Thèse soutenue

Modélisation et simulation d'un bioréacteur à membranes immergées pour le traitement des eaux usées urbaines et hospitalières
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Auteur / Autrice : Yusmel González Hernández
Direction : Claire AlbasiUlises Javier Jauregui Haza
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des Procédés et de l'Environnement
Date : Soutenance le 20/12/2018
Etablissement(s) : Toulouse, INPT en cotutelle avec Instituto superior de Tecnologias Y Ciencias Aplicadas de Cuba
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie chimique (Toulouse ; 1992-....)
Etablissement d'accueil : Instituto superior de Tecnologias Y Ciencias Aplicadas de Cuba
Jury : Président / Présidente : Ileana Pereda Reyes
Examinateurs / Examinatrices : Claire Albasi, Ulises Javier Jauregui Haza, Ileana Pereda Reyes, Galo Carillo Le Roux, Carlos Moron-Alvarez, Marion Alliet
Rapporteurs / Rapporteuses : Galo Carillo Le Roux, Carlos Moron-Alvarez

Mots clés

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Résumé

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Dans cette thèse, la modélisation d'un bioréacteur à membranes immergées (BaMI) et son évaluation avec des valeurs expérimentales de BaMI à l'échelle du banc et à l'échelle pilote pour le traitement des effluents résiduels urbains et hospitaliers, ont été étudiées respectivement. L'objectif principal de ce travail était de développer un nouveau modèle intégré plus phénoménologique pour la description du fonctionnement de ces systèmes. A cet effet, un nouveau modèle biologique a été développé en utilisant le modèle de boues activés 3 (ASM3 du l’anglais activated sludge model) et en tenant en compte la croissance et le stockage de substrat simultané, et la production de substances polymères extracellulaires solubles et liées, qui, conjointement avec des solides en suspension totales ont été les principales variables de lien avec le nouveau modèle de colmatage de la membrane, en tenant compte de l'influence de ces substances sur la porosité du gâteau. Une nouvelle procédure d'identification des paramètres pour la calibration en prenant en compte leurs influence sur le modèle et leur incertitude a été développé. Cette procédure a permis de calibrer et de valider avec succès les nouveaux modèles développés, en utilisant les données des systèmes étudiés. Parallèlement, une nouvelle méthodologie a été développée pour le fractionnement de la matière carboné selon les modèles ASM en tenant compte du phénomène de stockage du substrat. Enfin, une étude de la sensibilité paramétrique a été réalisé, où le modèle intégré a répondu de manière adéquate aux variations des principales variables qui influent sur le colmatage de la membrane, avec une élevée correspondance entre la plupart des cas et ce qui a été rapporté dans la littérature, mettant en évidence une fois de plus le caractère phénoménologique et la validité du nouveau modèle développé.