiviation de mortiers armés par une suspension bactérienne de A. thiooxidans à pH inférieur à 2. Une étude approfondie des conditions de croissance de A. thiooxidans dans un milieu spécifique à cette bactérie ont été nécessaire pour disposer d’un essai de biolixiviation reproductible. A la fin des tests de biolixiviation, les mortiers armés CAC et OPC présentent deux zones altérées à leur surface ayant différentes minéralogies : une zone endommagée très altérée à l’extérieur et une zone intermédiaire moins altérée entre la zone altérée et le cœur sain. L’état de dégradation à été estimé par un indice d’attaque permettant de confirmer quantitativement que les mortiers armés CAC sont moins biodétériorés que ceux à base de ciment OPC. L’essai de biolixiviation mis en place pourrait donc servir de test pour évaluer la performance de diverses formulations de matériaux cimentaires. Les résultats électrochimiques des armatures incorporées dans les mortiers ont montré un effet protecteur plus important du ciment CAC, avec une intensité de corrosion plus faible que celle du ciment OPC
The aim of this PHD is to study the biodeterioration of reinforced mortar by bacteria of the gender A. thiooxidans known for its fast alteration of mortar and concrete in sewer system. The objectives of this study consisted on the development of a new experimental device that allow on one hand to understand and quantify the different biological, chemical and physical mechanisms that may take place in concrete biodeterioration, and on the other hand to serve as basic reactor for an accelerated biodeterioration test allowing the discrimination of new reinforced mortar formulations mainly Portland cement (OPC) and calcium aluminate cement (CAC) formulations. The experimental device consists of a biolixivation of reinforced mortar by a A. thiooxidans bacterial suspension at pH lower than 2. A study of growth conditions of A. thiooxidans in a specific media for this bacterial strain was necessary to procure a reproducible biolixivation essay. At the end of the biolixiviation test the CAC and OPC mortar presented different mineralogy deteriorated zones. One deeply distorted zone in contact with bacterial suspension, a second intermediate zone less damaged than the first one and the cement untouched core. An estimated attack index confirmed that CAC mortars are much more resistant to biodeterioration than OPC cement. Hence the performed biolixivation essay helped to evaluate the performance of various cementitious material formulations in order to prevent biodeterioration by A. thiooxidans. Electrochemical analysis of mortar incorporated armatures demonstrated that CAC mortar composition shows a more protective effect than OPC cement displaying lower corrosion intensity

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Leistenschneider, David. "Physical and chemical toxicity of microplastics on marine organisms." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. http://www.theses.fr/2024SORUS283.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse de doctorat est de mieux comprendre l'impact chimique et physique du plastique sur les organismes marins. La toxicité chimique du plastique provient soit de la lixiviation des produits chimiques des plastiques, soit de l'adsorption de polluants à la surfaces des plastiques. Étant donné que les expériences de lixiviation dans la littérature ont été réalisées avec des temps de lixiviation courts, des lixiviations jusqu'à 8 mois ont été réalisées. La toxicité et la composition en éléments inorganique des lixiviats ont été analysées. L'adsorption des polluants à la surface des plastiques a été principalement étudiée en laboratoire et s'est concentrée sur l'environnement marin. Par conséquent, une expérience in situ, le long de neuf fleuves européens, a été réalisée afin d'observer l'ampleur de l'adsorption des polluants inorganiques et organiques ainsi que leur toxicité. Les articles évaluant l'impact physique du plastique utilisent souvent des concentrations qui ne reflètent pas celles trouvées dans l'environnement. Par conséquent, une expérience chronique avec des concentrations et formes de microplastiques représentatives de l'environnement a été réalisée afin de mieux comprendre leur toxicité dans l'environnement
The objective of this PhD thesis is to better decipher the chemical and physical impact of plastic on marine organisms. Plastic chemical toxicity either originates from the leaching of plastics chemicals or through the adsorption of pollutants at plastic surfaces. Since leaching experiments in the literature were performed with short leaching time, leaching until 8 months was performed. The subsequent toxicity and inorganic composition of the leachates were analyzed. Pollutants adsorption on plastic surfaces was mainly studied in laboratories and focused on the marine environment. Therefore, an in situ experiment, along nine European rivers, was realized in order to observe the depth of inorganic and organic pollutants adsorption and their subsequent toxicity. Articles assessing the physical impact of plastic often use concentrations decorrelated from the environment. Therefore, a chronic experiment with environmentally relevant concentrations and shape of microplastics was performed in order to better decipher their current toxicity in the environment

