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Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement

Wendy Laperriere soutiendra sa thèse de doctorat le mardi 28 novembre 2017

Lieu et heure :

IUT GCGP de Narbonne, 9h30

Titre des travaux :

Détermination des limites d’un digesteur biogaz pour une utilisation flexible dans un réseau local de production d’énergie

Ecole doctorale :

Ecole doctorale GAIA, APAB - Agroressources, Procédés, Aliments, Bioproduits

Composition du jury
  • Mme Sylvie GILLOT, Directrice de Recherche, IRSTEA Lyon, Rapportrice
  • Mr André PAUSS, Professeur, UTC Compiègne, Rapporteur
  • Mme Claire DUMAS, Chargée de recherche, LISBP Toulouse, Examinatrice
  • Mr Marc HERAN, Professeur, IEM Montpellier, Examinateur
  • Mr Jean-Philippe STEYER, Directeur de Recherche, LBE Narbonne, Directeur de thèse
  • Mr Michel TORRIJOS, Ingénieur de Recherche, LBE Narbonne, Encadrant
  • Mr Bruno PECHINE, Ingénieur de Recherche, EDF R&D EIFER  Karlsruhe, Encadrant     
Résumé des travaux

Avec l’augmentation de la part des énergies renouvelables intermittentes (solaire et éolien) dans les mix énergétiques, des problèmes dans la stabilité de la fourniture d’électricité peuvent se présenter. La solution pour compenser ces fluctuations réside dans la production flexible de biogaz. Le biogaz peut en effet être stocké puis utilisé en période de demande; sa production doit donc être assurée de manière flexible, contrairement à ce qui est fait actuellement sur la majorité des digesteurs. L’objectif de la thèse était d’étudier et de déterminer les limites de digesteurs biogaz en fonctionnement flexible. Trois réacteurs de 15L, alimentés avec trois mélanges différents de deux substrats solides, ont été alimentés pendant 550 jours en fonctionnement flexible. Il a été démontré au cours de cette thèse que le fonctionnement flexible avec des surcharges organiques ponctuelles n’avait aucune incidence négative à long terme sur la production de méthane. La flexibilité instantanée a été définie comme la marge entre le maximum de production sur un réacteur et sa production de base. Elle a été fortement influencée par la charge de base du réacteur et par les cinétiques de dégradation des substrats utilisés en surcharge, mais très peu par l’intensité des surcharges appliquées. L’utilisation de substrats rapidement dégradables en surcharge a permis d’atteindre un maximum de production de 1 à 1,2L CH4/ Lréacteur.j dans les premières 24 heures, même sur des réacteurs alimentés de base avec du fumier, conduisant à des flexibilités allant de +92 à +150%. Ce plafond dépend de la vitesse d’hydrolyse des substrats et il peut être relevé en utilisant des composés plus simples à dégrader en surcharge (type glycérol). Un mode opératoire prêt à être validé sur des installations pilote a été défini ; il précise la démarche à suivre pour la détermination du maximum de production et le niveau de la charge de base à adopter, pour une flexibilisation optimale de la production de méthane sur les CSTR. Un modèle simple, basé sur deux vitesses de dégradation, a également été développé et proposé pour simuler un fonctionnement flexible sur un réacteur.