HAL will be down for maintenance from Friday, June 10 at 4pm through Monday, June 13 at 9am. More information
Skip to Main content Skip to Navigation
Reports

Influence de l'eau, de la porosité et de la surface spécifique dans les bioprocédés de traitement de déchets : applicabilité et apports d'une approche par RMN et IRM

Résumé : Cette étude est la première étude permettant d'évaluer les potentialités des techniques de Résonance Magnétique Nucléaire et d'Imagerie par Résonance Magnétique pour la l'étude de bioprocédés de traitement de boue de station d'épuration et des transferts hydriques dans les ordures ménagères. Le bilan général est le suivant : · Le signal RMN d'un mélange boue-structurant est principalement expliqué par le comportement de l'eau. Ainsi, nous avons montré que l'eau était structurée au sein de la boue par l'existence de flocs de micro-organismes et que l'addition de bois à de la boue entrainait un transfert hydrique important entre la boue et le bois. A l'issue de ce transfert, la relaxation de l'eau reste structurée à la fois par la boue et par l'organisation cellulaire des fibres de bois. Par ailleurs, le signal de relaxation est apparu fortement dépendant de la teneur en eau. Au travers de cette dépendance, les potentialités de l'IRM on été étudiées. · Des images IRM de mélanges boues/structurant ont été acquises, avant et après biodégradation par respirométrie. Ces images IRM montrent (i) qu'il est envisageable de quantifier la macroporosité du mélange et d'estimer potentiellement sa surface spécifique, (ii) que l'intensité des niveaux de gris est directement proportionnelle à la teneur en eau locale. Les premiers essais ont ainsi mis en évidence la formation d'un gradient de teneur en eau important au sein de la cellule en cours de respirométrie, en lien avec la configuration de la cellule utilisée lors de l'étude. · L'influence des processus de biodégradation des mélanges boues/structurant sur le signal RMN n'a été que très partiellement abordée. Son impact semble faible comparativement à celui de la teneur en eau, mais il serait nécessaire d'approfondir cet aspect. · L'étude spécifique des ordures ménagères a été conduite sur un mélange modèle composé exclusivement de morceaux de carton et de viande. Sur ce système, nous avons pu montrer que le contraste entre les deux matériaux était suffisant pour obtenir via l'IRM une cartographie de la répartition de chacun d'eux. Ainsi sur la base d'un simple seuillage, l'IRM permettrait de connaitre la carte en 3D de la répartition du carton et de la viande. Cette carte pourrait être alors introduite dans des modèles de transferts hydriques afin d'étudier l'influence de la granulométrie sur les écoulements par exemple. · L'influence de l'opération de saturation et de drainage des cellules d'ordure ménagère sur les images IRM n'a pas pu être clairement établie. En effet, dans les conditions de préparation des cellules (densité et teneur en eau initiale élevées), la variation de teneur en eau avant et après saturation était trop faible. Par contre, nous avons pu montrer au travers de l'utilisation de traceur (MnCl2) qu'il existait des chemins privilégiés au sein de la cellule et un écart important de perméabilité à l'eau entre le carton et la viande. En conclusion, cette étude exploratoire met en évidence les nombreuses potentialités des techniques RMN et IRM pour des applications à l'étude de bioprocédés de traitement de déchets et du stockage en bioréacteur.
Mots-clés : SOWASTE IRM
Document type :
Reports
Complete list of metadata

https://hal.inrae.fr/hal-02593164
Contributor : Migration Irstea Publications Connect in order to contact the contributor
Submitted on : Friday, May 15, 2020 - 4:58:39 PM
Last modification on : Thursday, August 26, 2021 - 1:22:01 PM

Identifiers

  • HAL Id : hal-02593164, version 1
  • IRSTEA : PUB00028598

Collections

Citation

François Mariette, F. Duval, C. Druilhe, A. Trémier, J.M. Bouye, et al.. Influence de l'eau, de la porosité et de la surface spécifique dans les bioprocédés de traitement de déchets : applicabilité et apports d'une approche par RMN et IRM. [Rapport de recherche] irstea. 2009, pp.45. ⟨hal-02593164⟩

Share

Metrics

Record views

6