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Réduction des nitrates et nitrites en azote par Pseudomonas stutzeri : études cinétiques modélisation et simulation d'un système dénitrifiant
| Auteur / Autrice : | Cécile Peytavin |
| Direction : | Jean-Marc Engasser |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Biotechnologies et industries alimentaires |
| Date : | Soutenance en 1995 |
| Etablissement(s) : | Vandoeuvre-les-Nancy, INPL |
| Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire des sciences du génie chimique (Nancy) |
| Jury : | Rapporteurs / Rapporteuses : René Moletta, Charles Diviès |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
La dénitrification est la réduction biologique des nitrates en azote par les bactéries. Pseudomonas stutzeri a été choisi pour représenter une population dénitrifiant dans un procédé de traitement des eaux usées. Le processus a lieu en deux étapes: réduction des nitrates (NO3-) en nitrites puis des nitrites (NO2-) en azote (N2). La cinétique de réduction des nitrates et de la réduction simultanée des nitrates et de l'oxygène a été étudiée à partir des cultures de Ps. Stutzeri afin de mettre en évidence les phénomènes cinétiques dominants dans le système. Dans un premier temps, les expériences ont été réalisées dans des conditions anaérobies en réacteurs discontinus et continus. L’accumulation des nitrites observée uniquement en culture discontinue est le résultat d'un système de réduction des nitrites plus faible que le système de réduction des nitrates. La réduction des nitrites en azote est l'étape limitante au cours de la dénitrification. Il existe une vitesse maximale de dénitrification égale à la vitesse spécifique maximale de réduction des nitrites. Ceci se traduit par une compétition entre la réduction des nitrates et la réduction des nitrites au niveau de la chaine de transport des électrons. Dans un deuxième temps, une étude cinétique a été réalisée dans des conditions micro-aérobies en réacteur continu. L’interprétation des résultats met en évidence une augmentation de la capacité respiratoire des cellules de Ps. Stutzeri et laisse supposer une augmentation du taux maximal de croissance lorsque les nitrates et l'oxygène sont réduits simultanément. La description d'un système dénitrifiant à l'aide d'un modèle non structuré permet de généraliser les hypothèses cinétiques à l'ensemble de la population dénitrifiante. Ce modèle qui a été établi pour simuler les cultures discontinues permet également de simuler correctement les cultures continues en régime stationnaire et en régime dynamique