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Hubau, Agathe. "Conception d'un procédé de biolixiviation pour la valorisation des métaux contenus dans les déchets de cartes électroniques." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEC001.

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Abstract:

Parmi les différents types de déchets secondaires, les déchets électroniques représentent le flux de déchets dont la croissance au niveau mondiale est la plus forte. La récupération des métaux dans ces déchets est théoriquement plus efficace d’un point de vue énergétique que l’exploitation de gisements primaires. Cependant, la complexité de ces produits est telle qu’il n’est pas toujours possible de les insérer dans les chaînes de recyclage conventionnelles. La pyrométallurgie est le procédé le plus utilisé pour le raffinage des métaux contenus dans les circuits imprimés mais ce procédé de recyclage est très consommateur d’énergie et est réservé aux déchets à haute teneur en métaux précieux. Les procédés hydrométallurgiques sont moins coûteux et particulièrement flexibles. En particulier, l’utilisation de microorganismes permettant de catalyser les processus d’oxydation des métaux représente une alternative intéressante tant d’un point de vue économique qu’environnemental. Des études ont été menées sur la biolixiviation des circuits imprimés: d’un côté l’utilisation d’acides organiques et cyanure produits par des champignons ; de l’autre, l’utilisation de fer ferrique produit par des bactéries acidophiles, qui ne nécessitent pas de conditions stériles. L’étude de la biolixiviation des déchets de circuits imprimés par des bactéries acidophiles est l’objectif de la thèse. Pour ce faire, un procédé en 2 étapes en continu est mis au point. Différentes problématiques sont prises en compte : caractérisation et préparation des circuits imprimés ; influence du type de broyage ; adaptation des bactéries aux conditions spécifiques de la lixiviation ; rôle du fer ferrique, du pH et de la température ; besoins en O2 et CO2; mécanismes qui contrôlent la cinétique de mise en solution des métaux ; détermination des conditions physico-chimiques et biologiques. Cette thèse est réalisée à l’IRCP et au BRGM, en partenariat avec GeoRessources et est financée par la Chaire ParisTech Mines Urbaines soutenue par Eco-systèmes
Spent Printed circuit boards (PCBs) are today raising attention because they contain almost 35% of metals including precious and strategic metals even at greater concentration than in primary resources (for instance, gold and copper are 25 to 250 times and 20 to 40 times more concentrated in spent PCBs than in ores, respectively). Consequently, spent PCBs are becoming a valuable resource, while the lack of an appropriate treatment could be a cause of environmental pollution. Today, high-grade PCBs are treated by pyrometallurgy to recover precious metals but many strategic metals are lost in the slag during this operation and the energy-cost of such processes is more and more disadvantageous. Therefore, the design of energy-efficient and cost-effective new processes capable to perform efficient metal recovery from PCBs is particularly important. Emerging techniques based on mechanical processes and hydrometallurgy appear as alternative solutions. In particular, biohydrometallurgy could be very promising. In the literature, few studies deal with the use of bioleaching for the treatment of spent PCBs by means of acidophilic microorganisms, which are mainly ferro and sulfo-oxidant. It allows the recovery of different metals such as Cu, Ni, Zn, etc. In the present study, a double-stage continuous bioreactor was designed to bioleach comminuted spent printed circuit boards (PCB) of low and medium grade. This work is performed at IRCP (Chimie ParisTech) and at the BRGM, in partnership with GeoRessources and is funded by the Chair ParisTech Urban Mines, supported by Eco-systemes

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Gouin, Jérôme. "Mode de genèse et valorisation des minerais de type black shales : cas du Kupferschiefer (Pologne) et des schistes noirs de Talvivaara (Finlande)." Phd thesis, Université d'Orléans, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00287368.

