traitement des eaux et déchets

Procédés biologiques

Procédés thermiques

Outils et Approches transverses

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Présentation
Approche Globale du Cycle de l’Eau

Les travaux de l’équipe Traitement des Eaux et Déchets (TED) sont organisés autour d’une vision globale intégrée du traitement et de la valorisation des eaux usées et des déchets.

Cette approche systémique s’appuie sur une démarche couplée expérimentation-modélisation-simulation des procédés, pour traiter, réutiliser et valoriser des effluents urbains ou industriels (production d’H2, de CH4, de chaleur ; récupération des nutriments, des métaux, reuse, etc). Elle vise à contribuer aux grands enjeux du 21ème siècle et plus particulièrement aux transitions écologique et énergétique.

A cet effet, l’équipe développe des approches multi-échelles de traitement et de valorisation des effluents liquides et solides en suspension.

A l’échelle de la matière, l’équipe possèdes les compétences pour des caractérisations spécifiques que sont la rhéologie et la bio-calorimétrie.

A l’échelle du procédé, les études se focalisent sur l’application de mécanismes novateurs que ce soit en réacteur biologique, thermique ou physico-chimique. La caractérisation des grandeurs de transfert, matière et cinétique mène au développement de modèles dédiés.

Ces modèles sont utilisés au sein de méthodologies intégratives spécifiques dès lors que deux ou plusieurs procédés sont couplés. Ces méthodes sont développées pour déterminer le fonctionnement optimal du couplage et/ou du site industriel accueillant ces procédés.

Les thématiques développées dans l’équipe TED s’articulent autour des trois axes suivants :

Axe Dépollution 

dédié au dimensionnement de procédés de traitement des eaux et des déchets ainsi qu’à la compréhension des mécanismes de transfert et processus réactionnels mis en jeu.

Sous-axes : bioréacteurs, filtres réactifs, OVH, gazéification, rhéologie, calorimétrie

Axe Valorisation 

dans lequel les études sont consacrées à l’optimisation des processus et procédés pour la valorisation matière et/ou énergie des effluents et des déchets (récupération de phosphore, production de vecteurs énergétiques : H2, CH4, etc)

Sous-axes : cristallisation, bioH2 et vecteurs énergétiques à partir de biomasse, récupération des nutriments, etc

Axe Intégration 

focalisé sur l’étude du couplage des procédés développés dans l’équipe associée à une démarche d’optimisation des flux par des méthodes ad hoc de type symbiose industrielle.

Sous-axes : couplage de procédés, optimisation énergétique, etc

Responsable

  • Maître de Conférences Centrale Marseille - HDR
    équipe Traitement des Eaux et Déchets
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Annuaire personnel permanent

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Doctorants, Post-Doctorants et CDD

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Equipements

- Rhéomètre TA Instrument (géométries : couette, double-couette, ruban, plan-plan, cône-plan)
- Calorimètre SETARAM C80
- Spectromètre IR
- Chromatographe gaz
- Pilote de Gazéification
- Banc de caractérisation di et triphasique des propriétés rhéologiques
- Rhéoreacteur
- Pilote de biofiltre immergé aéré à membranes
- Banc de caractérisation de la pollution des eaux (DCO, DBO5, MES, MVS, NH4+, NO3- …)
- Réacteur calorimétrique
- Bioréacteurs à biofilm (aérobies et anaérobies)

Partenaires académiques et industriels

Collaborations Internationales avec

Institut Mexicain du Pétrole / Université de Monastir / Université de Sfax / Université de Gand

 

Collaborations Nationales 

Industrielles :

Véolia Environnement / Groupe Lesaffre / CIRAD / Phytorem SA / G2C Environnement / Phocéenne des Eaux / CICL / Sterlab

Académiques - Institutionnelles :

Région PACA / IFR PMSE / FR ECCOREV / CEMAGREF / ISM2 / CEREGE / INRA / IRD

 

Dernières publications de l'équipe

  • Clément Leonard, Jean-Henry Ferrasse, Sébastien Lefevre, Alain Viand, Olivier Boutin. Gas hold up in bubble column at high pressure and high temperature. Chemical Engineering Science, Elsevier, 2019, 200, pp.186-202. ⟨10.1016/j.ces.2019.01.055⟩. ⟨hal-02177058⟩ Plus de détails...
  • Nicolas Lusinier, Isabelle Seyssiecq, Cécilia Sambusiti, Matthieu Jacob, Nicolas Lesage, et al.. Biological Treatments of Oilfield Produced Water: A Comprehensive Review. SPE Journal -Richardson-, SPE Inc., 2019, ⟨10.2118/195677-PA⟩. ⟨hal-02118229⟩ Plus de détails...
  • Nicolas Lusinier, Isabelle Seyssiecq, Cécilia Sambusiti, Matthieu Jacob, Nicolas Lesage, et al.. Biological Treatments of Oilfield Produced Water: A Comprehensive Review. SPE Journal -Richardson-, SPE Inc., 2019, ⟨10.2118/195677-PA⟩. ⟨hal-02103265⟩ Plus de détails...
  • Pierre Haldenwang, Braulio Bernales, Pierrette Guichardon, Nelson Ibaseta. Simple Theoretical Results on Reversible Fouling in Cross-Flow Membrane Filtration. Membranes, MDPI, 2019, Application of Membrane Filtration in Industrial Processes, and in the Treatment of Water and Industrial Wastewater), 9 (4), pp.48. ⟨10.3390/membranes9040048⟩. ⟨hal-02109009⟩ Plus de détails...
  • Dan Feng, Jean-Henry Ferrasse, Audrey Soric, Olivier Boutin. Bubble characterization and gas–liquid interfacial area in two phase gas–liquid system in bubble column at low Reynolds number and high temperature and pressure. Chemical Engineering Research and Design, Elsevier, 2019, 144, pp.95-106. ⟨10.1016/j.cherd.2019.02.001⟩. ⟨hal-02177001⟩ Plus de détails...
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Rencontres scientifiques

