Etude et optimisation de bioaccumulation de Mg2+ dans les microalgues « Chlorella vulgaris »
Auteur / Autrice : | Hela Ben Amor |
Direction : | Moncef Stambouli, Behnam Taidi, Habib Ayadi |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Génie des procédés |
Date : | Soutenance le 26/10/2015 |
Etablissement(s) : | Université Paris-Saclay (ComUE) en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de génie des procédés et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne) |
établissement opérateur d'inscription : CentraleSupélec (2015-....) | |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Moncef Stambouli, Behnam Taidi, Habib Ayadi, Jérémy Pruvost, Sami Maalej, Dominique Pareau, Patrick Perré |
Rapporteur / Rapporteuse : Jérémy Pruvost |
Mots clés
Résumé
Des cultures de Chlorella vulgaris ont été réalisées en triplicata sur de longues périodes (15-30 jours) en autotrophie et en mixotrophie afin d’étudier l’effet de Mg2+ sur les microalgues et déterminer sa concentration dans la biomasse au cours de la croissance. Différentes concentrations ont été testées (de 8.9 à 465 mg L-1). Ceci a montré que le Mg2+ n’est pas toxique pour les algues à des concentrations élevées provoquant habituellement l’inhibition de la croissance dans le cas d’autres ions divalents (métaux lourds). Des bilans matière ont été établis et vérifiés avec une précision satisfaisante (écart moyen de 90%). La quantité de Mg2+ bioaccumulée augmente avec la concentration initiale de Mg2+ du milieu de culture. Une saturation en Mg2+ intracellulaire a été observée à partir d’environ 45 mg de Mg2+ L-1. Typiquement, la répartition entre le Mg2+ extracellulaire et intracellulaire est de 18% contre 51% dans le bioréacteur (5L) pour une concentration initiale de 16 mg L-1. En mixotrophie (addition de 10 g L-1 de glucose), une production de biomasse significativement plus importante et plus rapide que celle en autotrophie a été observée. En revanche, la quantité de Mg2+ accumulée dans les cellules est plus importante en autotrophie qu’en mixotrophie. Des mesures de chlorophylle a, de nitrate et de glucose ont été également réalisées. Afin de comprendre la cinétique relativement complexe de bioaccumulation du Mg2+, un modèle cinétique original a été élaboré couplant transfert (externe, membrane, interne) et réactions (ad/absorption) en milieu hétérogène. Le modèle a été validé expérimentalement. Il permet de rendre compte au mieux de l’ensemble des résultats obtenus.