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Abstract:

Réalisée dans le cadre du projet UE Bioshale, cette thèse vise à comprendre les processus de concentration des métaux dans les gisements de black shale, et à valoriser ces minerais par voies hydro- et biotechnologiques. La matière organique (MO), peu mature, du minerai de Lubin (Kupferschiefer) est intervenue dans les processus syn-, dia- et épigénétiques de concentration des métaux. Le cuivre (>7%) ainsi que Ag, Co, Ni, Pb, Zn,... y sont principalement présents sous forme de chalcocite, covellite, bornite, chalcopyrite... Certains éléments (Cu, Fe, Co, Ni, V) se retrouvent à de faibles teneurs dans la MO (=0,2%). La MO plus mature de Polkowice (Kupferschiefer), contient moins d'éléments associés (Fe, V, S). Les teneurs en métaux de base y sont plus faibles (<1% Cu), mais avec de l'or et du sélénium sous forme d'électrum et clausthalite. A Talvivaara, le minerai, graphitique, peu riche (Zn+Cu+Ni<1%), comprend pyrrhotite-pyrite (± chalcopyrite, alabandite, pentlandite, sphalérite). Tectonique et métamorphisme ont ici effacé tout lien entre processus minéralisateurs et MO (qui ne contient pas de métaux). Les traitements des minerais de Lubin et de Talvivaara aboutissent à une mise en solution des métaux plus élevée en réacteur (>90%) que par lixiviation en tas (<75% à Talvivaara). Ces taux dépendent peu voir pas de la présence de la MO. Quelque soit le traitement, la chalcocite, la digénite, la bornite et la pyrrhotite sont plus facilement lixiviables que la pyrite et la chalcopyrite. Le biotraitement du minerai de Lubin ne permet pas la récupération de Ag et Pb. Cependant, plus de 92% de ces éléments sont solubilisés par un traitement additionnel du résidu de biolixiviation.

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Monroy, Fernandez Marcos Gustavo. "Biolixiviation-cyanuration de minerais sulfurés aurifères dans des dispositifs de percolation : comportement des populations de Thiobacillus ferrooxidans et influence de la minéralogie et des conditions opératoires." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1993_MONROY_FERNANDEZ_M_G.pdf.

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Abstract:

Une étude en laboratoire des cinétiques de biolixiviation par Thiobacillus ferrooxidans de minerais sulfurés, tout-venants et reconstitués, en colonnes de percolation a permis de comparer l'influence et le rôle des paramètres biologiques, minéralogiques et opératoires sur l'oxydation de la pyrite et de l'arsénopyrite en vue d'utiliser un procédé de biolixiviation-cyanuration en tas pour extraire l'or des gisements sulfurés aurifères réfractaires à faible teneur et/ou à faible tonnage. Les principaux paramètres biologiques qui contrôlent l'oxydation statique de sulfures sont: 1) la présence de populations autochtones dans le minerai et leur compétition avec des bactéries apportées, 2) le nombre initial de bactéries apportées (Thiobacillus ferrooxidans), et 3) la distribution des différentes catégories de bactéries dans le lit minéral. Les paramètres opératoires qui contrôlent l'oxydation bactérienne des sulfures aurifères en lit statique comportent les paramètres propres de la constitution du lit minéral, les paramètres qui sont une fonction du mode opératoire (régulation du pH, débit d'arrosage et percolation ou ennoyage) et les paramètres qui dépendent des conditions extérieures au système (température principalement). Les 4 principaux paramètres minéralogiques qui contrôlent la biooxydation des sulfures aurifères et par conséquent la libération de l'or sont: 1) la valeur du rapport arsénopyrite/pyrite, 2) la teneur en sulfures dans le minerai, 3) la composition chimique et la cristallinité des sulfures aurifères et, 4) la distribution et l'état chimique de l'or dans les sulfures

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Haddadin, Jamal. "Études microbiologiques et cinétiques de la lixiviation bactérienne en réacteurs : effet de différents paramètres physico-chimiques, développement d'un procédé en réacteurs air-lift et lit-fluidisé et application à l'extraction de l'antimoine." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL063N.

