Modélisation d'un traitement par compostage (développement d'outils expérimentaux d'étude du procédé et conception du modèle)

Les politiques environnementales actuelles tendent à favoriser les filières de traitement biologique comme le compostage. Leur avenir est néanmoins lié à la qualité du produit fini et à l'innocuité du traitement pour l'environnement. Devant la difficulté à interpréter les résultats obtenus dans des conditions expérimentales, la modélisation du procédé paraît être l'outil le plus adapté pour mieux comprendre et gérer les processus réactionnels déterminant la qualité des produits et les impacts environnementaux du traitement. Ce travail de thèse avait pour objectif la conception d'un modèle de traitement par compostage en réacteur-pilote. Premièrement, les cinétiques biologiques de dégradation de la matière organique ont été étudiées par une méthode respirométrique et modélisées par un processus de croissance et déclin des micro-organismes. Ce modèle permet d'évaluer la biodégradabilité des substrats et de tester l'influence de paramètres tels que la température et l'humidité sur les cinétiques. Deuxièmement, les caractéristiques de l'écoulement gazeux au sein du réacteur de compostage ont été étudiées à l'aide d'une méthode de traçages des gaz et modélisées selon un flux de nature piston dispersion, orientant l'écriture des transferts de masse et de chaleur via le flux gazeux. Enfin, le modèle biologique et les modèles de transferts de masse et de chaleur ont été intégrés dans des bilans massiques et énergétiques afin de concevoir un modèle global de compostage à une dimension. L'application du modèle montre que l'évolution des paramètres simulés est cohérente avec les réultats expérimentaux. Le modèle doit encore être validé sur de nouvelles données.AIX-MARSEILLE1-BU Sci.St Charles (130552104) / SudocSudocFranceF

Estimation par la méthode des ondelettes (le point de vue du processus empirique local)

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocPARIS-BIUSJ-Mathématiques rech (751052111) / SudocSudocFranceF

Characterizations and performances of Ni/diatomite catalysts for dry reforming of methane

International audienceMonometallic 5 wt% Ni containing catalysts were prepared by a two-solvent (cyclohexane/water) deposition method using cheap and widely available natural diatomites (Ni/AW2 and Ni/MN3) as supports. The fresh samples were characterized by SEM, EDX microanalysis, N2 adsorption–desorption isotherms, XRD and tested after reduction (in hydrogen) in dry reforming of methane. Spent catalysts were further characterized by TPH coupled with mass spectrometry. Although slightly less active than a reference Ni/Aerosil (Ni/SiO2) catalyst prepared in similar conditions, the Ni/diatomites catalysts showed good activity with 90% methane conversion reached on Ni/MN3 at 800 °C and a high selectivity towards dry reforming reaction (H2:CO molar ratio around unity over the entire temperature range). The catalysts were also relatively stable during catalytic measurements conducted at 650 °C for 12 h. In addition, depending on the nature of the diatomite and on the conditions of thermal activation, carbon deposits with lower toxicity (easier to remove by reactivation) than those formed on the Ni/Aerosil were obtained

Effet de l'ordre d'ajout du Ni et du Ce dans SBA-15 sur l'activité en reformage à sec du methane

International audienceDry reforming of methane has been carried out on SBA-15 catalysts containing 5 wt% Ni and 6 wt% Ce. The effect of the order of Ni and Ce impregnation on the catalytic activity has been studied. Both metals were added using the “two-solvent” method that favors metal dispersion inside the pores. Characterizations by XRD (low and high angles), N2 sorption, SEM and TEM of the materials after metal addition and calcination indicate good preservation of the porosities and high NiO and CeO2 dispersion inside the porous channels. Reduction was carried out before the catalytic tests and followed by TPR measurements. The most active reduced catalyst was the Ni–Ce/SBA-15 sample prepared by impregnating cerium first, then nickel. All catalysts were highly active and selective towards H2 and CO at atmospheric pressure. Full CH4 conversion was obtained below 650 °C. The higher performances compared to those reported in the literature for mesoporous silica with supported Ni and Ce catalysts are discussed.Le reformage à sec du méthane a été étudié sur des catalyseurs SBA-15 contenant 5 % en poids de Ni et 6 % en poids de Ce. L’effet de l’ordre d’imprégnation de Ni et Ce sur l’activité catalytique a été étudié. Ces deux métaux ont été ajoutés en utilisant la méthode « à deux solvants », qui favorise la dispersion du métal à l’intérieur des pores. Les caractérisations par DRX (petits et grands angles), adsorption de N2, MEB et MET des matériaux après ajout du métal et calcination montrent une bonne préservation de la porosité et une grande dispersion des nanoparticules de NiO et CeO2 à l’intérieur des pores. La réduction des catalyseurs suivie par RTP a été effectuée avant tests catalytiques. Le catalyseur le plus actif est le Ni–Ce/SBA-15 réduit, préparé par imprégnation, tout d’abord du cérium, puis du nickel. Les catalyseurs étaient très actifs et sélectifs en H2 et CO sous pression atmosphérique, avec une conversion complète de CH4 atteinte avant 650 °C. Les performances supérieures à celles décrites dans la littérature pour des catalyseurs à base de silice mésoporeuse contenant du Ni et du Ce sont discutées