Modélisation d'un traitement par compostage - Développement d'outils expérimentaux d'étude du procédé et conception du modèle - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2004

(trad auto)Modelling of a composting treatment - Development of experimental tools for studying the process and design of the model

Modélisation d'un traitement par compostage - Développement d'outils expérimentaux d'étude du procédé et conception du modèle

Résumé

(trad auto)Current environmental policies tend to favour biological treatment channels such as composting. However, their future is linked to the quality of the finished product and the safety of the treatment for the environment. Given the difficulty in interpreting the results obtained under experimental conditions, process modelling seems to be the most appropriate tool to better understand and manage the reaction processes that determine product quality and the environmental impacts of the treatment. The objective of this thesis work was to design a composting treatment model using a pilot reactor. First, the biological kinetics of organic matter degradation were studied by a respirometric method and modelled by a process of growth and decline of microorganisms. This model is used to assess the biodegradability of substrates and to test the influence of parameters such as temperature and humidity on kinetics. Secondly, the characteristics of the gas flow within the composting reactor were studied using a gas tracing method and modelled according to a piston dispersion flow, guiding the writing of mass and heat transfers via the gas flow. Finally, the biological model and the mass and heat transfer models were integrated into mass and energy balances in order to design a global one-dimensional composting model. The application of the model shows that the evolution of the simulated parameters is consistent with the experimental results. The model has yet to be validated on new data.
Les politiques environnementales actuelles tendent à favoriser les filières de traitement biologique comme le compostage. Leur avenir est néanmoins lié à la qualité du produit fini et à l'innocuité du traitement pour l'environnement. Devant la difficulté à interpréter les résultats obtenus dans des conditions expérimentales, la modélisation du procédé paraît être l'outil le plus adapté pour mieux comprendre et gérer les processus réactionnels déterminant la qualité des produits et les impacts environnementaux du traitement. Ce travail de thèse avait pour objectif la conception d'un modèle de traitement par compostage en réacteur-pilote. Premièrement, les cinétiques biologiques de dégradation de la matière organique ont été étudiées par une méthode respirométrique et modélisées par un processus de croissance et déclin des micro-organismes. Ce modèle permet d'évaluer la biodégradabilité des substrats et de tester l'influence de paramètres tels que la température et l'humidité sur les cinétiques. Deuxièmement, les caractéristiques de l'écoulement gazeux au sein du réacteur de compostage ont été étudiées à l'aide d'une méthode de traçages des gaz et modélisées selon un flux de nature piston dispersion, orientant l'écriture des transferts de masse et de chaleur via le flux gazeux. Enfin, le modèle biologique et les modèles de transferts de masse et de chaleur ont été intégrés dans des bilans massiques et énergétiques afin de concevoir un modèle global de compostage à une dimension. L'application du modèle montre que l'évolution des paramètres simulés est cohérente avec les résultats expérimentaux. Le modèle doit encore être validé sur de nouvelles données.
Fichier non déposé

Dates et versions

tel-02583043 , version 1 (14-05-2020)

Identifiants

Citer

A. Jamois Trémier. Modélisation d'un traitement par compostage - Développement d'outils expérimentaux d'étude du procédé et conception du modèle. Sciences de l'environnement. Doctorat biosciences de l'environnement, chimie et santé, Université de Provence Aix Marseille 1, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02583043⟩

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