Melanie Pierra PhD defense : Coupling dark fermentation and microbial electrolysis for hydrogen production : formation and conservation of electroctive biofilm.
PhD in environmental biotechnology: Coupling dark fermentation and microbial electrolysis for hydrogen production. Main skills developped : Anaerobic process, pure culture in anoxic conditions, bioelectrochemical technics, molecular biology (PCR, CE-SSCP), INRA - LBE, Narbonne, FRANCE, INRA (French national agronomy research institute) LBE (Laboratory of Environmental Biotechnologies) Involved in the Defi H12 project financed by French National Research Agency (ANR) (5 publications, 5 oral communications)
Supervisors: Dr Nicolas Bernet, Dr Eric Trably.
O documento discute as propriedades físicas de compostos orgânicos, especificamente as forças intermoleculares, pontos de fusão e ebulição, solubilidade e miscibilidade. Explica que essas propriedades dependem do tipo e força das interações intermoleculares entre as moléculas, como ligações de hidrogênio, dipolo-dipolo e van der Waals.
Este documento discute o princípio de Le Chatelier e como diferentes fatores afetam o equilíbrio químico. Ele explica que quando um sistema em equilíbrio é perturbado, o equilíbrio se desloca no sentido de minimizar a perturbação. Fatores como temperatura, concentração de reagentes e pressão podem causar esse deslocamento de equilíbrio.
O documento contém 22 questões sobre ácidos e bases, abordando suas propriedades químicas, classificação e reações de neutralização. As questões tratam de tópicos como grau de ionização de ácidos, classificação de acordo com o número de hidrogênios ionizáveis, propriedades de bases fortes e fracas, reações envolvendo ácidos gástricos, neutralização do ácido sulfídrico e formação de sais.
O documento descreve os conceitos de divisão celular mitose e meiose. A mitose produz duas células filhas idênticas à célula mãe, enquanto a meiose produz quatro células haplóides através de duas divisões sucessivas a partir de uma célula diplóide original.
O documento apresenta um resumo da aula de Química sobre funções inorgânicas. Aborda conceitos de ácidos, bases, sais e óxidos, incluindo exemplos e classificações de ácidos como fortes, fracos e voláteis. Explica também a nomenclatura e propriedades dos principais ácidos como sulfúrico, nítrico, clorídrico e fosfórico.
O documento discute a biodiversidade no Brasil, explicando que o país possui a maior biodiversidade do mundo, com ecossistemas como a Amazônia, Mata Atlântica e Cerrado. A biodiversidade é essencial para a manutenção dos processos ecológicos e tem importância econômica, social e cultural, fornecendo recursos e meios de subsistência para as populações. No entanto, a biodiversidade brasileira está ameaçada pelo desmatamento e degradação ambiental.
O documento discute termos relacionados à termoquímica, incluindo: 1) Transformações termoquímicas podem ser exotérmicas ou endotérmicas; 2) Entalpia (H) é a energia liberada ou absorvida em uma transformação química; 3) Vários fatores influenciam o valor da entalpia, como estado físico e alotrópico dos reagentes.
O documento discute conceitos fundamentais de genética de populações, incluindo estrutura genética, frequências genotípicas e alélicas, e como a estrutura genética muda através do tempo devido a fatores como mutação, migração, seleção natural e deriva genética.
O documento discute as propriedades físicas de compostos orgânicos, especificamente as forças intermoleculares, pontos de fusão e ebulição, solubilidade e miscibilidade. Explica que essas propriedades dependem do tipo e força das interações intermoleculares entre as moléculas, como ligações de hidrogênio, dipolo-dipolo e van der Waals.
Este documento discute o princípio de Le Chatelier e como diferentes fatores afetam o equilíbrio químico. Ele explica que quando um sistema em equilíbrio é perturbado, o equilíbrio se desloca no sentido de minimizar a perturbação. Fatores como temperatura, concentração de reagentes e pressão podem causar esse deslocamento de equilíbrio.
O documento contém 22 questões sobre ácidos e bases, abordando suas propriedades químicas, classificação e reações de neutralização. As questões tratam de tópicos como grau de ionização de ácidos, classificação de acordo com o número de hidrogênios ionizáveis, propriedades de bases fortes e fracas, reações envolvendo ácidos gástricos, neutralização do ácido sulfídrico e formação de sais.
O documento descreve os conceitos de divisão celular mitose e meiose. A mitose produz duas células filhas idênticas à célula mãe, enquanto a meiose produz quatro células haplóides através de duas divisões sucessivas a partir de uma célula diplóide original.
O documento apresenta um resumo da aula de Química sobre funções inorgânicas. Aborda conceitos de ácidos, bases, sais e óxidos, incluindo exemplos e classificações de ácidos como fortes, fracos e voláteis. Explica também a nomenclatura e propriedades dos principais ácidos como sulfúrico, nítrico, clorídrico e fosfórico.
O documento discute a biodiversidade no Brasil, explicando que o país possui a maior biodiversidade do mundo, com ecossistemas como a Amazônia, Mata Atlântica e Cerrado. A biodiversidade é essencial para a manutenção dos processos ecológicos e tem importância econômica, social e cultural, fornecendo recursos e meios de subsistência para as populações. No entanto, a biodiversidade brasileira está ameaçada pelo desmatamento e degradação ambiental.
O documento discute termos relacionados à termoquímica, incluindo: 1) Transformações termoquímicas podem ser exotérmicas ou endotérmicas; 2) Entalpia (H) é a energia liberada ou absorvida em uma transformação química; 3) Vários fatores influenciam o valor da entalpia, como estado físico e alotrópico dos reagentes.
O documento discute conceitos fundamentais de genética de populações, incluindo estrutura genética, frequências genotípicas e alélicas, e como a estrutura genética muda através do tempo devido a fatores como mutação, migração, seleção natural e deriva genética.
O documento apresenta vários exercícios sobre genética que abordam temas como cruzamentos-teste, herança de características, proporções fenotípicas em gerações filhas e probabilidades de transmissão de doenças hereditárias.
Este documento é um teste de Biologia Celular com 8 questões sobre estruturas e funções celulares. As questões abordam tópicos como o retículo endoplasmático, complexo de Golgi, proteassomas, citoesqueleto e estruturas formadas por microfilamentos e microtúbulos. O aluno deve escolher 5 questões para responder valendo 2 pontos cada, totalizando 10 pontos.
O documento discute doenças hereditárias, classificando-as em monogênicas ou poligênicas. As doenças monogênicas são causadas por mutações em um único gene, como anemia falciforme e fibrose cística. Já as doenças poligênicas envolvem fatores ambientais e mutações múltiplas, como Alzheimer e câncer. A herança pode ser autossômica dominante, recessiva ou ligada ao cromossomo X.
O documento descreve experimentos de Mendel sobre a herança de duas características nas ervilhas. Ele cruzou plantas com sementes amarelas e lisas com plantas de sementes verdes e rugosas e observou a proporção de tipos de sementes na geração F2.
