Renaissance de « La Réunion »

Créé en 1994, le centre de formation a subi une interruption de 1997 à 2000 que Marie-Jeanne Legentilhomme, élue présidente du groupe en 2000, évoque avec émotion tant cette rupture fut accompagnée de difficultés internes : de nombreux va-et-vient entre le CNFPT (déjà) et l’ABF retardèrent l’homologation. Le groupe a pu renaître grâce à la volonté de la nouvelle équipe et l’appui du Bureau national. Depuis le 2 septembre Marie-Jeanne est responsable de la bibliothèque du Museum d’histoire naturelle. Elle répond aux questions de Virginie Kremp

A new photobioreactor for continuous microalgal production in hatcheries based on external-loop airlift and swirling flow

This study deals with the scale of a new photobioreactor for continuous microalgal production in hatcheries. The combination of the state-of-art with the constraints inherent to hatcheries has turned the design into a closed, artificially illuminated and external-loop airlift configuration based on a succession of elementary modules, each one being composed of two transparent vertical interconnected columns. The liquid circulation is ensured pneumatically (air injections) with respect to a swirling motion (tangential inlets). A single module of the whole photobioreactor was built-up to investigate how parameters, such as air sparger type, gas flow rate, tangential inlet, column radius and height can influence radiative transfer, hydrodynamics, mass transfer and biological performances. The volumetric productivities were predicted by modeling radiative transfer and growth of Isochrysis affinis galbana (clone Tahiti). The hydrodynamics of the liquid phase was modeled in terms of global flow behavior (circulation and mixing times, Péclet number) and of swirling motion decay along the column (Particle Image Velocimetry). The aeration performances were determined by overall volumetric mass transfer measurements. Continuous cultures of Isochrysis affinis galbana (clone Tahiti) were run in two geometrical configurations, generating either an axial or a swirling flow. Lastly, the definitive options of design are presented as well as a 120 Liter prototype, currently implemented in a French mollusk hatchery and commercialized

Investigations in an external-loop airlift photobioreactor with annular light chambers and swirling flow

Photosynthetic microorganisms could serve as valuable compounds, but also for environmental applications. Their production under controlled conditions implies to design specific reactors, named photobioreactors, in which light supply is the main constraint. This paper was devoted to an original external-loop airlift photobioreactor (PBR) with annular light chambers in which a swirling motion was induced. The aim was to characterize this novel geometrical configuration in terms of gas–liquid hydrodynamics, and to test its potentiality for algal cultures. This PBR consisted of two identical columns connected by flanges defining tangential inlets, each column being made of two transparent concentric tubes (6 L in liquid volume, 50 m−1 in specific illuminated area). Firstly, the global flow characteristics (circulation and mixing times) were determined by a tracer method and modelled by an axial dispersed plug flow with complete recirculation (Péclet number). By means of a double optical probe, both local and global time-averaged parameters of the gas phase were measured, namely void fraction, bubble velocity, frequency and size. The gas–liquid mass transfer were also characterized, in tap water and in culture medium, by measuring overall volumetric mass transfer coefficients. In a second time, cultures of the microalga Chlamydomonas reinhardtii were run in batch mode. The variations of biomass concentration and pigment content with time from inoculation were successfully obtained. All these findings highlighted: (i) some significant differences in terms of gas–liquid hydrodynamics between the present PBR and the usual airlift systems, (ii) the interest of this configuration for algal cultures, even if complementary studies and technological improvements are still required for definitively validating its scale-up

Hydrodynamique et transfert de matiere de l'ecoulement annulaire tourbillonnaire produit par une entree tangentielle du fluide

SIGLEAvailable from INIST (FR), Document Supply Service, under shelf-number : T 79247 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Mise en oeuvre d'un module d'ultrafiltration à écoulement tourbillonnaire non entretenu (application à la séparation de suspensions modèles de bentonite et de plusieurs cultures de microorganismes marins)

