La méthanisation, ou digestion anaérobie, est reconnue comme une voie alternative de production d’énergie renouvelable permettant à la fois de traiter des déchets organiques et de produire un vecteur énergétique, le biogaz. Cependant, malgré des objectifs ambitieux affichés par la France, le développement de la filière de méthanisation se heurte encore à un certain nombre de verrous. Parmi ces verrous, l’inhibition de l’activité de la biomasse par de fortes concentrations en ammoniac peut s’avérer très limitante lors de l’utilisation de certains substrats agricoles. Ces travaux, effectués en collaboration avec la société ARKOLIA Énergies, s’inscrivent dans le projet régional OCCIMETHA dont l’un des objectifs est de présenter des solutions industrielles à la gestion de l’ammoniac issu de la dégradation des gisements riches en azote organique présents en région Occitanie (résidus d’élevages porcin, ovin, caprin et avicole). Ces travaux se concentrent sur l’étude d’une solution de traitement in-situ de l’ammoniac qui pourrait être mise en oeuvre au sein du procédé « voie épaisse » nommé ARKOMETHA® développé par ARKOLIA Énergies. Cette solution consiste en l’injection d’un courant de biogaz appauvri en ammoniac directement dans le milieu de digestion afin de désorber une fraction de l'ammoniac qu’il contient. Dans l’objectif d’évaluer la faisabilité et la viabilité de cette voie d’extraction, un modèle dynamique de réacteur est développé. Il permet de prévoir l’apparition de phénomène d’inhibition à l’ammoniac, de s’approcher d’une représentation du fonctionnement réel de l’ARKOMETHA® et de simuler le traitement in-situ de l’ammoniac. Ce modèle de réacteur intègre une version simplifiée du modèle biologique « Anaerobic digestion model number 1 » (ADM1) et assimile l’écoulement horizontal de type « piston » de la matière au sein de l’ARKOMETHA® à une succession de « n » réacteurs parfaitement agités continus (RAC). Les paramètres cinétiques de ce modèle ont été fixés dans une gamme cohérente de valeurs au regard de la littérature et une étape d’analyse de sensibilité a permis de mettre en exergue les paramètres influençant significativement les sorties du modèle. Afin de pouvoir prédire la manifestation de forts effets d’inhibition à l’ammoniac, il est démontré qu’il est impératif de considérer en sus de l’inhibition à l’ammoniac libre (NH3), largement reconnue comme la forme la plus inhibitrice de l’ammoniac, l’inhibition à l’ion ammonium (NH4+). La dernière partie de ce travail est consacrée à l’étude du traitement in-situ de l’ammoniac au cours de la digestion d’un substrat agricole type de la région Occitanie dans deux configurations de RAC en série différentes : cinq RACs de volumes identiques ; quatre RACs de volumes croissants représentant une phase d’hydrolyse suivie d’une phase de méthanogenèse. Au vue du manque de données bibliographiques sur le coefficient de transfert liquide-gaz (kLa) et sur la constante d’inhibition seuil de l’ion ammonium (Kimax,NH4+), l’influence de ces paramètres sur l’efficacité du stripping est discutée. Il apparait que ces paramètres influencent grandement l’estimation du débit de biogaz nécessaire au traitement de l’ammoniac et que de ce fait leur calibration est cruciale. Aussi, les effets des différents paramètres d’injection que sont le débit de biogaz, sa composition (CH4, CO2, NH3) et les zones du méthaniseur traitées sont évalués sur les caractéristiques du milieu de digestion (alcalinité, pH) ainsi que sur l’efficacité du traitement de l’ammoniac. L’ensemble de ces études permet de montrer qu’il est possible d’empêcher l’inhibition à l’ammoniac et l’arrêt des processus de digestion par l’extraction in situ d’ammoniac. Cependant, bien que les conditions optimales du traitement de l’ammoniac dépendent des paramètres cinétiques du modèle, il apparait que cette méthode nécessite de forts débits d’injection ce qui peut remettre en question sa faisabilité industrielle.