O documento discute os principais tópicos sobre equilíbrio químico, incluindo conceito, classificação, grau de equilíbrio, constantes de equilíbrio Kc e Kp, relação entre Kc e Kp, deslocamento de equilíbrio, equilíbrio iônico e a lei da diluição de Ostwald.
O documento descreve os principais ecossistemas brasileiros, incluindo a Mata Atlântica, Floresta Amazônica, Cerrado, Caatinga, Campos, Pantanal, Restingas e Manguezais. Ele fornece detalhes sobre a Mata Atlântica, como sua localização, biodiversidade, espécies de plantas e animais em risco de extinção, e os principais fatores que levam à sua destruição.
O documento discute o conceito fundamental de equilíbrio químico. Três pontos principais são: 1) Um equilíbrio químico é dinâmico, com reações ocorrendo em ambos os sentidos simultaneamente em velocidades iguais; 2) A constante de equilíbrio K relaciona as concentrações quando as velocidades são iguais no equilíbrio; 3) O quociente Q da reação pode indicar para qual lado a reação irá ocorrer para alcançar o equilíbrio.
As reações químicas fazem parte do nosso dia-a-dia e podem ser identificadas por efeitos como saída de gases, formação de precipitado ou mudança de cor. A gasolina reage com o oxigênio do ar em uma reação exotérmica que libera energia e faz o carro se movimentar. Diferentes tipos de reações incluem composição, decomposição e trocas.
A água se autoioniza em íons hidrogênio e hidróxido segundo a equação H2O ↔ H+ + OH-. O produto iônico da água (Kw) é a constante de equilíbrio desta reação e vale 10-14 a 25°C, variando com a temperatura. A ionização da água permite calcular o Kw e definir meios como ácido, básico ou neutro.
ECOLOGIA-Piramide ecologica e produtividade do ecossistema.pdflucianagraciano
O documento discute conceitos fundamentais de ecologia de ambientes aquáticos, incluindo:
1) Pirâmides ecológicas representam o fluxo de matéria e energia entre produtores, consumidores e decompositores.
2) A produtividade de um ecossistema depende de fatores como luz, água, gás carbônico e nutrientes.
3) A eficiência ecológica é a porcentagem de energia transferida entre níveis tróficos, geralmente em torno de 10%.
Os possíveis genótipos do casal são:
Pai: IAIA ou IAi
Mãe: IAi ou ii
O filho herdou o alelo I do pai e o alelo i da mãe, resultando no genótipo sanguíneo IA i (grupo A, Rh positivo).
Portanto, os genótipos possíveis do casal que resultariam em um filho do grupo A, Rh positivo, são:
Pai: IAIA ou IAi
Mãe: IAi ou ii
Química Orgânica: introdução ao estudo do carbonoCarlos Priante
O documento apresenta conceitos fundamentais de química orgânica, incluindo:
1) A definição de compostos orgânicos como aqueles que contêm carbono e podem ser sintetizados in vitro;
2) Os principais elementos que formam compostos orgânicos (carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre);
3) A tetravalência do carbono e sua capacidade de formar cadeias carbônicas através de ligações simples, duplas ou triplas
1) O documento discute alterações cromossômicas numéricas e estruturais e suas classificações.
2) São descritas as principais síndromes genéticas humanas, incluindo Down, Klinefelter, Turner e outras.
3) Exemplos de questões sobre alterações cromossômicas humanas são fornecidos para exercício.
Aula de química para o Enem - Eletroquímica: Pilhas e baterias - Módulo 2Maiquel Vieira
O documento discute eletroquímica e pilhas, incluindo reações redox, tipos de pilhas como as de Daniell, Leclanché e alcalinas, e o cálculo do potencial em pilhas. Também aborda baterias de níquel-cádmio, chumbo e pilhas de combustível.
Lista de Exercícios: Distribuição Eletrônica e Tabela PeriódicaHebertty Dantas
1) Munições traçantes contêm uma carga pirotécnica que gera um traço de luz após o tiro para visualização noturna. Uma substância química dá cor ao traço.
2) A substância na munição desse exército tem átomo com massa de 137 u e 81 nêutrons, pertencente a metais alcalinos-terrosos, gerando traço vermelho-alaranjado.
O documento resume a organização dos seres vivos, desde o nível mais alto de organismos até as biomoléculas. Descreve que os seres vivos podem ser unicelulares ou pluricelulares, eucarióticos ou procarióticos. Também apresenta a teoria celular, que estabelece que a célula é a unidade fundamental da vida.
O documento discute vários tipos de herança genética pós-Mendel, incluindo herança ligada ao sexo, herança restrita ao sexo, herança influenciada pelo sexo, interação gênica, polimeria e pleiotropia. Exemplos como daltonismo, hemofilia e calvície são usados para ilustrar esses diferentes tipos de herança.
1) Processos reversíveis são aqueles em que reagentes e produtos são consumidos e produzidos simultaneamente até atingir o equilíbrio químico.
2) Uma reação atinge o equilíbrio quando as velocidades das reações direta e inversa são iguais.
3) A constante de equilíbrio de uma reação depende apenas da temperatura e não das concentrações iniciais.
Resolucao dos exercicios_sobre_pilhas_-_3bimestre_-_2seriesEldmara Santos
O documento apresenta 14 questões sobre pilhas eletroquímicas, com respostas detalhadas. As questões abordam tópicos como semirreações, potenciais de redução, cálculo de diferença de potencial, identificação de cátodos, ânodos e polos, e fluxo de elétrons em pilhas.
Este documento descreve os princípios da segregação independente e do diibridismo mendeliano, incluindo:
1) Os fatores para duas ou mais características segregam-se independentemente nos gametas durante a meiose;
2) A proporção de genótipos e fenótipos na geração F2 de um cruzamento diibrido é de 9:3:3:1;
3) A segregação independente ocorre porque os cromossomos homólogos se separam aleatoriamente durante a meiose.
Fermentation is a process by which microorganisms break down organic matter in the absence of oxygen. There are two main types of fermentation - alcoholic fermentation which produces ethanol, and lactic acid fermentation which produces lactic acid. Fermentation is used to produce many foods like bread, yogurt, cheese, and beverages like wine. It is also used industrially to produce chemicals like acetone, butanol and ethanol through ABE fermentation of Clostridia bacteria, and amino acids through the growth of various microorganisms. Common products of fermentation include foods, industrial chemicals, enzymes, vitamins and pharmaceuticals.
PIERRA M., TRABLY E., GODON J.J., BERNET N. Successful enrichment procedure for electroactive biofilm formation from environmental sample. MFC4 / 4th International Microbial Fuel Cell Conference, September 1st - 4th, 2013, Cairns, Queensland, AUSTRALIA
O documento apresenta vários exercícios sobre genética que abordam temas como cruzamentos-teste, herança de características, proporções fenotípicas em gerações filhas e probabilidades de transmissão de doenças hereditárias.
Este documento é um teste de Biologia Celular com 8 questões sobre estruturas e funções celulares. As questões abordam tópicos como o retículo endoplasmático, complexo de Golgi, proteassomas, citoesqueleto e estruturas formadas por microfilamentos e microtúbulos. O aluno deve escolher 5 questões para responder valendo 2 pontos cada, totalizando 10 pontos.
