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, portent sur une approche globale intégrée du traitement des eaux usées et des déchets. Cette approche systémique s’appuie sur une démarche couplée expérimentation-modélisation pour traiter, réutiliser et valoriser les effluents urbains et industriels (reuse, production d’H2, récupération des métaux, etc).

Les travaux de l’équipe s’articulent autour du développement de procédés : les procédés biologiques (Bioréacteurs à biofilm, Bioréacteur Hybride à Membrane), les procédés thermiques (Gazéification, Oxydation en Voie Humide, Oxydation HydroThermale, Liquéfaction) et plus récemment les procédés physicochimiques de type extensifs (filtres réactifs) et le couplage de procédés. L’étude et la compréhension de ces procédés est rendu possible par le développement de méthodologies spécifiques et dédiées comme la rhéologie des fluides biologiques, la microcalorimétrie, l’optimisation énergétique, le génie de la réaction, ...


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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

  • 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...
  • Olivier Lafforgue, Isabelle Seyssiecq, Sébastien Poncet, Julien Favier. Rheological properties of synthetic mucus for airway clearance. Journal of Biomedical Materials Research Part A, Wiley, 2018, 106 (2), pp.386 - 396. 〈10.1002/jbm.a.36251〉. 〈hal-01678912〉 Plus de détails...
  • Cristian Barca, Nicolas Roche, Stephane Troesch, Yves Andres, Florent Chazarenc. Modelling hydrodynamics of horizontal flow steel slag filters designed to upgrade phosphorus removal in small wastewater treatment plants. Journal of Environmental Management, Elsevier, 2018, 206, pp.349 - 356. 〈10.1016/j.jenvman.2017.10.040〉. 〈hal-01665980〉 Plus de détails...
  • Gustavo Lopes, Nelson Ibaseta, Pierrette Guichardon, Pierre Haldenwang. Effects of solute permeability on permeation and solute rejection in membrane filtration. Chemical Engineering and Technology, Wiley-VCH Verlag, 2018, 41 (4), pp.788-797. 〈10.1002/ceat.201700203〉. 〈hal-01681108〉 Plus de détails...
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Rencontres scientifiques

Soutenances de thèses et HDR

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.
30 novembre 2017 - Dégradation de micropolluants organiques par un bioréacteur hybride / Soutenance de thèse Camille GRANDCLEMENT
Doctorante : Camille GRANDCLEMENT

Date et lieu de soutenance : le jeudi 30 novembre 2017 à 10h00 dans le grand amphithéâtre du CEREGE; Arbois

Résumé des travaux
La présence de micropolluants organiques dans l’environnement et notamment le milieu aquatique, est devenue une préoccupation grandissante au cours des années. En effet, les micropolluants sont éliminés de façon variable par les différents systèmes de traitement des eaux, notamment du fait des propriétés physico-chimiques des composés à traiter mais également des conditions opératoires du traitement appliqué. Ainsi, les stations d’épuration constituent une voie majeure de dissémination de ces composés dans l’environnement. Parmi ces substances chimiques présentes en très faibles concentrations, les composés pharmaceutiques et les pesticides doivent être suivis et traités car ils peuvent avoir des effets indésirables sur les organismes une fois rejetés dans l’environnement. La biodégradation étant un des mécanismes de transformation dominant pour les micropolluants, les procédés biologiques, et notamment les procédés hybrides (biomasse libre et fixée), semblent pertinents pour les éliminer efficacement. Dans ce travail, nous nous sommes focalisés sur la biodégradation de la carbamazépine, du diclofénac et du diuron par des microorganismes sélectionnés en utilisant un bioréacteur hybride. La méthodologie proposée a reposé sur la mise en place de tests de biodégradation en batch afin de sélectionner des microorganismes pertinents pour la dégradation des molécules cibles, avant de travailler avec un bioréacteur hybride. Les souches sélectionnées ont permis de dégrader complètement le diclofénac par co-métabolisme en moins de 24 heures et ont montré des résultats encourageants en 72 heures pour les autres composés. Un sous-produit a pu être identifié et son écotoxicité a été comparée à celle du diclofénac. L’efficacité des souches a ensuite été évaluée sur des bioréacteurs hybrides prototypes sous différentes conditions. Bien que l’élimination du diclofénac ait été importante en conditions stériles, la cinétique observée était plus faible. La carbamazépine et le diuron ont quant à eux été faiblement éliminés. Une optimisation des paramètres et l’acclimatation des microorganismes sélectionnées pourraient permettre d’améliorer les résultats, notamment en conditions non stériles.

Mots clés : Traitement de l’eau, Micropolluants, Procédé hybride, Biodégradation, Ecotoxicité

Jury

Pr. Damia Barcelo, Professeur, Université de Barcelone
Pr. Christophe Dagot, Professeur, Université de Limoges
Pr. Elena Gomez, Professeur, Université de Montpellier
Dr. Aurore Zalouk-Vergnoux, Maître de conférence, Université de Nantes
Dr. Anne Piram, Maître de conférence, Aix Marseille Université
Pr. Nicolas Roche, Professeur, Aix Marseille Université
Dr. Isabelle Seyssiecq, Maître de conférence, Aix Marseille Université
Pr. Pierre Doumenq, Professeur, Aix Marseille Université

Membres invités :
M. Guillaume Vanot, Société Seakalia
M. Samuel Bernard, Société Occitane d'Environnement