Bio-séquestration de CO2 dans les photo-bioréacteurs algues

Biosequestration of CO2 in algal photobioreactors

• Auteur / Autrice : Nilesh Badgujar
• Direction : Giovanni Esposito, Piet Lens
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences et Techniques de l'Environnement
• Date : Inscription en doctorat le 01/01/2015
• Etablissement(s) : Paris Est en cotutelle avec Cassino
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGE - Laboratoire Géomatériaux et Environnement

Mots clés

Mots clés libres

Microalgues

Photo-bioréacteurs

Gaz carbonique

Bio-hydrogène

Microalgae

Photo-bioreactors

Carbon dioxide

Bio-hydrogen

Résumé

La demande d'énergie a augmenté ces dernières années alors que les ressources épuisent à un rythme exponentiel. Cette crise énergétique mondiale a entraîné des problèmes majeurs tels que les émissions de gaz à effet de serre, les problèmes énergétiques mondiaux, les changements climatiques. Les microalgues ont attiré l'attention du monde pour leur potentiel pour résoudre ces problèmes les plus urgents, car ils séquestrent le dioxyde de carbone (CO2) pour la photosynthèse et peuvent générer une large gamme de produits. Les microalgues ont le potentiel d'utiliser de l'eau saumâtre sur les terres non cultivables pour se développer, réduisant ainsi les inconvénients des biocarburants de la première et de la deuxième génération. Cette recherche évaluera le potentiel des microalgues pour l'approche de la bioraffinerie. Initialement, la séquestration du CO2 sera étudiée avec différentes sources de CO2, telles que le gaz pur, le biogaz synthétique du digesteur anaérobie et le flux de gaz contenant du H2S dans les essais par lots. Un photo-bioréacteur à colonne à bulles sera ensuite développé et exploité sous différentes conditions hydrodynamiques et opérationnelles pour fournir un environnement optimal pour la croissance des algues. La biomasse d'algues sera récoltée pour la production de composés bio-hydrogènes et bioactifs. Le processus global sera optimisé en utilisant le principe du bioprocess et le logiciel. En fin de compte, une analyse de l'évaluation du cycle de vie (ACV) sera effectuée pour évaluer et comparer les investissements et les résultats techniques de la recherche.

The demand for energy has surged in recent years while resources are depleting at exponential rate. This global energy crisis has led to major issues such as greenhouse gases emissions, global energy problems, climate change. The microalgae have grabbed world’s attention for their potential to solve these most pressing issues, as they sequester carbon dioxide (CO2) for photosynthesis and can generate a wide range of products. Microalgae have potential to use brackish water on non-arable land to grow, thus reducing the drawbacks of the first and second generation biofuels. This research will evaluate the potential of microalgae for biorefinery approach. Initially, CO2 sequestration will be studied with different CO2 sources, such as pure gas, synthetic biogas from anaerobic digester, and H2S containing gas stream within batch tests. A bubble column photo-bioreactor will then be developed and operated under different hydrodynamic and operating conditions to provide an optimal environment for the growth of algae. The algal biomass will be harvested for generation of bio-hydrogen and bioactive compounds. The overall process will be optimized using bioprocess principle and software. In the end, a life cycle assessment (LCA) analysis will be performed to evaluate and compare investment and technical outcomes of research.