O documento discute doenças hereditárias, classificando-as em monogênicas ou poligênicas. As doenças monogênicas são causadas por mutações em um único gene, como anemia falciforme e fibrose cística. Já as doenças poligênicas envolvem fatores ambientais e mutações múltiplas, como Alzheimer e câncer. A herança pode ser autossômica dominante, recessiva ou ligada ao cromossomo X.
O documento descreve experimentos de Mendel sobre a herança de duas características nas ervilhas. Ele cruzou plantas com sementes amarelas e lisas com plantas de sementes verdes e rugosas e observou a proporção de tipos de sementes na geração F2.
O documento discute os principais tópicos sobre equilíbrio químico, incluindo conceito, classificação, grau de equilíbrio, constantes de equilíbrio Kc e Kp, relação entre Kc e Kp, deslocamento de equilíbrio, equilíbrio iônico e a lei da diluição de Ostwald.
O documento descreve os principais ecossistemas brasileiros, incluindo a Mata Atlântica, Floresta Amazônica, Cerrado, Caatinga, Campos, Pantanal, Restingas e Manguezais. Ele fornece detalhes sobre a Mata Atlântica, como sua localização, biodiversidade, espécies de plantas e animais em risco de extinção, e os principais fatores que levam à sua destruição.
O documento discute o conceito fundamental de equilíbrio químico. Três pontos principais são: 1) Um equilíbrio químico é dinâmico, com reações ocorrendo em ambos os sentidos simultaneamente em velocidades iguais; 2) A constante de equilíbrio K relaciona as concentrações quando as velocidades são iguais no equilíbrio; 3) O quociente Q da reação pode indicar para qual lado a reação irá ocorrer para alcançar o equilíbrio.
As reações químicas fazem parte do nosso dia-a-dia e podem ser identificadas por efeitos como saída de gases, formação de precipitado ou mudança de cor. A gasolina reage com o oxigênio do ar em uma reação exotérmica que libera energia e faz o carro se movimentar. Diferentes tipos de reações incluem composição, decomposição e trocas.
A água se autoioniza em íons hidrogênio e hidróxido segundo a equação H2O ↔ H+ + OH-. O produto iônico da água (Kw) é a constante de equilíbrio desta reação e vale 10-14 a 25°C, variando com a temperatura. A ionização da água permite calcular o Kw e definir meios como ácido, básico ou neutro.
ECOLOGIA-Piramide ecologica e produtividade do ecossistema.pdflucianagraciano
O documento discute conceitos fundamentais de ecologia de ambientes aquáticos, incluindo:
1) Pirâmides ecológicas representam o fluxo de matéria e energia entre produtores, consumidores e decompositores.
2) A produtividade de um ecossistema depende de fatores como luz, água, gás carbônico e nutrientes.
3) A eficiência ecológica é a porcentagem de energia transferida entre níveis tróficos, geralmente em torno de 10%.
Os possíveis genótipos do casal são:
Pai: IAIA ou IAi
Mãe: IAi ou ii
O filho herdou o alelo I do pai e o alelo i da mãe, resultando no genótipo sanguíneo IA i (grupo A, Rh positivo).
Portanto, os genótipos possíveis do casal que resultariam em um filho do grupo A, Rh positivo, são:
Pai: IAIA ou IAi
Mãe: IAi ou ii
Química Orgânica: introdução ao estudo do carbonoCarlos Priante
O documento apresenta conceitos fundamentais de química orgânica, incluindo:
1) A definição de compostos orgânicos como aqueles que contêm carbono e podem ser sintetizados in vitro;
2) Os principais elementos que formam compostos orgânicos (carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre);
3) A tetravalência do carbono e sua capacidade de formar cadeias carbônicas através de ligações simples, duplas ou triplas
1) O documento discute alterações cromossômicas numéricas e estruturais e suas classificações.
2) São descritas as principais síndromes genéticas humanas, incluindo Down, Klinefelter, Turner e outras.
3) Exemplos de questões sobre alterações cromossômicas humanas são fornecidos para exercício.
Aula de química para o Enem - Eletroquímica: Pilhas e baterias - Módulo 2Maiquel Vieira
O documento discute eletroquímica e pilhas, incluindo reações redox, tipos de pilhas como as de Daniell, Leclanché e alcalinas, e o cálculo do potencial em pilhas. Também aborda baterias de níquel-cádmio, chumbo e pilhas de combustível.
Lista de Exercícios: Distribuição Eletrônica e Tabela PeriódicaHebertty Dantas
1) Munições traçantes contêm uma carga pirotécnica que gera um traço de luz após o tiro para visualização noturna. Uma substância química dá cor ao traço.
2) A substância na munição desse exército tem átomo com massa de 137 u e 81 nêutrons, pertencente a metais alcalinos-terrosos, gerando traço vermelho-alaranjado.
O documento resume a organização dos seres vivos, desde o nível mais alto de organismos até as biomoléculas. Descreve que os seres vivos podem ser unicelulares ou pluricelulares, eucarióticos ou procarióticos. Também apresenta a teoria celular, que estabelece que a célula é a unidade fundamental da vida.
O documento discute vários tipos de herança genética pós-Mendel, incluindo herança ligada ao sexo, herança restrita ao sexo, herança influenciada pelo sexo, interação gênica, polimeria e pleiotropia. Exemplos como daltonismo, hemofilia e calvície são usados para ilustrar esses diferentes tipos de herança.
1) Processos reversíveis são aqueles em que reagentes e produtos são consumidos e produzidos simultaneamente até atingir o equilíbrio químico.
2) Uma reação atinge o equilíbrio quando as velocidades das reações direta e inversa são iguais.
3) A constante de equilíbrio de uma reação depende apenas da temperatura e não das concentrações iniciais.
Resolucao dos exercicios_sobre_pilhas_-_3bimestre_-_2seriesEldmara Santos
O documento apresenta 14 questões sobre pilhas eletroquímicas, com respostas detalhadas. As questões abordam tópicos como semirreações, potenciais de redução, cálculo de diferença de potencial, identificação de cátodos, ânodos e polos, e fluxo de elétrons em pilhas.
Este documento descreve os princípios da segregação independente e do diibridismo mendeliano, incluindo:
1) Os fatores para duas ou mais características segregam-se independentemente nos gametas durante a meiose;
2) A proporção de genótipos e fenótipos na geração F2 de um cruzamento diibrido é de 9:3:3:1;
3) A segregação independente ocorre porque os cromossomos homólogos se separam aleatoriamente durante a meiose.
Fermentation is a process by which microorganisms break down organic matter in the absence of oxygen. There are two main types of fermentation - alcoholic fermentation which produces ethanol, and lactic acid fermentation which produces lactic acid. Fermentation is used to produce many foods like bread, yogurt, cheese, and beverages like wine. It is also used industrially to produce chemicals like acetone, butanol and ethanol through ABE fermentation of Clostridia bacteria, and amino acids through the growth of various microorganisms. Common products of fermentation include foods, industrial chemicals, enzymes, vitamins and pharmaceuticals.
