Etude de l'utilisation de la spectroscopie proche infrarouge pour la prédiction du potentiel méthane de déchets solides - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Study of the use of the near infrared spectroscopy for predicting the methane potential of solid waste.

Etude de l'utilisation de la spectroscopie proche infrarouge pour la prédiction du potentiel méthane de déchets solides

Résumé

Anaerobic digestion of solid waste is a solution to treat pollution. It has the advantage to supply energy by methane production. To ensure industrial plants are gainful, optimization of methane production has to be performed. Different ways of optimization are possible, including the selection of wastes with high methane potential. Currently, to extent the methane potential, the BMP (Biochemical Methane Potential) test is conducted. This test is based on a fermentation process of a small amount of waste. It is time consuming, sometimes, lasting over 30 days. This waiting time is too long in order to optimize the production at industrial level. It requires, either to store the waste or to take the risk of using it immediately. In the case where the waste has a low methane potential, it can cause many problems. Production will decrease and bacterial biomass may be loose due to lack of nutrient. In this context, a rapid method for the determination of methane potential would reduce this risk. The optimization of production would also be increase by rapid selection of waste with high methane potential. Knowledge of the potential methane would also improve the co-digestion, i.e. the mixing of wastes with high and low methane potential. In this aim, the method studied in this work is the near-infrared (NIR) spectroscopy. His many qualities seem to be favorable to its use: global analysis (quantitative and qualitative) of the organic matter, fast measurement, nondestructive, few or no sample preparation and optical fiber could be used to measure on-line. We will show the real potential of NIR spectroscopy to predict the methane potential of solid wastes.
La digestion anaérobie de déchets solides est un moyen de traitement de la pollution. Elle a l'avantage de produire de l'énergie sous forme de méthane. Afin que les installations industrielles soient rentables, l'optimisation de la production de méthane doit être réalisée. Différentes voies d'optimisation sont possibles, notamment la sélection en amont de déchets à fort potentiel méthanogène. Actuellement, la mesure du potentiel méthane est réalisée par le test BMP (Biochemical Methane Potential). Ce test repose sur une fermentation d'une petite quantité de déchet et dure plus de 30 jours. Dans un contexte d'optimisation d'une production industrielle, ce délai d'attente est trop important et impose soit, de stocker le déchet, soit de prendre le risque de l'utiliser immédiatement. Dans le cas, notamment, d'un déchet à faible potentiel méthane, la production pourra diminuer, et la biomasse bactérienne pourra décroître faute de nutriments. Dans ce contexte, une méthode rapide de détermination du potentiel méthane réduirait ce risque et permettrait une sélection en amont des déchets à fort potentiel méthanogène en vue de l'optimisation de la production. Cette sélection améliorerait également la co-digestion (mélange de deux déchets à fort et à faible potentiel méthane) afin d'accroître les capacités de production. La spectroscopie proche infrarouge, semble favorable à cette utilisation, grâce à un certain nombre d'avantages : analyse globale (quantitative et qualitative) de la matière organique, mesure rapide, non destructive, peu de préparation d'échantillon et possibilité d'utiliser des fibres optiques pour déporter la mesure. Ce travail est principalement axé sur l'application de la spectroscopie proche infrarouge pour la prédiction du potentiel méthane de déchets solides tout en montrant les différentes potentialités offertes par cette technique.

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tel-02595738 , version 1 (15-05-2020)

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Citer

Mathieu Lesteur. Etude de l'utilisation de la spectroscopie proche infrarouge pour la prédiction du potentiel méthane de déchets solides. Sciences de l'environnement. Doctorat Génie des procédés, Université Montpellier 2, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02595738⟩
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