Date et lieu : le 11 décembre 2025 à 14h00 dans la salle de projection du FORUM de l'Arbois-Méditerranée

Résumé : L’agriculture mondiale dépend fortement des réserves non renouvelables de phosphore (P) ainsi que des engrais azotés (N) à forte intensité énergétique pour maintenir les rendements agricoles. Parallèlement, l’élevage intensif génère de grands volumes d’effluents liquides, riche en matière organique et en éléments nutritifs, qui, s’ils ne sont pas correctement gérés, peuvent entraîner des impacts environnementaux liés à leur rejet.

Pour répondre à ces enjeux, un traitement hydrothermal utilisant du lisier de porc réel a été réalisé afin d’étudier l’effet des paramètres opératoires sur la conversion et la distribution du P et du N. Les expériences comparatives ont été menées en utilisant une grande gamme de sévérité (107–200 °C, 25–95 min à 300 °C, 10–60 min). Les phases solide, aqueuse et huiles obtenues ont été systématiquement caractérisées via des analyses physico-chimiques et des extractions séquentielles du phosphore.

Les résultats montrent que plus de 90 % du P a été récupéré dans la phase solide. La minéralisation du phosphore organique, ainsi que la dissolution des formes de P associées à l’Al/Fe conduisant à la formation de phosphates de calcium, ont été identifiées comme le principal mécanisme contrôlant la rétention du P dans l’hydrochar. La température est apparue comme le paramètre le plus influent sur la conversion et la spéciation du P, avec de fortes corrélations observées entre les formes de P et la disponibilité des cations métalliques (Ca, Mg, Fe, Al). L’azote organique dissous est demeuré la fraction N dominante dans la phase aqueuse, révélant une lacune majeure dans les stratégies actuelles de valorisation hydrothermale.

Mots-clés : traitement hydrothermal, lisier de porc, spéciation du phosphore, transformation de l’azote, biobrut, recirculation des eaux de procédé, liquéfaction hydrothermale, carbonisation hydrothermale.

Jury :

Résumé : cette thèse porte sur la simulation numérique de phénomènes transitoires rapides impliquant des interactions fluide-structure, au travers de méthodes de calcul avancées. L'objectif principal est d'améliorer l'efficacité des calculs en environnement parallèle en intégrant une méthode de Boltzmann sur réseau au sein d'un solveur fluide-structure partitionné. Dans ce cadre, une méthode de frontières immergées existante est étendue aux régimes d'écoulements compressibles afin de traiter efficacement des géométries complexes et en mouvement. La dynamique de la structure est résolue par une méthode éléments finis. Une attention particulière est portée au traitement des différentes échelles en temps et en espace liées respectivement aux domaines fluide et solide, en  visant une résolution optimale de chaque sous-système. La précision et la performance de l'approche proposée sont validées au travers d'une série de cas tests de complexité croissante, montrant une concordance forte avec les résultats expérimentaux et numériques existants. Enfin, des simulations à grande échelle impliquant la fragmentation de structures sont réalisées afin de démontrer la robustesse et la capacité de passage à l'échelle pour des applications pratiques de la méthode proposée. Ces résultats offrent de nouvelles perspectives pour la simulation des interactions fluide-structure induites par des explosions, ouvrant la voie à des prédictions plus rapides et plus détaillées. 

Mots clés : Interaction Fluide-Structure, Transitoire Rapide, Méthode de Boltzmann sur Réseau, Méthode de Frontière Immergée, Éléments Finis, Couplage Partitionné, Fracture, Fragmentation

Jury :

Résumé : Les microalgues, capables de synthétiser des composés bioactifs variés, représentent une ressource prometteuse pour de nombreuses applications industrielles. Toutefois, leur production à grande échelle reste limitée par des contraintes biologiques, techniques et économiques. C’est dans ce contexte, que la société Innovalg a engagé une démarche innovante : intégrer les procédés membranaires dans la chaîne de production de trois microalgues marines : Odontella aurita, Phaeodactylum tricornutum et Dunaliella salina. Cette thèse, alliant génie des procédés et microbiologie marine, s’est concentrée sur trois étapes clés : (i) la purification de l’eau de mer par ultrafiltration pour la culture des microalgues, (ii) la récolte des microalgues par microfiltration et (iii) l’extraction de composés à haute valeur ajoutée. En conditions réelles de production et en comparaison de procédés conventionnels, quels que soient les volumes ou les microalgues ciblées, les procédés membranaires mènent à des croissances algales supérieures, des récupérations cellulaires amplifiées et une modification de la composition biochimique des microalgues. Ainsi, cette thèse souligne le potentiel des procédés membranaires pour améliorer la qualité et la rentabilité de la production de microalgues à grande échelle jusqu'à des TRL de 9.

Mots clés : procédés membranaires, production de microalgues, purification d’eau de mer, récolte, croissance et qualité algale.