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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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

  • C. Leonard, Jean-Henry Ferrasse, Olivier Boutin, S. Lefèvre, S. Viand. Measurements and correlations for gas liquid surface tension at high pressure and high temperature. AIChE Journal, Wiley, 2018, 64 (11), pp.4110-4117. 〈hal-01947031〉 Plus de détails...
  • Marine Minière, Olivier Boutin, Audrey Soric. Evaluation of degradation and kinetics parameters of acid orange 7 through wet air oxidation process. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 2018, 96 (11), pp.2450-2454. 〈hal-01947025〉 Plus de détails...
  • Wirginia Tomczak, Jean-Henry Ferrasse, Marie-Thérèse Giudici-Orticoni, Audrey Soric. Effect of hydraulic retention time on a continuous biohydrogen production in a packed bed biofilm reactor with recirculation flow of the liquid phase. International Journal of Hydrogen Energy, Elsevier, 2018, 43 (41), pp.18883-18895. 〈hal-01947019〉 Plus de détails...
  • Carlos Baqueiro, Nelson Ibaseta, Pierrette Guichardon, Laurent Falk. Influence of reagents choice (buffer, acid and inert salt) on triiodide production in the Villermaux–Dushman method applied to a stirred vessel. Chemical Engineering Research and Design, Elsevier, 2018, 136, pp.25-31. 〈10.1016/j.cherd.2018.04.017〉. 〈hal-01771934〉 Plus de détails...
  • Félicité Ondze, Jean-Henry Ferrasse, Olivier Boutin, Jean-Christophe Ruiz, Frédéric Charton. Process simulation and energetic analysis of different supercritical water gasification systems for the valorisation of biomass. The Journal of Supercritical Fluids, 2018, 133, pp.114 - 121. 〈10.1016/j.supflu.2017.10.002〉. 〈hal-01816000〉 Plus de détails...
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Rencontres scientifiques

Soutenances de thèses et HDR

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) 
19 octobre 2018 - Préparation et évaluation de l’activité d’un nouveau catalyseur monolithique en microréacteur / Soutenance de thèse Xiaotong ZHAN
Doctorant : Xiaotong ZHAN 

Date de la soutenance : vendredi 19 octobre 2018 à 10h00 / Salle des thèses de St Jérôme, AMU

Résumé de la thèse
Cette étude présente la préparation et l’évaluation de l’activité d’un nouveau catalyseur monolithique en microréacteur. La réaction d’hydrogénation du p-nitrophénol par transfert d’hydrogène avec l’acide formique a été choisie comme réaction modèle pour comparer les performances du monolithe à celles d’un catalyseur commercial en lit fixe.
Cette thèse comporte une partie expérimentale importante. D’un côté, un montage expérimental et des protocoles d’analyse en ligne ont été mis au point pour faire une étude quantitative précise de la réaction modèle. De l’autre côté, les conditions de préparation d’un monolithe de silice fonctionnalisée dans le tube-réacteur en acier chemisé de verre ont été optimisées. Il a été chargé en nanoparticules de Pd par une méthode en écoulement. Le monolithe comporte un réseau de macropores pour l’écoulement et une organisation hexagonale typique de mésopores et micropores, et cela presque sans retrait au séchage.
L’activité des 2 types de catalyseurs dans la réaction modèle a été comparée par leur cinétique de réaction et leur comportement dynamique dans la phase de mise en régime du microréacteur. Une partie théorique présente la modélisation du microréacteur en régime stationnaire pour l’établissement des cinétiques et en régime transitoire pour rationaliser les observations expérimentales. Le monolithe Pd@silice et le catalyseur commercial Pd@alumine ont des comportements différents et obéissent à des lois cinétiques différentes. Un modèle réactionnel impliquant un changement de propriétés de la surface catalytique pourrait expliquer le profil de concentration inhabituel observé avec le catalyseur commercial. La comparaison démontre la supériorité du nouveau catalyseur monolithe, et lui ouvre de bonnes perspectives industrielles. 

Mots clés : Microréacteur, Catalyse hétérogène, Transfert d’hydrogène, Modélisation cinétique, Synthèse de catalyseur 

Jury:
Rapporteurs : Véronique DUFAUD-NICCOLAI,   Directeur de Recherche CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1
Rapporteurs : Jean-Marc COMMENGE,               Professeur, Université de Lorraine.
Examinateur : Alain FAVRE-REGUILLON,            Maître de Conférences, Conservatoire National des Arts et Métiers.
Examinateur : Pierrette GUICHARDON,              Professeur, Ecole Centrale Marseille.
Invité : Frédéric FOTIADU,                                    Professeur, Ecole Centrale Marseille.
Directrice de thèse : Françoise DUPRAT,            Professeur, Ecole Centrale Marseille.
Co-directeur de thèse : Damien HERAULT,         Maître de Conférences, Ecole Centrale Marseille.