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La lixiviation bactérienne est l'application biotechnologique la plus importante dans l'industrie métallurgique, celle-ci est utilisée pour la récupération des métaux par lessivage, utilisant les capacités que possèdent certains micro-organismes à solubiliser les métaux. Ce travail est divisé en quatre sections: premièrement, nous avons identifié la composition microbiologique de la culture mixte en notre possession. Cette culture mixte est composée de trois populations bactériennes. Deuxièmement, nous avons étudié l'influence de certains paramètres physico-chimiques tels que le pH, la température, la concentration en CO2, le taux de solides et l'ajout de Fe3+ au milieu réactionnel sur la cinétique de la biolixiviation, en culture discontinue. Ces études ont notamment conduit à la détermination d'un pH (1. 75), d'une température (32-37°C) et d'une concentration en CO2 (0,03 et 2% v/v) optimaux pour ce procédé. Troisièmement, nous avons comparé différents systèmes réactionnels (air-lift, lit fluidisé et mécaniquement agité) pour aider au choix d'une future technologie alternative. Notre dernière contribution a porté sur l'étude de la capacité de la culture mixte à oxyder des déchets industriels contenant de l'antimoine, en culture discontinue. Nous avons étudié le rôle important de l'interaction galvanique entre la pyrite et les résidus antimoniés sur la récupération de l'antimoine

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Bolou, Bi Clarisse. "Caractérisation expérimentale des relations entre les bactéries des sols, les phyllosilicates et les solutions : modélisation et rôle des paramètres environnementaux." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10016/document.