Ce travail est consacré à l'application d'un écoulement tourbillonnaire non entretenu pour la conception d'un module d'ultrafiltration. Ce type d'hydrodynamique est obtenu dans un module annulaire muni d'une entrée tangentielle unique à sa base. Dans un premier temps, une étude comparative a été réalisée entre ce module à écoulement tourbillonnaire et deux autres modules générant des écoulements tangentiels classiques, plan et axial annulaire, lors de l'ultrafiltration de suspensions modèles de bentonite. Le module à écoulement tourbillonnaire permet d'atteindre des flux de perméation augmentés de 70% par rapport à ceux obtenus avec un module tangentiel plan classique pour un gradient pariétal de vitesse moyen à la surface de la membrane égal à 800 s-1. Cette augmentation est fortement liée au caractère tridimensionnel de l'écoulement tourbillonnaire qui induit une érosion supplémentaire du dépôt de particules formé à la surface de la membrane. De plus, la consommation énergétique est diminuée de 10 à 30% par rapport à un procédé comportant une cellule plane dans les mêmes conditions.The present work is devoted to the study of a swirling decaying flow generated by a unique tangential inlet at the bottom of an annular ultrafiltration unit. In a first time, a comparative study has been realized between this swirling module and two other units generating classical tangential flows, plane and axial annular, during the ultrafiltration of model suspensions of bentonite.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocSudocFranceF

Récolte de la cyanobactérie Arthrospira platensis par techniques à membranes, interactions Procédé/Biomasse

Le travail présenté concerne la récolte de la cyanobactérie Arthrospira platensis par des techniques à membranes dans le compartiment IVa de la boucle biorégénérative MELiSSA, développée par l'ESA en vue de vols spatiaux habités de longue durée. Une attention particulière est portée aux interactions Procédé/Biomasse, ainsi qu'aux contraintes spécifiques liées à la récolte en environnement spatial. Une première campagne expérimentale de sélection a orienté le choix vers une membrane inorganique tubulaire d'UF (ATZ 50 kD). Paramètres opératoires, modes de filtration et de nettoyage ont été investigués aux échelles " laboratoire " puis " pilote " pour les deux options envisageables. Dans le cas " basse concentration ", le circuit d'ultrafiltration permet de concentrer une biomasse diluée de 50 à 1000 mg/ afin de la recycler en photobioréacteur (PBR). La deuxième option consiste à concentrer directement la suspension en sortie du PBR. L'étude a montré la pertinence de l'UF pour la récolte cellulaire dans de bonnes conditions (taux de récupération et qualité du concentrat) jusqu'à un facteur de réduction volumique 20. Le mécanisme de colmatage est lié aux conditions d'écoulement, mais aussi aux caractéristiques et à l'activité de la suspension elle même. Si la lyse des cellules est préjudiciable aux performances, les exopolysacclharides excrétés par A. platensis jouent un rôle déterminant dans le colmatage qui n'est pas uniquement particulaire. Le taux d'EPS peut être minimisé d'une part en contrôlant les conditions de culture et d'autre part en réduisant le stress mécanique, fonction des paramètres d'UF et des caractéristiques des éléments constitutifs du circuit.The present work is devoted to the harvesting of a cyanobacterium Arthrospira platensis by membranes techniques in compartment IVa of the bioregenerative loop MELiSSA set up by ESA for long time spatial missions. We focus on Process/Biomass interactions, and on specific spatial constraints. First a comparative study has been realized and consequently an ultrafiltration inorganic tubular membrane has been chosen (ATZ 50 kD). Operating parameters, cleaning process and filtration modes have been investigated both at laboratory and pilot scales in order to perform the two following options : Low concentration , where un-harvested cells are recycled in the photobioreactor (from 50 to 1000 mg/l); and High concentration , for which biomass is concentrated at the photobioreactor outlet. The study has underlined the validity of UF as a way of harvesting (biomass recovery and integrity). The fouling phenomenon is linked both to hydrodynamics and biomass, especially exopolysaccharides excretion and is not only a particular contribution. EPS rate could be minimized by culture conditions and by the mechanical shear stress reduction degradation, a function of UF parameters and characteristics of constitutive set-up elements.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocNANTES-Ecole Centrale (441092306) / SudocSudocFranceF

Three-Dimensional Swirl Flow Velocity-Field Reconstruction Using a Neural Network With Radial Basis Functions

