PRIAM : Technologie de rupture pour une production contrôlée et intensifiée de microalgues. Etude de l'hydrodynamique en vue d'éviter le développement de biofilm dans de tels systèmes intensifiés

International audienceDepuis quelques années, les microorganismes photosynthétiques (microalgues et cyanobactéries) offrent un potentiel de valorisation et de développement important dans de nombreux domaines d'applications (cosmétique, pharmaceutique [1], [2], nutraceutique, complément alimentaire, énergie, captage de CO 2 , etc.). Cependant, leur production requiert un développement de technologies spécifiques fournissant les conditions nécessaires à la croissance photosynthétique. De nombreuses avancées ont été réalisées ces dernières années dans l'ingénierie de tels systèmes, permettant de proposer des solutions innovantes pour la conception de technologies de rupture adaptées à la production industrielle contrôlée et intensifiée de microalgues [3], [4]. C'est dans ce contexte que PRIAM a été développé pour atteindre des performances exceptionnelles par rapport aux systèmes existants (Tableau 1). PRIAM est un photobioréacteur plan avec illumination volumétrique interne (panneau double face lumineux Lightex®). Il a été conçu en intégrant les dernières avancées scientifiques dans l'ingénierie des photobioréacteurs, tout en répondant aux attentes spécifiques d'un développement biotechnologique des microalgues, nécessitant des unités de production modulaires (10 à 1000 L) à productivité constante et satisfaisant de fortes contraintes de contrôle et de robustesse. Le concept de la technologie PRIAM qui vise la production contrôlée de microorganismes photosynthétiques, tout en ayant une productivité élevée (4 kg/m 3 /jour de biomasse sèche) est particulièrement adapté à la production industrielle de molécules à haute valeur ajoutée. Ce développement a débouché sur la création de la start-up Algolight, qui cible les applications du domaine de la santé humaine, secteur ayant besoin de produire des microalgues de manière contrôlée et intensifiée. Dans ce type de photobioréacteur intensifié, l'un des verrous majeurs est l'hydrodynamique, qui doit être optimisé en raison du confinement et de l'augmentation de la viscosité de la culture à haute concentration cellulaire, viscosité qui peut avoir un comportement non newtonien pour certaines souches de microalgues comme c'est le cas de Porphyridium cruentum (Fig. 1); le transfert gaz-liquide doit être maitrisé pour que le dioxyde de carbone ne soit pas limitant pour la croissance des microorganismes photosynthétiques et pour qu'il n'y ait pas d'accumulation de dioxygène [6] ; ainsi que de formation de biofilm. Cette présentation a pour objectif de présenter cette technologie de rupture et d'apporter des réponses aux problématiques d'hydrodynamique en optimisant notamment l'injection de gaz sur une solution modèle se rapprochant de Porphyridium et des transferts gaz-liquide pour l'aspect biofilm en travaillant en conditions réelles

Caractérisations des propriétés photocatalytiques des verres autonettoyants - corrélation entre paramètres physico-chimiques et activité photocatalytique

Après une dizaine d années de recherche, les verres autonettoyants ont été commercialisés en 2001. Leur principe est basé sur les propriétés photocatalytiques d une couche submicronique de TiO2 déposée à leur surface. Sous l action du rayonnement solaire et en présence d oxygène, ils sont capables de dégrader les salissures organiques adsorbées en surface. Le présent travail a pour but d apporter une meilleure compréhension des interactions entre la couche TiO2 et les salissures réelles, ainsi que d évaluer les cinétiques de dégradation photocatalytique de polluants modèles par les verres. L influence de différents paramètres tels que la température, les caractéristiques de l irradiation, la nature des familles des polluants a été étudiée et corrélée aux performances des verresGlass is widely used material and especially in constructions. Since 2001, self-cleaning glasses have been launched on the European market. These glasses are based on the photocatalytic property of a submicronic layer of TiO2 deposited on their surface. Under UV-irradiation, TiO2 reacts with the oxygen and water molecules present in the atmosphere to produce free radicals. These radicals are able to degrade organic stains adsorbed on the glass surface. The present work is aimed at a better understanding of the interactions between TiO2 layer and real stains, as well as the photocatalytic physicochemical mechanisms implicated. The influence of different parameters on the self-cleaning glass efficiency has been studied. The photocatalytic degradation of different pollutant families was followed to correlate the nature of the organic compounds to their degradabilityLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

PRIAM : Technologie de rupture pour une production contrôlée et intensifiée de microalgues. Etude de l'hydrodynamique en vue d'éviter le développement de biofilm dans de tels systèmes intensifiés