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Les bactéries jouent un rôle important dans le fonctionnement des sols et participent activement à l'altération des silicates. L'altération des silicates contrôle en partie la lixiviation d'éléments minéraux majeurs essentiels en solution (maintien de la fertilité des sols). Cependant, si les principaux processus d'altération des silicates sont bien connus en milieu aérobie (acidolyse et complexolyse), cette fonction d'altération bactérienne des silicates n'a jamais été utilisée comme indicateur biologique de la fertilité des sols. Le premier objectif de ce travail de thèse a donc été d'identifier les processus d'altération de 2 micas par des bactéries hétérotrophes en utilisant un modèle d'altération empirique basé sur l'activité des protons et ligands pour identifier et étudier les interactions entre les bactéries et les minéraux. Le traçage des processus d'altération par les isotopes stables du Mg a également été testé. Le second objectif a été de corréler la fonction d'altération de communautés bactériennes aux conditions naturelles rencontrées dans différents sols. Ce travail confirme que l'oxydation partielle du glucose en acides organiques est le mécanisme prédominant par lequel les bactéries amplifient la lixiviation d'éléments en condition aérobie lors de l'altération de la biotite et de la phlogopite, surtout pour des pH proches de la neutralité. Le modèle empirique utilisé a été adapté pour permettre de comparer les taux de libération initiaux du fer lors de l'altération abiotique et bactérienne de micas afin d'identifier les 2 processus majeurs impliqués. Cette approche a permis de mettre en évidence des phénotypes d'altération en fonction du métabolisme, la compétence des souches bactériennes utilisées et des conditions expérimentales. L'étude menée avec les isotopes stables du Mg comme traceurs d'altération n'a pas montré de fractionnements signant chaque processus. L'utilisation du modèle a ensuite permis de montrer que le potentiel d'altération des silicates par les communautés bactériennes dépend de leur origine et en particulier des teneurs en MO et en nutriments des horizons de sols échantillonnés. Deux stratégies d'altération des silicates par ces communautés ont été mises en évidence : (1) les communautés bactériennes isolées des horizons riches en nutriments libèrent peu d'acides organiques, mais très complexants (stratégie K), (2) les communautés isolées d'horizons pauvres en nutriments libèrent beaucoup d'acides organiques peu complexant (stratégie r). L'approche interdisciplinaire proposée dans ce travail permet d'identifier et de caractériser les processus d'altération de phyllosilicates par des bactéries et offre un outil d'identification fonctionnel prometteur pour évaluer la qualité des sols
The bacteria play an important role in soil functioning and are also involved to the weathering of silicate minerals. The silicate weathering controlled the leaching of essential major mineral elements in solution, essential to maintaining soil fertility. However, although the main weathering processes of silicates are well known in aerobic (the proton- and ligand-promoted dissolution), this function of bacterial weathering of silicate minerals has never been used as a biological indicator of soil fertility. The first aim of this work was therefore to identify the process of weathering in two phyllosilicates by heterotrophic bacteria, using an empirical model of silicates weathering based on the activity of protons and ligands to identify and study the interactions between bacteria and minerals. Tracing of weathering processes by isotopic approach using stable isotopes of Mg has also been tested. The second aim was to correlate the “silicate weathering” function of bacterial communities of various soils in field conditions. This study confirms that the partial oxidation of glucose to organic acids is the predominant mechanism by which bacteria accelerate the leaching of elements under aerobic conditions during the weathering of biotite and phlogopite especially at pH close to neutrality. The empirical model used has been adapted to compare the initial release rate of iron in bacterial and abiotic weathering of micas to identify the two major processes involved. This approach highlighted the identification of phenotypes according to the metabolism and the competence of the bacterial strains used. The study with stable isotopes of Mg as tracers of weathering showed no fractionation during the proton- and ligand-promoted dissolution. Using the model in the second part of this work showed that the silicate weathering potential by microbial communities depends on their origin and in particular the contents of OM and nutrients of soil horizons sampled. Two strategies of silicate weathering in these communities have been identified: (1) the bacterial communities isolated from nutrient-rich horizons released few organic acids, but very chelating (strategy K), (2) communities isolated from nutrient-poor horizons release many low chelating organic acids (strategy r). The interdisciplinary approach proposed in this work to identify and characterize the weathering of phyllosilicates by soil heterotrophic bacteria or communities in different environments. It provides a original and promising tool for identifying functional to evaluate the quality of natural soils

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Chéron, Jonathan. "Study of the bacterial microenvironment in a bioleaching stirred tank bioreactor : transport phenomena and kinetic modelling in three-phase flow." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/DDOC_T_2021_0237_CHERON.pdf.

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Abstract:

