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Soutenances

17 décembre : thèse Raphaël Rousseau (Dir. A. Bergel & M.-L. Delia)

Production de biohydrogène par électro-catalyse microbienne

La soutenance aura lieu le mardi 17 décembre à 10h00 en salle des thèses de l’INP-ENSIACET.

Résumé :

La cellule d’électrolyse microbienne (CEM) permet la conversion de la biomasse en dihydrogène via un apport théorique en énergie électrique 10 fois moindre que celui de l’électrolyse de l’eau. Un tel procédé fonctionne via la technologie des bioanodes, qui permet la catalyse de l’oxydation de la biomasse en CO2 par l’intermédiaire d’un biofilm électro-actif.

Les travaux exposés dans ce manuscrit de thèse ont pour but l’optimisation des performances de la bioanode, la compréhension des mécanismes de catalyse et la réalisation d’un prototype à échelle laboratoire. L’optimisation par l’étude de paramètres opératoires en montage 3 électrodes a montré que l’utilisation de sédiments de salins comme source de micro-organismes avec électrode en feutre de carbone polarisée à + 0,1 V / ECS à une température de 40°C permet la formation de bioanodes capables de débiter jusqu’à 85 A.m-2 pour une conductivité de 10,4 S.m-1. A 30°C, le pyroséquençage ADN a mis en lumière l’émergence des genres bactériens Desulfuromonas et Marinobacter. La conception et l’exploitation d’un modèle de voltammétrie cyclique a montré que le transport des électrons au sein du biofilm était environ
100 fois plus lent que le métabolisme bactérien. L’utilisation de la spectroscopie d’impédance électrochimique montre que la résistance au transfert de charge à l’interface électrode/solution baisse de 24 kΩ.cm2 à 64 Ω.cm2 lors de la formation du biofilm. Un taux de production maximum de 2,85 LH2.L-1.j-1 ainsi qu’une durée de vie de plus de 50 jours du procédé ont été obtenus lors de la conduite d’un prototype laboratoire de CEM.

- Jury :

Rapporteurs :

  • Frédéric BARRIERE, maître de conférences, université Rennes 1
  • Nicolas BERNET, directeur de recherches, INRA-Narbonne

Examinateurs :

  • Théodore BOUCHEZ, chargé de recherche, IRSTEA-Antony
  • Théodore TZEDAKIS, professeur des universités, université Toulouse III

Membre invité :

  • Serge DA SILVA, Président-Directeur Scientifique, 6T-MIC

Directeur de thèse :

  • Alain bergel, directeur de recherches, CNRS

Codirectrice de thèse :

  • Marie-Line DELIA, maître de conférence, INPT

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