Transfert de CO2 et stratégie d' apport du carbone inorganique en photobioréacteur

Les applications des photobioreacteurs (PBR) pour la culture des microorganismes photosynthetiques, sont tres variees et prometteuses. Une optimisation des conditions de culture est necessaire afin de permettre une conduite economiquement viable des PBR en garantissant un apport suffisant de CO2 pour tous les microorganismes et en tout point du reacteur tout en limitant les pertes par degazage. Ce travail s’interesse par consequent plus specifiquement a l’etude du transfert entre phases du CO2. La mecanique des fluides numerique est utilisee pour realiser une analyse fine des interactions qui ont lieu dans ces systemes afin d’avoir une meilleure comprehension des phenomenes regissant leur fonctionnement et de predire la distribution spatiale et temporelle des especes dissoutes ainsi que les performances du transfert entre phases. L’etude numerique du transfert gaz/liquide suivant la methode dynamique avec de l’O2 et avec du CO2 montre des valeurs de kLa apparent plus grand dans le cas avec O2. Contrairement a l’O2, les bulles de CO2 s’epuisent significativement au cours de leur ascension dans le liquide ce qui entraine une diminution importante du potentiel d’echange et donc du kLa apparent. Une estimation lors d’une extrapolation du kLa apparent du CO2 avec de l’O2 pourrait entrainer une surestimation du transfert entre phases. Par ailleurs, les resultats de simulations de PBR en presence de microalgues avec le code numerique montrent qu’il est possible d’apporter du CO2 de facon suffisante et homogene dans un PBR airlift de 100 L. De plus, des conditions pour reguler le pH ont ete determinees pour des concentrations en CO2 dans le gaz moderees.