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Optimisation de la digestion anaérobie de la vinasse de canne à sucre : modélisation et expérimentations à l'échelle du laboratoire

La digestion anaérobie est un processus naturel où la matière organique est dégradée par des microorganismes en l'absence d'oxygène générant ainsi un biogaz composé essentiellement de méthane et de dioxyde de carbone. L'industrialisation du procédé et l'intérêt de la production de biogaz en tant qu'énergie renouvelable, poussent au traitement de substrats variés. À l'échelle industrielle, l'agitation mécanique ou la recirculation doivent permettre la diffusion des microorganismes vers la matière organique à traiter. Ces apports mécaniques sont un poste important de consommation énergétique. En outre, le couplage et les interrelations entre agitation mécanique à l'intérieur des digesteurs et les transferts de masse ont été peu approchées en méthanisation. Ces recherches proposent une première contribution à cette problématique. Dans cette optique, nous étudions l'impact de l'agitation sur les rendements en biogaz de la digestion anaérobie de la vinasse brute en s'appuyant sur des expérimentations et des simulations numériques basés sur la mécanique des fluides (CFD). Les expérimentations menées portent sur la détermination du potentiel méthanogène de la vinasse ainsi que l'étude dans des conditions réelles à différentes intensités d'agitation, en suivant les propriétés physicochimiques du milieu au cours de la digestion. En parallèle, des simulations CFD sur les écoulements au sein d'un digesteur agité mécaniquement sont effectuées afin d'apporter des éléments de compréhension sur les écoulements au sein d'un digesteur agité. Ces travaux sont en accord avec l'étude bibliographique, notamment le fait que l'agitation mécanique a un impact sur les rendements en biogaz
Computer Program, French, 2019