International audienceDepuis quelques années, les microorganismes photosynthétiques (microalgues et cyanobactéries) offrent un potentiel de valorisation et de développement important dans de nombreux domaines d'applications (cosmétique, pharmaceutique [1], [2], nutraceutique, complément alimentaire, énergie, captage de CO 2 , etc.). Cependant, leur production requiert un développement de technologies spécifiques fournissant les conditions nécessaires à la croissance photosynthétique. De nombreuses avancées ont été réalisées ces dernières années dans l'ingénierie de tels systèmes, permettant de proposer des solutions innovantes pour la conception de technologies de rupture adaptées à la production industrielle contrôlée et intensifiée de microalgues [3], [4]. C'est dans ce contexte que PRIAM a été développé pour atteindre des performances exceptionnelles par rapport aux systèmes existants (Tableau 1). PRIAM est un photobioréacteur plan avec illumination volumétrique interne (panneau double face lumineux Lightex®). Il a été conçu en intégrant les dernières avancées scientifiques dans l'ingénierie des photobioréacteurs, tout en répondant aux attentes spécifiques d'un développement biotechnologique des microalgues, nécessitant des unités de production modulaires (10 à 1000 L) à productivité constante et satisfaisant de fortes contraintes de contrôle et de robustesse. Le concept de la technologie PRIAM qui vise la production contrôlée de microorganismes photosynthétiques, tout en ayant une productivité élevée (4 kg/m 3 /jour de biomasse sèche) est particulièrement adapté à la production industrielle de molécules à haute valeur ajoutée. Ce développement a débouché sur la création de la start-up Algolight, qui cible les applications du domaine de la santé humaine, secteur ayant besoin de produire des microalgues de manière contrôlée et intensifiée. Dans ce type de photobioréacteur intensifié, l'un des verrous majeurs est l'hydrodynamique, qui doit être optimisé en raison du confinement et de l'augmentation de la viscosité de la culture à haute concentration cellulaire, viscosité qui peut avoir un comportement non newtonien pour certaines souches de microalgues comme c'est le cas de Porphyridium cruentum (Fig. 1); le transfert gaz-liquide doit être maitrisé pour que le dioxyde de carbone ne soit pas limitant pour la croissance des microorganismes photosynthétiques et pour qu'il n'y ait pas d'accumulation de dioxygène [6] ; ainsi que de formation de biofilm. Cette présentation a pour objectif de présenter cette technologie de rupture et d'apporter des réponses aux problématiques d'hydrodynamique en optimisant notamment l'injection de gaz sur une solution modèle se rapprochant de Porphyridium et des transferts gaz-liquide pour l'aspect biofilm en travaillant en conditions réelles

PRIAM : Technologie de rupture pour une production contrôlée et intensifiée de microalgues. Etude de l’hydrodynamique en vue d’éviter le développement de biofilm dans de tels systèmes intensifiés.

International audienc

Photocatalytic degradation of paracetamol mediating luminous textile: Intensification of the chemical oxidation

International audienceAn innovative photoreactor was applied as an emerging advanced oxidation process (AOP) to investigate Paracetamol (PL) degradation under different operating conditions. The system consisted of a textile woven from optical fiber and textile yarn. The luminous fiber textile was coupled to UVA LED, and the photocatalytic textile fibers is impregnated with TiO2. The effectiveness of configuration I, based on a luminous textile with UV LED, was compared with that based of TiO2 immobilized on cellulosic paper (CP) with external UV irradiation (configuration 2). The specific degradation rate obtained with configuration 1 was 40 times higher than that with configuration II. Configuration I also showed efficient performance in mineralization per Watt consumed, with values reaching 81 times higher than those obtained with configuration II. Also, to achieve high removal effi-ciency of the pollutant with the new technology of luminous textiles, the effect of operating parameters, namely pollutant concentration, UV intensity, flow rate and TiO2 mass deposited were discussed. It is worth noting that the optimal conditions for a 95.7 % degradation rate of 1 mg/L of Paracetamol were obtained with 26 g/m2 mass catalyst, 5 W/m2 UV intensity and 52.2 L/h flow rate after 340 min. In addition, upon associating two luminous textiles, the degradation efficiency reached 98.76 % after only 140 min. Besides, by adding hydrogen peroxide (H2O2) in the optimal conditions with 10 mg/L of Paracetamol concentration, the degradation efficiency reached 98.81 % after 240 min. The excellent performances in terms of degradation rate, mineralization per Watt consumed, and energy consumption make luminous textiles an attractive alternative to conventional photo-catalytic reactors designed for the removal of Paracetamol in water and wastewater

Understanding Aging Mechanisms in the Context of UV Irradiation of a Low Fouling and Self-Cleaning PVDF-PVP-TiO₂ Hollow-Fiber Membrane

In the context of designing a photocatalytic self-cleaning/low-fouling membrane, the stability of PVDF-PVP-TiO2 hollow-fiber membranes under UV irradiation has been studied. The effect of irradiation power, aqueous environment composition and fouling state on the properties of the membranes has been investigated. With this aim, SEM observations, chemical analysis and tensile strength measurements have been conducted. The results indicate that pristine membranes that undergo UV irradiation in ultra-pure water are significantly degraded due to attacks of OH° radicals. However, when methylene blue, used as a model pollutant, is introduced in the aqueous environment, OH° radicals preferentially react with this molecule rather than the membranes, successfully preserving the original properties of the latter. The presence of an adsorbed BSA layer (pre-fouling by immersion) on the surface of the membrane delays membrane aging, as the BSA layer is degraded by radicals instead of the membrane material. The degradation of the BSA layer also validates the self-cleaning properties of the membrane. However, when membranes are pre-fouled by filtration of a 2 g/L BSA solution, delay to aging is less. This is because OH° radicals do not reach BSA molecules that are trapped inside the membrane pores, and therefore react with the membrane material