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Bioréacteur membranaire pour la production biologique de l’hydrogène

ABG-79239 Sujet de Thèse
11/07/2018 < 25 K€ brut annuel
Université de Strasbourg – CNRS IPHC-RePSeM
Strasbourg - Grand Est - France
Bioréacteur membranaire pour la production biologique de l’hydrogène
  • Biotechnologie
  • Energie
  • Génie des procédés
Energie renouvelable, Bioprocédés, Hydrogène, Membrane, Bioréacteur

Description

La possibilité d’exploiter des résidus ou des déchets organiques (biomasses) et de pouvoir les convertir en ressources énergétiques permet de répondre aux défis relevant du développement durable. L’objectif majeur de la thèse est d’intensifier un procédé de production biologique d’hydrogène à partir d’énergie renouvelable, constituant une alternative prometteuse à la production d’hydrogène via les combustibles fossiles (procédés thermiques énergivores). Parmi les processus biologiques étudiés aujourd’hui (photolyse de l’eau, photofermentation), la fermentation obscure, qui est l’objet de cette étude, permet de convertir en hydrogène de façon efficace et à basse température des substances métabolisables, présentes dans des effluents industriels ou dans des biomasses agricoles avec des consortiums bactériens anaérobies fonctionnant en l’absence d’énergie lumineuse et agissant comme des biocatalyseurs. De plus, ce type de fermentation donne lieu à une co-production d’acides valorisables chimiquement à l’issue de leur séparation ou énergétiquement par la production de biométhane.

Le bioréacteur membranaire développé au laboratoire permet d’extraire l’hydrogène du milieu réactionnel avant sa reconsommation par l’activité des bactéries acétogènes (et archées méthanogènes) potentiellement présentes dans le substrat, convertissant respectivement l’hydrogène en acétate (et en méthane).

L’approche que nous proposons dans le cadre de cette thèse est d’améliorer encore conceptuellement et quantitativement le procédé en jouant sur les propriétés du bioréacteur membranaire et avec l’estimation d’optimum. Les études porteront sur l’impact d’une telle configuration en matière de rendement et de vitesse de production en hydrogène et sur l’orientation des voies métaboliques empruntées en analysant les métabolites produits dans le milieu réactionnel, avec un volet sur l’analyse des communautés microbiennes productrices d’hydrogène en collaboration. Les biomasses seront testées dans la dynamique d’une valorisation énergétique complète.

Nature du financement

Financement public/privé

Précisions sur le financement

ADEME / Air Liquide

Présentation établissement et labo d'accueil

Université de Strasbourg – CNRS IPHC-RePSeM

L’Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC) est actuellement un exemple de réussite de la pluridisciplinarité avec trois laboratoires de cultures scientifiques différentes (eco-physiologie, chimie et physique subatomique)  regroupés en un institut unique dont l’objectif est de développer à partir de différentes compétences pour développer des programmes pluridisciplinaires de très haut niveau avec comme socle l’instrumentation scientifique afin de répondre de la manière la plus complète et la plus pertinente possible aux questionnements universels actuels.

L’équipe de recherche du RePSeM est issu de la double compétence en physico-chimie et génie des procédés axée plus particulièrement sur la reconnaissance et l’extraction de métaux et sur le développement de procédés membranaires innovants permettant de répondre à des exigences environnementales (technologie « propre ») et économiques (recyclage et valorisation). Les technologies membranaires y sont développées dans un objectif d’intensifier des procédés dont le procédé de bioproduction de l’hydrogène.

Site web :

Intitulé du doctorat

Doctorat de Chimie / Bioprocédé

Pays d'obtention du doctorat

France

Etablissement délivrant le doctorat

Université de Strasbourg

Ecole doctorale

Ecole Doctorale des Sciences Chimiques

Profil du candidat

Pour développer cette thématique, le.la doctorant.e, d'un bon niveau, sera motivé.e par le sujet et devra s’adapter à un environnement pluridisciplinaire : procédés, biotechnologie, analyse chimique et microbiologie, dont il pourra apporter par sa formation plusieurs de ces contributions.

Date limite de candidature

20/07/2018
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