PIERRA M., TRABLY E., GODON J.J., BERNET N. Successful enrichment procedure for electroactive biofilm formation from environmental sample. MFC4 / 4th International Microbial Fuel Cell Conference, September 1st - 4th, 2013, Cairns, Queensland, AUSTRALIA
Dark fermentative hydrogen production is an intermediate microbial process occurring along anaerobic microbial degradation of organic matter. One direct application of this fermentative bioprocess consists in the production of renewable H2 and simultaneous treatment of organic pollutants. Nowadays, high amounts of saline effluents are generated by fish, seafood, petroleum and leather industries. Such saline effluents are rarely treated by biological anaerobic processes that are strongly inhibited by high salt concentrations. Alternative biological processes, such as dark fermentation, still remain to be investigated with the aim of removing organic pollution from such saline effluents. Moreover, more knowledge about the effect of saline conditions on fermentative microbial mixed cultures would provide new insights on the bacterial inhibition resulting from their exposition to saline conditions.
This study deals with the characterization of hydrogen-producing microbial communities after increasing salt concentrations in a range compatible with a marine environment.
A series of batch experiments was performed under anaerobic conditions favorable to hydrogen production, with a NaCl concentration ranging from 9 to 75 gNaCl/L. Marine sediments were used as inoculum. Biogas and bacterial metabolites were monitored over experimental time. The bacterial community structure dynamics were characterized using molecular tools based on the analysis of genomic 16S rDNA (CE-SSCP), and individual bacterial species were further identified by pyrosequencing.
As a result, the significant and highest biohydrogen production yield (0.9±0.04 molH2.molGlucose-1) was observed at the highest NaCl concentration of 75 g.L-1. However, by increasing the NaCl concentration, the bioH2 production rates slowed down gradually, and longer lag phases were observed. A clear and gradual metabolic shift was also observed suggesting a substantial impact of the saline environment on anaerobic bacterial metabolism, as well as a high selection pressure on acidogenic bacteria. As expected, the composition of the bacterial community at 9gNaCl/L (control) was consistent with literature data, with Clostridium sp. and Enterobacter sp as main dominant species. Interestingly, a gradual shift of the bacterial community structure, concomitant to metabolic changes, was observed by increasing NaCl concentration, with Vibrio sp. as new dominant bacteria (87% in abundance) at the highest salinities. This is the first report on the presence of Vibrio sp. as main hydrogen-producing bacteria in such acidogenic mixed-cultures.
Thus, this study provides new insights on anaerobic metabolism occurring in saline conditions with new possibilities of biotechnological applications from such saline effluents.
Dominique TILAK, Directrice de l’ORAMIP exposait les spécificités régionales sur la base des résultats de l’étude réalisée dans les écoles et crèches de Midi-Pyrénées, ainsi que dans le Métro Toulousain.
Petit-déjeuner / débat "La qualité de l'air intérieur ", qui s’est déroulé le mardi 23 octobre 2012 de 9h à 11h, en direct de la Maison de l'environnement de Midi-Pyrénées à Toulouse.
Accès à la vidéo intégrale, interviews des intervenants et présentations sur www.petitsdejeuners.arpe-mip.com
Conférence "Air intérieur, quel prélèvement et quelles analyses d’air ?" Poll...CTC Groupe
A chaque problématique de pollution de l'air intérieur, l'expertise est primordiale. L'analyse ne peut pas être en soi la seule réponse technique. Différentes étapes sont nécessaires pour aborder le problème et apporter une réponse globale satisfaisante pour le client.
- Expertise du besoin client
- Choix des bonnes techniques d'échantillonnages
- Réalisation d'analyses, interprétations et accompagnement des résultats
- Repositionnement des résultats vis-à-vis du besoin client
- Synthèse
- Conseils sanitaires et proposition de traitements des pollutions.
La microbiología de alimentos trata aspectos como los microorganismos importantes en alimentos, los factores que afectan su crecimiento, y su uso en la producción y conservación de alimentos. También cubre temas como los microorganismos patógenos, indicadores de calidad, y la fermentación y alteración de alimentos.
Fermentation can take place aerobically or anaerobically in cells. Anaerobic fermentation occurs when there is not enough oxygen after glycolysis. Alcohol fermentation is a two-step process where pyruvate is converted to ethanol via acetaldehyde. Lactic acid fermentation directly reduces pyruvate to lactate without carbon dioxide release and causes muscle fatigue and pain in humans during low oxygen states.
Fermentation is the chemical breakdown of organic substrates by microbes without oxygen. Some key fermented foods include beer, wine, yogurt, and bread. The production of wine involves picking, crushing, and fermenting grapes with yeast. The grapes are crushed and undergo pre-treatment including sterilization before fermentation. Fermentation occurs in tanks with yeast, producing alcohol and carbon dioxide over 3-5 days. The wine is then processed post-fermentation before storage, clarification, and packaging.
Similaire à Melanie Pierra PhD defense : Coupling dark fermentation and microbial electrolysis for hydrogen production : formation and conservation of electroctive biofilm.
Le point sur les traitements d’eau adaptés aux micropolluants organiques et i...LIEGE CREATIVE
Les sources à l’origine d’une pollution diffuse dans les eaux de surface sont nombreuses (industrie lourde, résidus pharma ou cosmétiques, pesticides… ), avec des conséquences néfastes en matière d’environnement et de santé.
Malgré les efforts, seul un certain pourcentage de micropolluants est aujourd’hui dégradé dans les stations d’épuration. Il est donc important de développer des technologies innovantes pour améliorer la qualité des eaux de surface et souterraines.
Afin d’accentuer les efforts et parce que le défi est urgent, une Directive européenne « Epuration » (91/271) est en cours de révision, à un stade avancé depuis l’adoption de la proposition par la Commission et son examen approfondi par le Parlement Européen.
Comme attendu, la proposition renforce les normes de qualité pour les eaux usées traitées, ce qui contribuera directement à l’amélioration de la qualité des masses d’eau et à la préservation des écosystèmes aquatiques. Plus restrictive sur les rejets en azote et phosphore (traitement tertiaire), la révision impose un traitement supplémentaire afin d’éliminer le spectre le plus large possible de micropolluants (traitement quaternaire).
Après un rappel du contexte règlementaire actuel, cette rencontre-conférence permettra d’en savoir davantage sur les développements en cours à l’Université de Liège, ainsi que sur des procédés industriels innovants, d’ores et déjà d’application pour améliorer la qualité des eaux.
Présentation de la mise en place des réseaux de surveillanceimane IMARIGHE
-Détermination de la qualité microbiologique, physico-chimique et biologique des Oueds Bouskoura et Cherrat.
-Détermination de l'IBD et la parasitologie des deux cours d'eau.
Travaux de recherche de l'Instititut des Matériaux Jean Rouxel / CNRS à Nantes. Etat de la recherche sur les différentes formes de stockage couvrant les photobatteries, supercondensateurs, électrolyseurs, piles à combustibles et les projets du territoire (ValorPAC / Intégration d’une pile à combustible dans une chaîne de valorisation de déchets avec gazéification).