International audienceFor many studies, knowledge of continuous evolution of hydrodynamic characteristics is useful but generally measurement techniques provide only discrete information. In the case of complex flows, usual numerical interpolating methods appear to be not adapted, as for the free decaying swirling flow presented in this study. The three-dimensional motion involved induces a spatial dependent velocity-field. Thus, the interpolating method has to be three-dimensional and to take into account possible flow nonlinearity, making common methods unsuitable. A different interpolation method is thus proposed, based on a neural network algorithm with Radial Basis Functions

Etude des mécanismes de consolidation et d'abrasion du dépôt à l'interface membrane/suspension dans le cas d'une filtration tangentielle de milieux complexes

Le travail porte sur l étude des performances hydrauliques, énergétiques et de rétention d unités d ultrafiltration d eau de mer reconstituée à partir de sel gris. Les unités de laboratoire (surface membranaire égale à 0,38 m ) étaient équipées de membranes fibres creuses en polysulfone de seuil de coupure égal à 100 kDa. Au cours de cette étude, l influence de (i) divers paramètres opératoires (la PTM, les fréquences des rétrolavages, la durée des rétrolavges, les modes d aération (continu ou intermittent), les débits d aération), (ii) caractéristiques morphologiques et physico-chimiques des microparticules ajoutées ou non à la charge initiale, sur le colmatage des membranes et les performances globales ont été étudiées lors des ultrafiltrations frontales et tangentielles. Il a été montré que lors de l ultrafiltration frontale d eau de mer (sans ajout de particules), l augmentation de la PTM induit une augmentation de la consommation énergétique, contrairement à l ultrafiltration tangentielle où la consommation énergétique atteint la valeur minimale à la PTM de 0,4 bar. L ultrafiltration frontale engendre une consommation énergétique spécifique plus faible que l ultrafiltration tangentielle. Le colmatage membranaire est plus important dans le cas d ultrafiltration frontale sans rétrolavage ni bullage comparativement à l ultrafiltration avec rétrolavage (quelles que soient les durées et fréquences). Cependant, la consommation énergétique spécifique est la plus faible dans ce cas (16Wh.m-3). L ultrafiltration frontale et tangentielle avec ou sans ajout de bentonite ou kieselguhr dans l eau de mer a montré que deux phénomènes pouvaient agir sur les performances hydrauliques et la rétention de matière organique : l abrasion de la surface de la membrane et l adsorption de la matière organique. Le taux de rétention du carbone organique total est d environ 80% quel que soit: le mode d ultrafiltration (frontal ou tangentiel), la concentration de particules ajoutée et la vitesse de recirculation dans le cas d une filtration tangentielle. Le taux de rétention du carbone organique dissous (COD) est plus élevé en filtration tangentielle et l ajout de bentonite ou de kieselguhr (jusqu à 1 g.L-1) entraine une diminution de la rétention du COD.The present work investigates the hydraulic, energetic and removal performance of ultrafiltration (UF) units in filtration of reconstituted seawater from non-refined sea salt. Laboratory units were equipped with 100 kDa polysulfone hollow fiber membranes (membrane surface equal to 0,38 m2) and operated in two modes, dead-end and tangential. The influence of (i) various operating parameters (TMP, backwash (BW) frequency, BW duration, filtration modes (continuous or intermittent), aeration flow rate), (ii ) morphological and physico-chemical characteristics of added or no added microparticles to the initial charge on membrane fouling and overall performance were studied. It was shown that, an increase of TMP induces an increase of energy consumption in the case of dead-end UF of seawater (no added particles) contrary to cross-flow UF for which optimum energy consumption is located around 0,4 bar. The specific energy consumption during dead-end UF was always lower than for tangential mode. In dead-end UF without backwashing nor bubbling, membrane fouling is more important than for UF with backwashing (regardless to frequencies and durations). However the lowest specific energy consumption (16 Wh.m-3) was observed in these operating conditions. Dead-end and tangential UF of seawater with or without addition of bentonite and kieselguhr showed that two phenomena could act on the hydraulic performances and organic matter removal: abrasion of the membrane surface and adsorption of organic matter. The removal rate of total organic carbon is about 80% regardless to the UF mode (dead-end or tangential), the suspended solid concentration and the recirculation velocity in the case of tangential filtration. Dissolved organic carbon (DOC) removal was better for tangential UF. Bentonite or kieselguhr addition (up to 1g.L-1) induced a decrease of DOC removal.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocSudocFranceF