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Mardi 30 mai 2017 : Thèse de Manon OLIOT

Mardi 30 mai 2017 : Thèse de Manon OLIOT

- La thèse se déroulera le Mardi 30 mai 2017 à 9h30 en Amphi 100 (Campus INP-ENSIACET)

Intitulé de la Thèse:
- "Bio-ingénierie pour les piles à combustible microbiennes"

Jury
- Alain BERGEL, Directeur de recherche CNRS, LGC, Toulouse
- Marie-Line DELIA, Maître de conférences INPT, LGC, Toulouse
Rapporteurs :
- Elisabeth LOJOU, Directrice de Recherche CNRS, Aix-Marseille Université
- François LAPICQUE, Directeur de Recherche CNRS, Université de Lorraine
Examinateurs :
- Annette MOSDALE, Ingénieure R&D PaxiTech SAS, Grenoble
- Gérard MERLIN, Professeur, Université de Savoie

Résumé
- Une Pile à Combustible Microbienne (PCM) convertit l’énergie chimique issue de l’oxydation de la matière organique directement en énergie électrique. L’oxydation du combustible est assurée par un biofilm dit « électroactif » se développant à la surface de l’anode et jouant le rôle de catalyseur microbien. L’anode microbienne formée à partir d’un consortium bactérien, issu dans cette étude de terreau de jardin, est associée à une cathode à air abiotique à la surface de laquelle se produit la réduction de l’oxygène.
- L’assemblage d’une anode microbienne et d’une cathode à air abiotique pour construire une PCM est un réel challenge tant les conditions optimales de chacune sont différentes. Ces travaux de thèse ont donc pour objectif d’anticiper le fonctionnement global de la PCM pour concevoir une anode microbienne et une cathode abiotique capables de fonctionner ensemble de façon optimale. Une partie expérimentale conséquente vise à concevoir une PCM optimale en menant des essais sur différents designs de réacteur. Un modèle numérique, basé sur l’expérimentation et calculant les distributions secondaires de courant et de potentiel au sein de la PCM, vient compléter l’étude expérimentale afin d’optimiser l’architecture de la PCM et maximiser les performances délivrées.
- La configuration « Assemblage Séparateur-Electrodes » consiste à intercaler le séparateur entre la bioanode et la cathode à air dans le but de diminuer la résistance interne du système. Ce design a permis de concevoir des PCMs délivrant d’excellentes performances jusqu’à 6.42 W.m-2. In fine, le prototype « Bioelec », utilisé comme modèle de démonstration, est réalisé à l’échelle du laboratoire avec un assemblage en série et en parallèle de plusieurs PCMs élaborées avec cette configuration « ASE ».
- Mots-clés : Pile à combustible microbienne ; Système bioélectrochimique ; Ingénierie bioélectrochimique ; Anode microbienne ; Consortium microbien ; Modélisation numérique ; Distribution de potentiel ; Extrapolation ; Assemblage séparateur électrodes.