M. Tchuifon Tchuifon Donald Raoul a soutenu sa thèse de Doctorat en Chimie Inorganique ce 19 mai 2016 à l'Université de Dschang. A l"issue de cette défense, il a obtenu la mention très honorable à l'unanimité des membres du jury. Voici la présentation powerpoint qu'il a effectuée à cet effet.
Séminaire de clôture du projet SOTHERCO | Arlon (ULg) - 20 septembre 2017Cluster TWEED
Workshop de clôture du projet SOTHERCO : développement d'un stockage compact de la chaleur sous forme thermochimique, avec de nombreux partenaires nationaux (Besol, UMons, ULB, ULg) et internationaux (UVSQ, INES et Clipso pour la France et AIT pour l'Autriche).
Le parcours d’une batterie lithium-ion en fin de vie, les défis du recyclageLIEGE CREATIVE
Le marché des batteries Li-ions (BLIs) est en très forte croissance, notamment en raison de la montée en puissance du secteur de la mobilité électrique. Au vu de la demande, les matières premières nécessaires à la fabrication des BLIs sont produites à la fois via la production minière et via le recyclage des batteries en fin de vie. Le recyclage des BLIs est d’ailleurs encouragé par la commission européenne via la mise en place de régulations pour booster le taux de recyclage. Cependant, la plupart des technologies de recyclage actuelles se concentrent sur la récupération du cobalt, nickel et cuivre contenus. D’autres matières premières, comme le graphite, le lithium ou le manganèse, ne sont actuellement pas récupérées, et ce pour des raisons économiques et/ou techniques.
Cette rencontre-conférence sera l’occasion de réunir trois chercheuses qui travaillent sur la conception et l’optimisation de procédés de recyclage de batteries lithium-ion. Elles vous exposeront les défis associés au recyclage de ces matières et vous présenteront leurs activités de recherche.
Anna Vanderbruggen (HZDR) exposera son travail de recherche qui vise à récupérer le graphite, aujourd’hui majoritairement downcyclé voire non-recyclé, et qui représente pourtant jusqu'à 25% en poids de la batterie.
Fanny Lambert (ULiège) expliquera le chemin parcouru par la batterie lithium-ion hors d’usage, du point de collecte à la production de la black masse, i.e. la poudre issue du traitement des BLIs et concentrant entre autres le cobalt, nickel, manganèse et graphite.
Michèle Batutiako (ULiège) présentera l’aval de la chaîne de valeur et, en particulier, les étapes à réaliser pour convertir la black masse en matières premières conformes à la fabrication de nouvelles BLIs.
Similaire à Melanie Pierra PhD defense : Coupling dark fermentation and microbial electrolysis for hydrogen production : formation and conservation of electroctive biofilm. (20)
Melanie Pierra PhD defense : Coupling dark fermentation and microbial electrolysis for hydrogen production : formation and conservation of electroctive biofilm.
1. Couplage de la fermentation et de l’électrolyse microbienne pour la production d’hydrogène :
Formation et maintenance du biofilm électro-actif
Mélanie PIERRA,
Directeur de Thèse : Nicolas BERNET
Encadrant : Eric TRABLY
1
2. Hydrogène
Fort pouvoir calorifique 122kJ/g
Limitation des gaz à effet de serre
Contexte
Travaux de Thèse
conclusionss & perspectives
2
Modes de production principaux :
96 % : énergies fossiles
4 % : électrolyse de l’eau
Voies de recherche pour la production d’hydrogène à privilégier:
Voies biologiques
Electrolyse microbienne
(Microbial electrolysis cell - MEC)
Fermentation
Photo-Fermentation
Bio-photolyse de l’eau
Bactéries électroactives
Bactéries anaérobies
Cyanobactéries
Microalgues
Hawkes et al, 2007
Hallembeck et Benemann, 2002
3. 3
La fermentation
Hawkes et al, 2007
Guo et al, 2010
Lactate
Acétone,
Butanol,
Ethanol,
Propionate…
Acétate
CO2 + H2
Matière organique
(biomasse, déchets solides, effluents)
Acides aminés
Sucres simples
Acides gras
Acides gras volatils
(acétate, butyrate)
CO2 + CH4
Bactéries hydrolytiques
Bactéries fermentaires
Bactéries homoacétogènes
Archaea méthanogènes
Conditions opératoires spécifiques
(pH, T°, [S])
Contexte
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Les étapes de la fermentation
4. Lactate
Acétone,
Butanol,
Ethanol,
Propionate…
Acétate
CO2 + H2
Matière organique
(biomasse, déchets solides, effluents)
Acides aminés
Sucres simples
Acides gras
Acides gras volatils
(acétate, butyrate)
CO2 + CH4
Bactéries hydrolytiques
Bactéries fermentaires
Bactéries homoacétogènes
Archaea méthanogènes
Conditions opératoires spécifiques
(pH bas, T°, [S])
4
La fermentation
Hawkes et al, 2007
Guo et al, 2010
Contexte
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Voies de production
5. 6
Anaérobies strictes
Clostridium Y = 1,8 – 2
Anaérobies facultatives
Enterobacter Y = 0,2 – 1
Cultures mixtes anaérobies
Co-cultures Y = 2,5
Complexes Y = 2,0 – 3,0
Rendement
(mole H2/molehexose)
Latrille et al, 2011
La fermentation
Contexte
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Les bactéries productrices d’hydrogène
6. Contexte
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
7
Hydrogène
Voies de recherche pour la production de l’hydrogène à privilégier:
Voies biologiques
Electrolyse microbienne
(Microbial electrolysis cell - MEC)
Fermentation
Photo-Fermentation
Bio-photolyse de l’eau
Bactéries électroactives
Microorganismes anaérobies
Cyanobactéries
Microalgues
Hawkes et al, 2007
Hallembeck et Benemann, 2002
Fort pouvoir calorifique 122kJ/g
Limitation des gaz à effet de serre
Modes de production principaux :
96 % : énergies fossiles
4 % : électrolyse de l’eau
7. Contexte
Rabaey et Vertraete, 2005
8
Les systèmes bioelectrochimiques
CH3COOH
2 CO2
8 e-
8 H+
8 e-
8 e-
2 H2O
8 H+
2 O2
2 H2O
Liu et al, 2005
Rozendal et al, 2006
Production d’hydrogène
CH3COOH
2 CO2
8 e-
8 H+
8 e-
8 e-
Générateur
4 H2
2 H2O
8 H+
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Microbial Fuel cell
MFC
Microbial Electrolysis cell
MEC
Anode (anaérobie)
Cathode (aérobie)
Anode (anaérobie)
Cathode (anaérobie)
Electrolyse microbienne
8. Liu et al, 2010
9
La différence de potentiel à appliquer est inférieure en MEC par rapport à l’électrolyse de l’eau.
