Etude cinetique et energetique d'un photobioreacteur. Etablissement d'un modele structure. Applications a un ecosysteme clos artificiel. Fre

Kinetic and energetic studies of a photobioreactor. Proposal for a structured model. Applications to a closed ecological life support system

• Auteur / Autrice : Jean-François Cornet
• Direction : Guy Dubertret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

La modelisation du comportement des microorganismes en photobioreacteur necessite la connaissance de phenomenes physiques et biologiques. La theorie des transferts radiatifs appliquee a un photobioreacteur permet d'obtenir des informations cinetiques et energetiques locales, et par la suite conduit a l'obtention des vitesses specifiques de consommation d'energie lumineuse par les microorganismes, ainsi qu'aux bilans enthalpique et entropique. L'ecriture des equations de conservation sur les differentes especes qui constituent le carbone inorganique dissous permet d'apprehender les modifications de comportement des microorganismes, lors de limitations par le transfert de co#2 ou par la source de carbone. L'utilisation de modeles structures biochimiquement conduit a ecrire les relations de conservation des differents transporteurs d'energie que sont l'atp et les cofacteurs. L'analyse du couplage entre la photosynthese, la production et l'utilisation de l'atp par le metabolisme est alors possible, en utilisant les relations de la thermodynamique lineaire des processus irreversibles. Cette approche permet de diminuer le nombre de parametres du modele, et conduit a la determination predictive des rendements de conversion des substrats en produits. L'ensemble de cette demarche a ete applique a la culture de la cyanobacterie spirulina platensis, dans une large gamme de conditions limitantes et pour differents types de photoreacteurs. Les resultats obtenus permettent d'envisager des applications au niveau de l'utilisation de ce microorganisme, dans le compartiment photosynthetique d'un ecosysteme clos artificiel