Les exemples d’applications du génie des procédés aux réacteurs biologiques

Table des matières

1 INTRODUCTION
2 APPORTS DU GENIE DES PROCEDES AUX REACTEURS BIOLOGIQUES
2.1 Les réacteurs classiques
2.2 Réacteurs chimiques homogènes
2.2.1 Le réacteur agité
2.2.1.1 Mode continu
2.2.1.2 Mode discontinu
2.2.2 Le réacteur continu tubulaire
2.3 Réacteurs chimiques hétérogènes
2.3.1 Les réacteurs catalytiques
2.3.1.1 Réacteurs à lit fixe (fluide-solide)
2.3.1.2 Réacteurs à lit mobile
2.3.1.3 Réacteurs à lit fluidisé
2.4 Les réacteurs biologiques
2.4.1 Les bioréacteurs à agitation mécanique
2.4.2 Les bioréacteurs à agitation pneumatique (air lift)
2.4.3 Les bioréacteurs à agitation par pompage
2.4.4 Les photobioréacteurs
2.5 Les exemples d’applications du génie des procédés aux réacteurs biologiques
2.5.1 Les réacteurs idéaux
2.5.1.1 Bilan de matière dans les réacteurs idéaux
2.5.1.2 Notion de vitesse de réaction
2.5.1.3 Etude de cas d’une réaction en phase liquide
2.5.1.4 Réacteur continu parfaitement agité (RCPA)
2.5.2 Les utilisations des supports
2.5.3 Concurrence entre le transfert de matière et la réaction chimique : nombre de HATTA
2.5.3.1 La diffusion moléculaire
2.5.3.2 Loi de Fick
2.5.3.3 Le coefficient de transfert
2.5.3.4 Les modèles de transferts
2.5.3.5 La distribution du temps de séjour
2.5.3.6 Le bilan de matière
2.5.3.7 Modélisation du transfert de matière couplé avec une réaction chimique
3 APPORTS DE LA SIMULATION AUX REACTEURS BIOLOGIQUES
3.1 La simulation des procédés
3.1.1 La simulation statique des procédés
3.1.2 La simulation dynamique
3.1.3 Les méthodes numériques de résolution des systèmes algébro-différentiels
3.1.4 Principales raisons de la simulation des procédés biologiques
3.2 Exemples d’applications de la simulation à des réacteurs biologiques
3.2.1 Equations de conservation
3.2.2 Le modèle cinétique utilisé
3.2.3 La validation du modèle cinétique employé
3.3 Conclusion
4 TROIS EXEMPLES D’APPLICATIONS DE REACTEURS BIOLOGIQUES
4.1 Fermentation éthanolique
4.1.1 Procédé de fermentation à cellules immobilisées sur support céramique
4.1.1.1 Pourquoi étudier les bioréacteurs à cellules immobilisées s
4.1.1.2 Le cœur du procédé
4.1.2 Apports des supports
4.1.3 Apport de la modélisation
4.1.4 Conclusion
4.2 Méthanisation
4.2.1 Procédé de fermentation méthanique
4.2.2 Type de réacteur mis en place au laboratoire
4.2.3 Etude de l’évolution au cours du temps
4.2.4 Apport de la modélisation
4.2.5 Conclusion
4.3 Culture des microalgues
4.3.1 Procédé de culture des microalgues
4.3.2 Apports du génie des procédés
4.3.3 Apport de la simulation du procédé de culture de microalgues
4.3.4 Conclusion
5 CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES