Amélioration de la gestion et de l’efficacité énergétique d’un digesteur par un système de recirculation des boues chargées en voie liquide

Dans le procédé de méthanisation, le chauffage du digestat permet d’intensifier la production de biogaz mais l’utilisation de ces systèmes de chauffage reste très coûteuse sur le plan énergétique. Cette thèse s’inscrit dans un projet plus général qui vise à améliorer l’efficacité énergétique d’un digesteur dans le procédé de méthanisation. L’objectif de cette thèse est de développer des modèles et outils expérimentaux afin de contribuer à l’intensification de procédé de méthanisation. Il s’agit d’assurer à la fois la température ainsi l’homogénéité du mélange au niveau de digesteur par un système de recirculation. Dans ce contexte, il est requis de maîtriser les paramètres physiques et bio-chimiques des boues complexes produites au sein de procédé de méthanisation.

Cette thèse représente une continuité des travaux menés par une collaboration académique et industrielle, démarrée en 2020 dans le cadre de projet RHEOMETHA, puis i-TRANSBOUE en 2023. Ce partenariat s'inscrit dans le cadre du programme de recherche MOCOPEE et de la programmation innEAUvation[1]. Il est mené en collaboration avec le SIAAP[2], 1er acteur français de l'assainnissement de l'eau.
La thèse s'effectuera au sein du laboratoire d'acceuil, le Centre d'Enseignement de Recherche et d'Innovation Energie Environnement (CERI EE)[3] de l'IMT Nord Europe. Une collaboration avec l'Agence de la Transition Ecologique[4] (ADEME) est également envisagée dans ce cadre.

Axes de recherche :

• Axe 1 : Démarche exploratoire pour caractériser la physico-chimie des boues complexes, avec l’appui des compétences de la plateforme innovation du SIAAP.
• Axe 2 : Etude des propriétés thermo-rhéologiques de ces fluides complexes en écoulement de recirculation, en respectant les conditions opérationnelles, thermophile et mésophile, notamment sur les aspects rhéologiques (visco-élasticité, contrainte seuil, rhéofluidification et de dépendance temporelle ou thermique, … ).
• Axe 3 : Dispositif d’échelle semi-industrielle est anticipé pour l’objectif d’assurer la température et le mélange dans le digesteur. Son objectif est de permettre de minimiser le coût énergétique et d'optimiser le procédé de méthanisation.

Liens utiles :
[1] https://inneauvation.fr
[2] https://siaap.fr/
[3] https://recherche.imt-nord-europe.fr/
[4] https://www.ademe.fr/

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L'offre de thèse s’adresse à un(e) étudiant(e) titulaire d'un Master de recherche 2, avec une volonté d'intégrer la voie académique et ayant un goût prononcé pour la recherche scientifique.
Spécialités visées : Physique-Chimie, Génie des procédés et bio-procédés et/ou Mécanique des fluides. 
Spécialités compatibles : Energétique ou domaines similaires.