Contrôle et optimisation d'écosystèmes en bioréacteurs pour la production de bioénergie

• Main Author: Masci, Pierre
• Language: ENG
• Published: Université de Nice Sophia-Antipolis 2010
• Subjects: [SPI:AUTO] Engineering Sciences/Automatic; [SDV:BIO] Life Sciences/Biotechnology; [INFO:INFO_BT] Computer Science/Biotechnology; [INFO:INFO_AU] Computer Science/Automatic Control Engineering; [MATH:MATH_GM] Mathematics/General Mathematics; optimisation; contrôle; bioréacteurs; microalgues; bioénergie; compétition; mircoorganismes
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00850420; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/85/04/20/PDF/These_Masci-Pierre.pdf

Des biocarburants alternatifs, utilisant des microsystèmes microbiens, sont actuellement étudiés dans le but de limiter la consommation non raisonnée de ressources énergétiques et le rejet de gaz à effet de serre, qui modifient le climat. Dans cette thèse, nous avons considéré des bioréacteurs à base de microalgues oléagineuses, et des écosystèmes bactériens anaérobies qui décomposent des déchets et produisent du méthane . Ces travaux avaient pour objectif de mieux comprendre ces procédés et d'en améliorer les performances. Nous avons tout d'abord modélisé et étudié des cultures de microalgues en photobioréacteurs, dans lesquels les pigments algaux induisent une forte atténuation lumineuse. Pour les écosystèmes bactériens, nous avons utilisé un modèle précédemment développé. A l'aide de ces modèles et de leurs analyse mathématique rigoureuse, nous avons proposé des stratégies pour optimiser leur productivité. Ensuite, l'étude de la sélection naturelle entre plusieurs espèces de microorganismes dans ces deux écosystèmes a permis de prédire quelles espèces remportent la compétition. Et finalement nous avons montré comment il est possible, dans chaque écosystème, de contrôler la compétition pour diriger la sélection naturelle de façon à avantager des espèces ayant des caractéristiques permettant une performance accrue.