Thèse : Sarah Bellini, mardi 18 novembre 2014 à 14h00 – Optique multispectrale en milieux complexes: théorie et application aux milieux denses de microalgues dans le contexte du suivi et du pilotage de la culture de masse
Thèse soutenue
Doctorante : Sarah Bellini
[ http://www.researchgate.net/profile/Sarah_Bellini ]
Optique multispectral en milieux complexes: théorie et application aux milieux denses de microalgues dans le contexte du suivi et du pilotage de la culture de masse
Thèse soutenue le mardi 18 novembre 2014 à 14h00
Lieu : Montpellier Supagro 2 Place Pierre Viala 34060 Montpellier Cedex 2 salle Amphithéâtre 208
- Ecole doctorale : Sciences de Procédés – Sciences des Aliments (SPSA)
- Université : Université Montpellier II
- Discipline(s) – Spécialité : Génie des Procédés
- Directeur de thèse : Jean-Michel Roger
- Responsable UMR ITAP : Ryad Bendoula
- Financement : Irstea
- Date de démarrage: novembre 2011 / Soutenance : 18 novembre 2014
- Mémoire de texte (texte intégral en libre-accès) : http://cemadoc.irstea.fr/cemoa/PUB00043170
Mots-clés : optique électromagnétique et statistique, diffusion lumineuse, imagerie des milieux complexes.
Résumé :
Mesure optique en milieux complexes : application au suivi de procédé de culture des micro-algues
Contexte
L’utilisation des micro-algues comme matière première dans de nombreuses applications, telles que : biocarburant, industrie pharmaceutique…, est un domaine en pleine expansion dans un contexte de diversification des ressources en biomasse. Les micro-algues sont des micro-organismes photosynthétiques qui se développent en eau douce ou en en milieu marin, en convertissant la lumière et le CO2 en O2 et en chaine carbonée. Les procédés de conduite de la culture en photobioréacteur ou dans des bassins extérieurs sont encore très rudimentaires et l’instrumentation associée reste un verrou pour une industrialisation massive. Le Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement (INRA, Narbonne) développe des algorithmes de contrôle de ces procédés, et a donc besoin de mesurer des paramètres en ligne pour rétroagir sur ceux-ci. L’UMR ITAP (Cemagref, Montpellier) développe des technologies de mesure optique dans des milieux biologiques complexes.
Objectif
L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier et de développer un capteur optique pour obtenir des informations sur les populations en micro-organismes algaux et bactériens pour le suivi et le contrôle-commande du procédé, notamment pour piloter les phases de récolte des algues.
Les informations concernent essentiellement les paramètres de distribution de taille des micro-organismes, de densité, de composition…
L’analyse dans un milieu hétérogène fortement diffusant rend la mesure spectroscopique vibrationnelle « classique » erronée. En effet, dans les mesures de spectroscopie vibrationnelle, le signal dû à l’absorption des composés chimiques et celui dû à la diffusion relevant de la structure intrinsèque de l’échantillon sont mêlés en un seul spectre. Cette confusion entre les deux informations mène à des problèmes de stabilité de la mesure de la composition chimique, le spectre pouvant varier pour des raisons physiques et non chimiques, sans que cette cause soit identifiée. Il sera donc impératif de s’affranchir des phénomènes de diffusion afin de mettre au point une méthode de mesure, pour ressortir le signal utile lié aux microorganismes algaux.