Soutenances de thèses et HDR

Jeudi 11 Juillet 2019 - Etude du Procédé Hydrothermal dédié aux traitement des déchets amiantés / Soutenance de thèse de Christ Terence NZOGO METOULE
Doctorant : Christ Terence NZOGO METOULE

Date de la soutenance : Jeudi 11 Juillet 2019 / 24 rue Joseph Fourier, 38400 Saint Martin d'Hères, Grenoble 

Résumé de la thèse :
L'objectif de ce travail de doctorat est de démontrer la faisabilité de convertir des amiantes pures (chrysotile, amosite, crocidolite) et un matériau contenant de l'amiante (tuile en amiante ciment) en matériaux non dangereux via le traitement hydrothermal supercritique (400 ≤ T ≤ 750°C et P ≥ 21 MPa). Les expériences sont réalisées dans un réacteur fermé haute pression (30 MPa) et haute température (800°C) en inconel, conçu pour cette étude. Les conditions de température, concentration initiale et durée de traitement pour réaliser la destruction de l'amiante, observée en DRX, ont été obtenues à partir d'une étude paramétrique (T=750°C, t ≥ 1h et C ≥ 2.10-2 mg.mL-1). Les essais ont ensuite montré que la variété chrysotile et la tuile en amiante ciment sont transformés, respectivement en forstérite, qui peut évoluer en enstatite pour le premier et en un mélange de calcite, gehlenite et spurrite pour le second après une heure de traitement hydrothermal (analyses DRX, META). Dans le même temps, l'analyse META montre qu'aucune fibre de crocidolite n'est détectée après 3h de traitement pour une concentration initiale de 2.10-2 mg.mL-1 tandis que l'analyse DRX révèle le maintien de la structure asbestiforme à une la concentration de 20 mg.mL-1, pour la même durée de traitement. Aucun effet n'a été observé sur la structure cristalline des fibres d'amosite. Dans tous les cas, la persistance de résidus microparticulaire (structures allongées) fragilisés de 200 à 400nm (MEB) de longueur supérieure à 5 µm est observée. Un post-traitement aux ultrasons a été appliqué dans le but d'améliorer la fragmentation des structures allongées. Les analyses MEB appliquées à la méthode de comptage des particules montrent une diminution de 27 µm à 6 µm après post-traitement. Finalement, une première étude énergétique sur le procédé hydrothermal donné de premiers éléments sur son intérêt à l'échelle industrielle et sa viabilité à long terme par rapport au procédé à torche à plasma. Des travaux supplémentaires de confirmation des résultats sur la fragmentation des structures allongées doivent être menés. Des études énergétiques plus développées sont également nécessaire pour positionner le procédé. 

Mots Clés : Hydrothermal, Amiante, Déchets, Procédés, Supercritique

Jury
Directeur de these M. Olivier BOUTIN                         Aix Marseille Université
Examinateur         Mme Séverine CAMY                                ENSIACET
Rapporteur         Mme Elsa WEISS-HORTALA                IMT Mines Albi-Carmaux
CoDirecteur de these M. Jean Henry FERRASSE Aix Marseille Université
Examinateur M. Stéphane DELABY                         Centre Scientifique et Technique du Bâtiment
Rapporteur M. Sylvain FAURE                                 CEA - Marcoule
28 novembre 2018 - Les réacteurs à biofilm pour la valorisation des eaux usées : Approche multi-échelle, intégrée pour l’optimisation des procédés / Soutenance de HDR Audrey SORIC
Dr. Audrey SORIC

Date de la soutenance : le 28 novembre 2018 à 10h - Amphi 3, Centrale Marseille 


Mots clés : Procédés propres; optimisation; réacteurs à biofilm 

Jury:
Claire Albasi,                                 LGC  (Directrice de recherche CNRS)
Olivier Boutin,                               M2P2 (Professeur AMU)
Florent Chazarenc,                       IRSTEA Lyon (Directeur de Recherche)
Frédéric Fotiadu,                          ISM2 (Professeur Centrale Marseille)
Marie-Thérèse Giudici-Orticoni, BIP (Directrice de Recherche CNRS)
Christian Larroche,                       Institut Pascal (Professeur Polytech Clermont-Ferrand)
Michaël Tatoulian,                         IRCP (Professeur Chimie-Paristech)