Les systèmes bioelectrochimiques
Contexte
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
MFC
MEC
Electrolyse de l’eau
Catalyse microbienne
9. 10
Les bactéries électro-actives
Desulfuromonas acetoxidans
0,16 A/m² [3]
Desulfobulbus propionicus
0,03 A/m² [4]
Shewanella oneidensis
0,12 A/m² [1]
Geobacter sulfurreducens
8,40 A/m² [2]
Klebsiella pneumoniae
1,20 A/m² [5]
Contexte
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
pH = 7-9,
T = 30-37 °C
Bactéries électroactives
[1] Carmona-Martinez et al., 2012
[2] Dumas et al., 2008
[3] Bond et al., 2002
[4] Holmes et al., 2004
[5] Zhang et al., 2008
Kim et al., 1999 Wang et al., 2010
10. 12
Kiely et al., 2011; Freguia et al., 2010
Acétate : substrat modèle pour l’activité électroactive des biofilms
Les bactéries électro-actives
Contexte
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Substrats
퐶퐸= 푛푒−푡푟푎푛푠푓é푟é푠 푛푒−푠푢푏푠푡푟푎푡
Rendement faradique :
Chae et al., 2009
12. 14
Communauté microbienne de la fermentation
Communauté microbienne électroactive en MEC
Paramètres opératoires
Contexte
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Objectifs & Stratégie
pH
Salinité
Acides organiques
Stratégie d’inoculation
Objectifs et stratégie
Structure (composition, diversité)
Fonction (production d’hydrogène, électroactivité)
…des communautés microbiennes
Espèces exogènes
13. 15
pH
Salinité
Acides organiques
Stratégie d’Inoculation
Communauté microbienne de la fermentation
Communauté microbienne électroactive en MEC
Paramètres opératoires
Contexte
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Objectifs & Stratégie
Objectifs et stratégie
Structure (composition, diversité)
Fonction (production d’hydrogène, électroactivité)
…des communautés microbiennes
Espèces exogènes
14. 16
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Objectifs & Stratégie
Contexte
Communauté microbienne de la fermentation
Communauté microbienne électroactive en MEC
Paramètres opératoires
B1
Paramètres abiotiques (pH, AGV)
B2
Nature et adaptation de l’inoculum
A Fermentation en milieu salin :
-pH 8
-pH 6
C
Perturbations biotiques
Stratégie
=> inoculum commun anaérobie et salin
Etude de l’adaptation de cet inoculum aux paramètres spécifiques de chaque procédé.
15. 17
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Objectifs & Stratégie
Contexte
Communauté microbienne de la fermentation
Communauté microbienne électroactive en MEC
Paramètres opératoires
A Fermentation en milieu salin :
-pH 8
-pH 6
Stratégie
=> inoculum commun anaérobie et salin
Etude de l’adaptation de cet inoculum aux paramètres spécifiques de chaque procédé.
B1
Paramètres abiotiques (pH, AGV)
B2
Nature et adaptation de l’inoculum
C Perturbations biotiques
16. 18
Conclusions & Perspectives
Fermentation en milieu salin
Contexte
Travaux de Thèse
2 CH3COOH
4 H2
2 CO2
4 H2O
C6H12O6
Inoculum : sédiments de salins
VL = 200 mL
Substrat : glucose (5g/L)
Oligo-éléments
pH initial : 8
7 salinités de 9 à 75 gNaCl/L
Triplicats
Matériel et Méthodes
17. -0,2
-0,1
0,0
9
19
29
38
48
58
75
Vitesse spécifique de consommation d’H2 (j-1)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
9
19
29
38
48
58
75
H2max (molH2 /molGlucose)
salinité (gNaCl/L)
19
Quéméneur et al, 2011; Quéméneur et al, 2011; Oren, 2001
•Diminution de H2max de 9 à 29 gNaClL-1
•Puis augmentation constante => 0,90 (±0,02) molH2 molGlc-1 at 75 gNaClL-1
•Meilleurs taux de conversion en hydrogène pour les plus fortes concentrations en NaCl
•Impact de NaCl sur les consommateurs d’H2
•Inhibition de la voie propionique de consommation d’H2
Conclusions & Perspectives
A / Fermentation en milieu salin
Contexte
Travaux de Thèse
Production d’hydrogène
•Consommation d’hydrogène plus inhibée que production aux plus fortes salinités
•Production d’hydrogène à pH 8 & en milieu salin
18. Communautés microbiennes
20
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
9
19
29
38
48
58
75
Others
VIBRIONALES
Vibrio sp
Vibrionaceae
Vibrio ssp
Vibrio parahaemolyticus
Vibrio nereis
FUSOBACTERIALES
ENTEROBACTERIALES
CLOSTRIDIALES
BACTEROIDALES
ALTEROMONADALES
Concentration en NaCl (gNaCl/L)
58 gNaClL-1 and 75 gNaClL-1 : une nouvelle Vibrionaceae
Conclusions & Perspectives
Contexte
Travaux de Thèse
•9gNaClL-1 : Clostridium & Enterobacter.
•% Clostridium & Enterobacter diminuent avec l’augmentation de la salinité
•58 & 75 gNaClL-1 : l’abondance relative des Vibrionales atteint plus de 79 & 92%
Guo et al, 2010 , , Trably et al, 2011; Quéméneur, 2011; Quéméneur, 2012
Pyroséquençage: Abondance relative (%)
A / Fermentation en milieu salin
19. 21
Espèces isolées à partir d’eaux usées
Conditions non salines
Conclusions & Perspectives
Contexte
Travaux de Thèse
Oh et al, 2003
Vibrio
A / Fermentation en milieu salin
20. 22
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
conclusionss intermédiaires
Contexte
Communauté microbienne de la fermentation
Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8
Nouvelle Vibrionaceae
Communauté microbienne électroactive en MEC
Paramètres opératoires
B1 Paramètres abiotiques (pH, AGV)
B2
Nature et adaptation de l’inoculum
C
Perturbations biotiques
Pierra et al, International Journal of Hydrogen Energy, 2013
A Fermentation en milieu salin :
-pH 8
-pH 6
21. g/L
0.5
2.0
0.2
7.6
35.0
1.0 mL
composition:
Working electrode:
Graphite plate
Counter electrode:
Platinium grid
Reference electrode:
SCE
Temperature controlled system at 37 C
Experimental conditions
Electrode de travail :
Plaque de graphite
Electrode de référence :
ECS
Contre électrode :
grille de Platine
2,5 cm
« Anode »
« Cathode »
Platinium grid
Temperature controlled system at 37 C
Continuos stirring at 200 rpm
Anaerobic sediments collected in Gruissan
23
Électrode de travail
Électrode de référence
Contre électrode
U
I
0,2V vs ECS
Système à 3 électrodes
(Demi-cellule)
Température : 37°C
U
I I= f(t)
Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives
I
J
(A/m²)
Cultures mixtes
Matériel et Méthodes
B1 / Paramètres abiotiques (pH, AGV)
Inoculum : sédiment de salin
35gNaCl/L
22. 24
Conclusions & Perspectives
Contexte
Travaux de Thèse
Desulfuromonas acetoxidans & Geoalkalibacter subterraneus : espèces majoritaires
Desulfuromonas acetoxidans / Desulfuromonas spp
Geoalkalibacter subterraneus
Pyroséquençage des communautés des biofilms électroactifs : Enrichissement sur anode de souches dominantes
pH
5,5 ou 7
Acides organiques
Acétate (10mM) ou
Acétate(5mM) + Butyrate (5mM)
2,2 A/m²
4,2 A/m²
6,7 A/m²
7,7 A/m²
Enrichissements
Desulfuromonas spp :
3 ± 2 /1000
Geoalkalibacter subterraneus :
2 ± 0 /1000
B1 / Paramètres abiotiques (pH, AGV)
23. 25
Sélection d’espèces majoritaires dans le biofilm électroactif quelles que soient les conditions de pH et de composition en substrat.
