Célestine, Voegel Le 2 juin 2017 à 10h



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ECOLE DOCTORALE

« Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés »

ED 468




Vous êtes cordialement invités à la soutenance de la thèse de
Célestine, Voegel

Le 2 juin 2017 à 10h

Amphithéâtre Joseph Fourier

INSA de Toulouse,

135 Avenue de Rangueil, 31400 Toulouse


Impact biochimique des effluents agricoles et agroindustriels sur les structures/ouvrages en béton dans la filière de valorisation par méthanisation

Résumé

La digestion anaérobie est une succession d’étapes de dégradation de la matière organique, par l’intermédiaire de microorganismes, opérée industriellement dans des digesteurs en béton. Des métabolites microbiens (acides gras volatils (AGV), NH4+, CO2) produits au cours du processus de digestion attaquent la matrice cimentaire du béton. Afin d’assurer un développement pérenne de la filière de méthanisation, il est donc nécessaire de comprendre d’abord tous ces phénomènes d’altération pour ensuite proposer des solutions durables pour les matériaux de construction des digesteurs. Les objectifs de la thèse visaient à identifier et quantifier les agents agressifs pour le béton présents dans les milieux de la méthanisation, puis à comprendre leurs rôles dans les mécanismes d’altération des matrices cimentaires. Enfin, l’action de ces milieux a pu être comparée sur un panel de matériaux cimentaires réalisées à partir de différents liants : ciment Portland ordinaire, ciment de haut-fourneau, ciment d’aluminate de calcium et liant alcali activé.

Dans des digesteurs de laboratoire, les concentrations maximales des agents chimiques agressifs mesurées pendant la digestion anaérobie d’un biodéchet modèle étaient de 3000 mg.L-1 d’AGV, de 800 mg.L-1 de NH4+, et de 140 mg.L-1 de CO2 dissous. La prolifération de microorganismes capables de métaboliser ces composés chimiques agressifs a été observée à la surface des matériaux cimentaires exposés dans le biodéchet au cours de sa digestion. La zone dégradée des matériaux cimentaires exposés est partiellement décalcifiée, vraisemblablement du fait de l’action des AGV et de l’ammonium NH4+, et carbonatée en raison de la présence de CO2 dissous. Des essais in situ, c’est à dire en conditions réelles, réalisées sur une plateforme expérimentale de méthanisation, ont permis de confirmer les phénomènes d’altération observés en laboratoire. En termes de durabilité, le ciment alumineux présente la meilleure résistance face aux attaques biochimiques lorsqu’on le compare au ciment ordinaire ou aux ciments composés de laitier de haut-fourneau au sein de systèmes de méthanisation en laboratoire ou in situ.
Mots-Clés:

Matériaux cimentaire ; Biodétérioration ; Attaque acide ; Digesteur anaérobie


Etablissement d’inscription:

INP ENSIACET


Composition du Jury:

Josée Duchesne, Prof. Université de Laval, Rapporteur

Christine Lors, Prof. IMT Lille-Douai, Rapporteur

Matthieu PEYRE-LAVIGNE, Ing. INSA de Toulouse, Examinateur

Cédric PATAPY, Mcf Université Toulouse III, Examinateur

Alexandre GOVIN, Mcf Ecole des Mines de Saint-Etienne, Examinateur

Eric D. van HALLEBUSCH, Prof. IHE Delft, Examinateur

Alexandra BERTRON, Prof. INSA de Toulouse, Directeur de thèse



Benjamin ERABLE, CR CNRS INP de Toulouse, Co-directeur de thèse

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