La biolixiviation extractive est un ensemble de technologies visant à récupérer les métaux contenus dans les ressources minérales via l'assistance de microorganismes. Ces technologies ont été mises en œuvre avec succès à l'échelle industrielle et utilisées, soit sous la forme de traitements en tas, soit en utilisant des réacteurs à cuve agitée à grande échelle. Récemment, la biolixiviation a évolué vers l'exploitation de ressources non communes (très faibles teneurs, minéralogie complexe ou forte teneur en soufre) causée par la tendance à la baisse des teneurs moyennes en métaux contenus dans les minerais. La biolixiviation en cuve agitée s'est avérée plus efficace que les traitements en décharge ou en tas pour le traitement des ressources de grande valeur (comme les minerais d'or réfractaire), principalement grâce à un meilleur contrôle du processus. Cependant, ce traitement doit encore être optimisé sur le plan technique pour atteindre une viabilité économique dans le cas des ressources non conventionnelles. Dans ce travail de thèse, un modèle couplé hydrocinétique de biolixiviation en réacteur a été développé pour modéliser et simuler le microenvironnement bactérien et sa réponse aux hétérogénéités locales du réacteur afin d'établir des critères d'optimisation. Pour cela, une étude expérimentale a été réalisée à l'échelle laboratoire afin d'obtenir les données nécessaires à la calibration des différents modèles. Cette étude comprenait des tests de biolixiviation en cuve agitée pour recueillir les paramètres cinétiques, et des études abiotiques pour déterminer les paramètres hydrodynamiques essentiels (Njs, kla). Dans une seconde étude, un modèle CFD multi-échelle solide-liquide a été développé et simulé en utilisant différentes conditions de géométries de mobiles d'agitation, de concentrations en solide et de vitesses d'agitation. L'impact de ces conditions sur l'homogénéité du solide et la contrainte mécanique perçue par les particules a été évalué et des règles de base de dimensionnement ont été extrapolées à partir des résultats. Enfin, un modèle hydrocinétique d'un réacteur de biolixiviation multi-échelle a été développé. Pour cela, un modèle CFD décrivant l'écoulement gaz-liquide a été formulé et simplifié en utilisant une approche par compartiments. Cette approche a été modélisée sur MatLab et combinée avec les résultats précédents sur les modèles cinétiques et d'hydrodynamique solide-liquide. Enfin, le modèle hydrocinétique compartimenté a été utilisé pour caractériser la cinétique de biolixiviation puis comparé aux données expérimentales
Extractive bioleaching is a range of technologies aiming at recovering metals contained in mineral resources using biological means. It was successfully implemented at the industrial scale and used either in the form of dump or heap treatments, or by using large-scale stirred tank reactors (STR). Recently, bioleaching is evolving towards the exploitation of unusual resources (very low-grades, complex mineralogy, or high sulphur content) caused by the declining trend in mean ore grades. Bioleaching STR have proven to be more efficient than the dump or heap treatments for the treatment of high-value resources (such as refractory gold ores) mainly thanks to the better control over the process. However, it still needs further technical optimization to reach economic viability in the case of unconventional resources. In this PhD work, a coupled bioleaching STR hydrokinetic model was developed to model and simulate the bacterial microenvironment / response to the local heterogeneities of the tank in order to establish optimization criteria. First, an experimental study was performed at laboratory-scale to obtain the data necessary for the calibration of the various models. This includes bioleaching tests in STR to gather kinetics parameters and abiotic studies to determine essential hydrodynamics parameters (Njs, kla). On a second study, a multi-scale solid-liquid CFD model was developed and simulated using various conditions of impeller geometries, solid concentrations, and agitation rates. The impact of these conditions on solid homogeneity and particle stress was assessed and basic sizing rules were extrapolated from the results. Lastly, a hydro-kinetic model of a multi-scale bioleaching STR was developed. For this, a CFD model describing the gas-liquid flow was developed and simplified using a compartment approach. This approach was modelled on MatLab and combined with previous results on kinetic and solid-liquid models. Finally, the compartment hydro-kinetic model was used to characterize the kinetics of bioleaching and was compared with experimental data

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Khalfet, Ridha. "Étude d'une colonne à bulles à solide suspendu destinée à la biolixiviation de matières premières minérales : application à la biolixiviation de minerai de pyrite." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL127N.

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Abstract:

On étudie la faisabilité du procédé de biolixiviation de minerais sulfurés métalliques dans une colonne à bulles à solide suspendu, à priori moins énergivore que le réacteur mécaniquement agité utilisé habituellement dans l'industrie minéralurgique. Afin de donner les bases du dimensionnement du réacteur, des études hydrodynamique, de transfert de matière gaz-liquide et de transfert de chaleur à un tube de transfert ont été réalisées sur une colonne pour deux types de particules (billes de verre et particules de pyrite). La rétention de gaz est plus petite en milieu triphasique qu'en système biphasique et elle n'est pas affectée par la vitesse du liquide ni par la concentration en solide dans la colonne. Même aux plus grandes vitesses utilisées, la concentration en billes de verre n'est pas homogène dans le réacteur. Pour la pyrite, aux vitesses de gaz élevées, le profil de concentration en solide est moins marqué, alors qu'aux faibles vitesses, les particules se concentrent en bas de colonne. L’écoulement de la phase liquide peut être modélisé par deux réacteurs agités en série. Pour le transfert de chaleur sonde/lit, on constate une différence de comportement entre les deux types de particules. Dans le cas des billes de verre, les valeurs de h sont plus faibles qu'en colonne à bulles ; dans le cas de la pyrite, le coefficient de transfert de chaleur est plus important qu'en système eau-air. L’étude du transfert de matière gaz-liquide a montré que les valeurs du coefficient volumique de transfert de matière gaz-liquide en milieu triphasique sont plus faibles qu'en gaz-liquide. Enfin, quelques essais en maquette chaude ont montré que la réaction de biolixiviation avait bien lieu dans la colonne à bulles à solide suspendu, même à des concentrations en solide assez élevées. Au maximum de la croissance des micro-organismes, la réaction de biolixiviation est limitée par le transfert de matière gaz-liquide