Dominance ou co-dominance
Conclusions & Perspectives
Contexte
Travaux de Thèse
Desulfuromonas acetoxidans :
-Issue de sédiments marins
-Bond et al., 2002 (0,16 A/m²) Geoalkalibacter subterraneus :
-En culture mixte : 4,2 à 8,9 A/m² (Micelli et al., 2012)
-Etude en culture pure (Carmona, Pierra et al., 2013, Badalamenti et al., 2013) : mécanisme de transfert direct
Bond et al., 2002; Micelli et al., 2012; Carmona et al., 2013; Badalamenti et al., 2013
Espèces majoritaires
B1 / Paramètres abiotiques (pH, AGV)
Espèces minoritaires dans l’inoculum
24. 26
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Objectifs & Stratégie
Contexte
Communauté microbienne de la fermentation
Communauté microbienne électroactive en MEC
Paramètres opératoires
B1
Paramètres abiotiques (pH, AGV)
B2
Nature et adaptation de l’inoculum
C
Perturbations biotiques
A Fermentation en milieu salin :
-pH 8
-pH 6
=> Construction du biofilm
25. D. acetoxidans
G. subterraneus
Conclusions & Perspectives
Construction du biofilm
Contexte
Travaux de Thèse
Existe-t-il une synergie entre Geoalkalibacter subterraneus et Desulfuromonas acetoxidans ?
Lavage des cellules
Lavage des cellules
27
Souches de collection
26. 28
100/0
80/20
50/50
20/80
0/100
Desulfuromonas acetoxidans
Geoalkalibacter subterraneus
5,0 A/m²
1,9 A/m²
Conclusions & Perspectives
Construction du biofilm
Contexte
Travaux de Thèse
27. R1
R2
R3
Ratio d’inoculation
D. acetoxidans /
G. subterraneus
100/0
80/20
47/53
05/95%
0/100
Densité de courant maximale A/m²
1,9
3,1
5,8
4,4
5,0
Temps de latence (j)
40
20
15
2
4
Ratio final
dans le biofilm
D. acetoxidans /
G. subterraneus
100/0
02/98
02/98
02/98
0/100
29
Conclusions & Perspectives
Construction du biofilm
Contexte
Travaux de Thèse
28. 30
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
conclusionss intermédiaires
Contexte
Communauté microbienne de la fermentation
Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8
Nouvelle Vibrionaceae
Communauté microbienne électroactive en MEC
Paramètres opératoires
Dominance systematique de
G. subterraneus &
D. acetoxidans
Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus
Recherche d’une stratégie d’acclimatation de l’inoculum qui permettrait la formation de biofilms reproductibles
B1 Paramètres abiotiques (pH, AGV)
B2
Nature et adaptation de l’inoculum
C
Perturbations biotiques
A Fermentation en milieu salin :
-pH 8
-pH 6
=> Construction du biofilm
29. 31
Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives B2 / Nature et adaptation de l’inoculum
Acetate
CO2
Fe(III)
Fe(II)
e-
8 e-
Acetate
2 CO2
8 H+
4 H2O
8e-
L’enrichissement sur Fe(III) :
• améliore l’électroactivité après enrichissement d’un biofilm préformé (Wang et al., 2010)
• diminue l’électroactivité du biofilm après 25 cycles d’enrichissement de boues anaérobies
(Kim et al., 2005)
Suivi des communautés microbiennes
Objectifs
30. 32
4x
4x
Sediments
4x
4x
Etude de l’effet de l’enrichissement sur Fe(III) sur :
• Les performances bioélectrochimiques
• La structure de la communauté microbienne du biofilm et de la culture
liquide
E1
E2
E3
B0
B1
B2
B3
Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives B2 / Contexte Nature et adaptation de l’inoculum
Principe
31. 33
푄푚푎푥 퐶 = 푖 푡 푑푡
Anode
CxHyOz
CO2
e-
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 10 20 30 40
J(A:m²)
Temps (jours)
0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
3 500
4 000
4 500
0 10 20 30 40
Q(C)
Temps (jours)
퐶퐸 =
푛푒−푡푟푎푛푠푓é푟é푠
푛푒−푡ℎé표푟푖푞푢푒 (푠푢푏푠푡푟푎푡)
Temps de latence
Charge transmise : Qmax
Rendement faradique :
Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives
Matériel et Méthodes
Vmax
B2 / Nature et adaptation de l’inoculum
32. 1 étape d’enrichissement pour augmenter le rendement faradique de 30,4±4% à 99±7% et la vitesse de transfert d’électrons
Dégradation des performances à la troisième étape d’enrichissement
Augmentation du temps de latence
Electroactivité du biofilm:
de 1,6 to 4,5 A/m²
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Contexte
34
B2 / Nature et adaptation de l’inoculum
0
5
10
15
20
25
30
35
0
100
200
300
400
500
B0
B1
B2
B3
Vmax (C/j)
biofilms
(dQ/dt)max (C/d)
Lag Phase (d)
Temps de latence (j)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
B0
B1
B2
B3
Rendement faradique (%)
biofilms
Transfert d’électrons
33. 35
• SSCP = technique d’empreinte moléculaire
•1 espèce => 1 pic
• Aire sous chaque pic => abondance relative de l’espèce dans la
communauté microbienne
Empreinte
moléculaire
Raclage du
biofilm
Centrifugation de
la culture liquide
Pyroséquençage
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Espèces
Abondance relative (%)
1 2 3 4
Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives B2 / Contexte Nature et adaptation de l’inoculum
Matériel et Méthodes
Temps d’elution
Espèce 1
Intensité de
fluorescence
Espèce 2
Profil CE-SSCP
34. 4x
4x
Sédiments
4x
4x
E1
E2
E3
B0
B1
B2
B3
Travaux Contexte de Thèse Conclusions & Perspectives
36
B2 / Nature et adaptation de l’inoculum
Structure des communautés microbiennes
35. Sediments
Structures de communautés
similaires
(1 ou 2 espèces majoritaires)
Forte simplification de
la communauté
microbienne
Profils CE-SSCP
E1
E2
E3
B0
B1
B2
B3
Travaux Contexte de Thèse Conclusions & Perspectives
37
Structure des communautés microbiennes
B2 / Nature et adaptation de l’inoculum
36. Augmentation du temps de latence / emergence de Marinobacterium sp
0
20
40
60
80
100
B0
B1
B2
B3
Abondance relative (%)
L’électroactivité du biofilm est améliorée avec l’apparition de Geoalkalibacter subterraneus au 1er enrichissement sur Fe(III)
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Contexte
38
0
5
10
15
20
25
30
35
0
100
200
300
400
500
B0
B1
B2
B3
Vmax (C/d)
biofilms
(dQ/dt)max (C/d)
Lag Phase (d)
Temps de latence (j)
Structure des communautés microbiennes
B2 / Nature et adaptation de l’inoculum
37. Enrichissements sur Fe(III) Biofilms
• Enrichissement sur Fe(III) : Geobacteraceae & Geoalkalibacter subterraneus
• Enrichissement sur électrode : Geoalkalibacter subterraneus & Marinobacterium sp.
