Étude et optimisation de la culture solaire de microalgues en photobioréacteur intensifié - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2023

Study and optimization of solar cultivation of microalgae in an intensified photobioreactor

Étude et optimisation de la culture solaire de microalgues en photobioréacteur intensifié

Abstract

Microalgal biomass is of inter-est to a wide range of industries includingfood, energy, cosmetics and pharmaceuticals.Specific processes have been developed andoptimized to produce this biomass. Volume-intensified cultivation systems, such as the Al-gofilm technology studied in this thesis, makeit possible to produce this biomass efficientlywhile making significant savings in water andenergy consumption.This thesis presents advanced modeling ofthis technology. In particular, a thermal modelspecific to the studied pilot was developedand experimentally validated. This model wasused to study original solutions for passivetemperature control such as coupling withsemi-transparent photovoltaic panels or inte-grating phase-change materials into the pho-tobioreactor support.The high performances claimed by the Al-gofilm technology were also validated exper-imentally under solar conditions. The proto-cols for these experiments were supportedby predictive models to ensure the viability ofthe culture and the performance of the pro-cess. The productivities and concentrationsobtained were an order of magnitude higherthan those of a conventional cultivation sys-tem.
La biomasse microalgale présente un intérêt pour divers secteurs de l’industrie tels que l’alimentation, l’énergie, la cosmé-tique ou encore la pharmaceutique. Des procédés spécifiques ont été développés et optimisés pour produire cette biomasse. Les systèmes de culture intensifiés en volume, tels que la technologie Algofilm étudiée dans cette thèse, permettent de produire efficacement cette biomasse tout en faisant d’importante séconomies d’eau et d’énergie.Ces travaux de thèse présentent une modélisation avancée de cette technologie. Notamment, un modèle thermique spécifique au pilote étudié a été développé et exprimentalement validé. Ce modèle a permis d’étudier des solutions originales de régulation passives de la température telles que le couplage avec des panneaux photovoltaïques semi-transparents ou l’intégration de matériaux à changement de phase dans le support du photobioréacteur.Les hautes performances annoncées parla technologie Algofilm ont aussi été validées expérimentalement en conditions solaires. Les protocoles de ces expériences ont été assistés par des modèles prédictifs qui ont permis d’assurer la viabilité de la culture et les performances du procédé. Les productivités et les concentrations obtenues étaient un ordre de grandeur supérieures à celles d’un système de culture conventionnel

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tel-04318044 , version 1 (01-12-2023)

Identifiers

  • HAL Id : tel-04318044 , version 1

Cite

Julien Louveau. Étude et optimisation de la culture solaire de microalgues en photobioréacteur intensifié. Autre. Nantes Université, 2023. Français. ⟨NNT : 2023NANU4022⟩. ⟨tel-04318044⟩
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