Soutenance de thèse Sirine Saadaoui
Thèse s’intitule :
«Valorisation des extrêmophiles dans le traitement des effluents salins et la production d’énergie par des systèmes bioélectrochimiques microbiens»
Résumé :
L’industrie textile génère de grandes quantités d’eaux usées contenant jusqu’à 80 g/L de NaCl et de fortes concentrations de colorants synthétiques. Les colorants azoïques, qui sont des produits chimiques toxiques et persistants, sont les plus largement utilisés dans la fabrication des textiles. Lorsqu’ils sont déversés dans les plans d’eau, ces colorants peuvent poser une menace significative pour les écosystèmes aquatiques, pouvant également avoir des répercussions sur la santé humaine. Pour remédier à cette problématique, plusieurs méthodes physico-chimiques conventionnelles ont été mises en œuvre. Ces méthodes ne sont pas largement adoptées principalement en raison de leur coût élevé, de la pollution secondaire qu’ils génèrent et de leur forte consommation d’énergie. D’autres traitements biologiques anaérobies ont été également explorées. Ces méthodes prennent de longues périodes de décomposition avec une dégradation souvent incomplète. De plus, si les cellules des microorganismes sont exposées à une solution très concentrée en sel, le phénomène d’osmose peut entraîner une perte d’eau intracellulaire significative, conduisant à la déshydratation et éventuellement à la mort cellulaire.
L’objectif principal de cette thèse est de coupler deux méthodes biologique et électrochimique au sein d’une seule unité appelée système bioélectrochimique (SBE) en vue de traiter des eaux usées textiles salines chargées en colorants azoïques récalcitrants, tout en générant de l’énergie sous forme d’électricité. Ce SBE se distingue par l’utilisation de bactéries électroactives halothermophiles provenant des environnements extrêmes tunisiens, lesquelles forment des bioanodes capables de tolérer le stress salin. Les paramètres impactant les performances du SBE ont été optimisés, notamment la source d’inoculum, la présence d’un co-substrat et sa concentration, le matériau de l’électrode ainsi que sa surface et le potentiel appliqué à l’électrode de travail. Ces optimisations ont été réalisées initialement à partir d’eaux usées synthétiques avant d’être validées avec des eaux usées industrielles réelles. Les bioanodes obtenues ont fait l’objet d’une analyse comparative à l’aide d’outils électrochimiques, microscopiques, analytiques et moléculaires. En complément, les milieux réactionnels ont également été examinés à l’aide d’outils analytiques et moléculaires.
Avec des eaux usées synthétiques, une densité de courant maximale de 5,2 A/m2, un taux de décoloration de 100 % et un taux d’élimination de la DCO de 96 % ont été obtenus. Par ailleurs, avec les eaux usées réelles, la même densité de courant maximal 5,2 A/m2 a été observée simultanément avec un taux de décoloration de 93 % et un taux d’abattement de la DCO de 70 %. Ainsi, pour la première fois, l’espèce bactérienne Orenia metallireducens a été identifiée dans les différentes matrices du SBE alimenté avec des eaux usées synthétiques. Cette découverte suggère des perspectives prometteuses pour la dégradation des colorants azoïques.