• Sélection de Geoalkalibacter subterraneus en 1 cycle d’enrichissement
• Cycles d’enrichissement répétés => émergence d’une autre Geobacteraceae
=> diminution des performances électroactives.
Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives
39
Structure des communautés microbiennes
B2 / Nature et adaptation de l’inoculum
38. 40
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Conclusions intermédiaires
Contexte
Communauté microbienne de la fermentation
Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8
Nouvelle Vibrionaceae
Communauté microbienne électroactive en MEC
Paramètres opératoires
Dominance systematique de
G. subterraneus &
D. acetoxidans
Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus
Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle
B2
Nature et adaptation de l’inoculum
A Fermentation en milieu salin :
-pH 8
-pH 6
C
Perturbations biotiques
B1
Paramètres abiotiques (pH, AGV)
=> Construction du biofilm
39. 41
Conclusions & Perspectives
Contexte
Travaux de Thèse
Objectif
C / Perturbations biotiques sur le biofilm
40. 42
pH6
pH7
pH8
pH7
Témoin
CE-SSCP
Ce (%)
Jmax (A/m²)
Conclusions & Perspectives
C / Perturbations biotiques sur le biofilm
Contexte
Travaux de Thèse
0
2
4
6
8
10
12
14
0
5
10
15
20
25
30
35
Densité de courant J (A/m²)
temps (j)
RBC-1
RBC-2
RBC-3
RBC-4
Acétate
Ajout de Biomasse
Retrait électrodes (biofilm)
Matériel et Méthodes
35gNaCl/L
41. Biomasse exogène
CE (%)
Jmax (A/m²)
Cycle 1
Cycle 2
Cycle 3
Témoin
CE
108%
88%
101%
Jmax
9,3±0,1
9,4±0,5
9,2±0,6
pH6
CE
123%
93%
108%
Jmax
9,8±1,0
9,4±1,2
5,7±0,1
pH7
CE
154%
168%
156%
Jmax
7,7±0,2
10,8±1,3
4,1
pH8
CE
105%
132%
105%
Jmax
9,6±0,8
8,4±0,9
5,4±0,5
Conclusions & Perspectives
Contexte
Travaux de Thèse
43
Impact sur l’électroactivité
•Diminution de jmax
•Épaississement du biofilm
Changement de communautés microbiennes ?
C / Perturbations biotiques sur le biofilm
42. 44
pH8
Témoin
Conclusions & Perspectives
Contexte
Travaux de Thèse
Burmolle et al., 2006
Freguia et al., 2007
C / Perturbations biotiques sur le biofilm
Quantités de bactéries équivalentes (qPCR)
Épaississement du biofilm par Exopolymères (EPS)
Transfert de substrat ralenti dans le biofilm
Diminution de jmax
Communautés microbiennes
43. 45
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Conclusions intermédiaires
Contexte
Communauté microbienne de la fermentation
Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8
Nouvelle Vibrionaceae
Communauté microbienne électroactive en MEC
Paramètres opératoires
Dominance systematique de
G. subterraneus &
D. acetoxidans
Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus
Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle
Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS
A Fermentation en milieu salin :
-pH 8
-pH 6
B2
Nature et adaptation de l’inoculum
C
Perturbations biotiques
B1
Paramètres abiotiques (pH, AGV)
=> Construction du biofilm
44. 46
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Contexte
Communauté microbienne de la fermentation
Communauté microbienne électroactive en MEC
Paramètres opératoires
Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8
Nouvelle Vibrionaceae
Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans
Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus
Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle
Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS
Conclusions intermédiaires
A Fermentation en milieu salin :
-pH8
-pH6
B2
Nature et adaptation de l’inoculum
C Perturbations biotiques
B1 Paramètres abiotiques (pH, AGV)
=> Construction du biofilm
45. 47
CONCLUSION GENERALE
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Contexte
Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans
Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8
Nouvelle Vibrionaceae
Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus
Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle
Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS
A partir d’un même inoculum de départ & en condition saline
Communautés microbiennes différentes
Activités différentes
46. Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans
Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8
Nouvelle Vibrionaceae
Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus
Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle
Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS
48
PERSPECTIVES
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Contexte
•Interactions entre G. subterraneus & D. acetoxidans ?
100/0
80/20
50/50
20/80
0/100
47. Dominance systematique de
G. subterraneus &
D. acetoxidans
Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8
Nouvelle Vibrionaceae
Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus
Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle
Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS
49
PERSPECTIVES
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Contexte
•Interactions entre G. subterraneus & D. acetoxidans ?
•Pré-acclimatation sur Fe(III) avec d’autres inocula
100/0
80/20
50/50
20/80
0/100
48. Dominance systematique de
G. subterraneus &
D. acetoxidans
Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8
Nouvelle Vibrionaceae
Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus
Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle
Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS
50
PERSPECTIVES
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Contexte
•Interactions entre G. subterraneus & D. acetoxidans ?
•Pré-acclimatation sur Fe(III) avec d’autres inocula
•Action des paramètres biotiques et abiotiques sur les communautés microbiennes en réacteur continu
100/0
80/20
50/50
20/80
0/100
49. Dominance systematique de
G. subterraneus &
D. acetoxidans
Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8
Nouvelle Vibrionaceae
Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus
Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle
Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS
51
PERSPECTIVES
Travaux de Thèse
Conclusions & Perspectives
Contexte
•Interactions entre G. subterraneus & D. acetoxidans ?
•Pré-acclimatation sur Fe(III) avec d’autres inocula
•Action des paramètres biotiques et abiotiques sur les communautés microbiennes en réacteur continu
•Orientation de la fermentation vers la production d’acétate
100/0
80/20
50/50
20/80
0/100
2 CH3COOH
50. 52
Nicolas BERNET, Eric TRABLY & Jury : E.LOJOU, P. FONTANILLE, C. GHOMMIDH, B.ERABLE, L PREZIOSZI-BELLOY &
•Comité de thèse : A. BERGEL, T. BOUCHEZ
•L’équipe défi H12 / ANR
•Jean-Jacques GODON
•Alessandro CARMONA,
•Caroline RIVALLAND (Stagiaire Master 2)
•Anaïs BONNAFOUS &
•le LBE
•ma famille, mes amis