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Chaineau, Claude-Henri. "Devenir et effets des hydocarbures dans le cas de l'épandage extensif de déblais de forage en agrosystème." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL150N.

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Abstract:

Alors que l'épandage de déchets huileux à forte dose sur des sols non cultivés est utilisé pour éliminer les hydrocarbures, les épandages à faible dose sur les terres cultivées ont été peu envisagés. Aussi, des essais ont été conduits au laboratoire et au champ afin de suivre le devenir et les effets, dans le système sol-plante-microorganismes, d'hydrocarbures appliqués à faible dose sous la forme de déblais de forage. Ont été pris en compte la phytotoxicité, le transfert sol-plante, la biodégradation en absence et en présence de plante et l'infiltration des hydrocarbures. Les résultats des études en laboratoire montrent que les hydrocarbures perturbent la germination et la croissance des végétaux. La phytotoxicité dépend de la dose, du type de molécule et varie en fonction des espèces végétales. Aucun transfert d'hydrocarbures dans les parties aériennes du maïs n'est observé. Dans le sol, la majorité des hydrocarbures est dégradée et le résidu final de la biodégradation est constitué de molécules cycliques. En présence de plante, la dégradation est plus rapide et l'exsudation racinaire est un facteur important de stimulation de la dégradation des hydrocarbures dans la rhizosphère. Au champ, l'infiltration sélective des hydrocarbures légers et de certains métabolites dans le profil de sol et dans les eaux de drainage est observée. L’importance du phénomène dépend de la quantité et du type d'hydrocarbures et des conditions pédoclimatiques. L’épandage de déblais de forage en plein champ entraine une légère diminution du rendement des deux premières cultures. Aucun hydrocarbure pétrogénique n'est retrouvé dans les plantes. Dans ces conditions, la vitesse de disparition des hydrocarbures est proportionnelle à la dose d'épandage. Les alcanes linéaires, ramifiés et certains aromatiques sont dégradés alors que les composés cycliques persistent. L’apport de petites quantités de déblais de forage pourrait constituer une alternative au landfarming intensif des déchets huileux. Cependant, la présence de molécules mobiles et toxiques peut avoir des conséquences négatives sur l'agrosystème

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Georges, Valentin. "Comportement de matériaux cimentaires en eau douce naturelle : analyse de l’influence des micro-organismes." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0220/document.

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Abstract:

Ces travaux s’intéressent au comportement de pâtes de ciment de différentes natures cimentaires exposées à une eau douce naturelle et plus particulièrement aux interactions avec les éléments biologiques. Cette étude est basée sur l’analyse comparative d’échantillons placés en milieu naturel (Moselle) et en milieux artificiels de laboratoire. Quels que soient les milieux et les microorganismes considérés, les résultats montrent une modification de la minéralogie de la surface et du réseau poreux des échantillons (taux de porosité, propriétés de transferts). Les essais en laboratoire ont permis d’isoler l’influence spécifique des bactéries dans les phénomènes de biolixiviation. Le dénombrement bactérien montre aussi que la densité de cellules présentes dans le biofilm recouvrant les échantillons dépend peu de la nuance cimentaire, excepté pour les ciments au calcaire. Les observations au MEB ont révélé, sur l’ensemble des échantillons, la présence abondante de diatomées en partie recouvertes par une couche minérale issue d’une cristallisation secondaire. La colonisation de la surface par ces diatomées est influencée par la géométrie et la nature minéralogique des échantillons. Les résultats d’essais en laboratoire ont montré qu’elles ont des interactions avec la pâte de ciment, l’évolution des densités de population de diatomées coïncide en effet avec l’évolution des caractéristiques de porosité (taux de porosité, propriétés de transferts)
This work focuses on the behavior of cement pastes of different cement bases exposed to natural fresh water and on the interactions with the biological elements. This study is based on the comparative analysis of samples immersed in natural environment (Moselle) and in artificial laboratory media. Whatever the media and microorganisms considered, the results show a change in the mineralogy of the surface and the porous network of the samples (porosity rate, transfer properties). Laboratory tests highlighted the specific influence of bacteria in bioleaching phenomena. The bacterial count also shows that the density of cells present in the biofilm covering the samples does not mainly depend on the cementitious grade, except for the limestone cements. The SEM observations revealed the abundant presence of diatoms on all samples. Diatoms are partly covered by a mineral layer resulting from secondary crystallization. The colonization of the surface by these diatoms is influenced by the geometry and mineralogical nature of the samples. The results of laboratory tests have shown that they interact with cement paste; the evolution of diatom population densities coincides with changes in porosity characteristics (porosity rate, transfer properties)

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Tasli, Samira. "Devenir de l'atrazine en culture de mais : études en plein champ -site de la Cote Saint André, Isère, France- et au laboratoire : recherche de solutions alternatives de traitement." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10209.

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Abstract:

Le travail presente dans ce memoire concerne une etude du devenir d'un herbicide du mais, l'atrazine en condition de plein-champ: bilan et modes de dissipation. Des experimentations de laboratoire mettant en jeu des methodes diverses (suivi de l'atrazine #1#4c, couches minces et colonnes de terre, lysimetre non remanie) permettent d'etayer les resultats obtenus sur la parcelle experimentale du site observatoire des pollutions diffuses du lycee agricole de la cote saint andre (isere, france) ou a ete suivie pendant 3 ans la composition en herbicide et metabolites du sol sur 1 metre de profondeur et celle de l'eau interstitielle prelevee par bougies filtrantes. La matiere active (1 kg/ha) apportee annuellement fin avril se dissipe selon cinq voies d'importances tres inegales: volatilisation (15%), absorption par la culture (10%), adsorption sur le complexe argilo-humique et metabolisation (40-50%), entrainement vers les eaux profondes (30-40%). Dans la situation etudiee, les deux voies principales sont la metabolisation par la microflore du sol et l'entrainement lors des episodes pluvieux precoces. Apres un an de culture, la teneur en atrazine et derives au sein du premier metre de sol est voisine de 400 g/ha ce qui indique que l'evacuation de la matiere active n'est pas complete. Notre etude de terrain completee par une experimentation de laboratoire, conduit a mettre en evidence la possibilite de pertes precoces importantes de matiere active durant les deux premiers mois de culture. Trois concepts importants relatifs a l'efficacite d'un herbicide de prelevee emergent de notre etude: la concentration critique dans l'eau du sol, la duree critique durant laquelle cette concentration doit etre maintenue pour assurer l'effet herbicide, la profondeur critique qui represente la couche de sol dans laquelle doit jouer l'effet herbicide. Pour l'atrazine en culture de mais, dans nos conditions, ces criteres ont ete mesures: concentration critique: entre 50 et 200 micromoles ; duree critique: deux mois ; profondeur critique: 10 cm. Avec 1 kg/ha d'atrazine sous forme de suspension concentree, les trois criteres d'efficacite sont remplis malgre d'importantes pertes par drainage lors des episodes pluvieux precoces. Des modifications de formulation ayant pour consequence un relargage progressif devrait permettre l'economie d'une part importante de matiere active. La derniere partie de ce travail concerne une approche de mise en place de solutions alternatives de traitements herbicides en culture de mais

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Dissertations / Theses on the topic 'Lixiviation microbienne'

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