Quelques exemples de réalisations

INFLEX : un automate pour améliorer nos rejets d’eaux usées

INFLEX est une procédure de contrôle de l’élimination totale de l’azote dans le cas d’ouvrages mono-bassin où la nitrification et la dénitrification s’effectuent grâce à une alternance de phases aérées et anoxiques.
Par rapport aux modes de gestion existants actuellement : table de temps, seuils rédox ou oxygène & rédox, la technique mise en œuvre repose sur une analyse dynamique des variations de l’oxygène dissous et du potentiel rédox pour repérer les points caractéristiques de fin de nitrification et de dénitrification. Les variations de l’oxygène et du rédox sont traitées en continu par un automate qui agit sur le fonctionnement des aérateurs et adapte la durée des phases aérées et non aérées à la charge polluante entrante sur la station.

L’objectif est triple et par ordre de priorité :

• Fiabiliser le procédé : quels que soient les événements se produisant sur la station, Inflex ajuste très précisément la durée des phases aérées et non aérées en fonction de la pollution entrante et de la capacité épuratoire de la boue activée. Les rejets en azote sont proches de zéro.
• Minimiser de la dépense énergétique : pour une qualité épuratoire optimale, le temps d’aération est constamment ajusté aux stricts besoins des micro-organismes pour dégrader la pollution entrante.
• Faciliter et simplifier le travail de l’exploitant : étant donné que l’on s’affranchit totalement de la notion de seuil, l’entretien régulier des sondes O2 et rédox est réduit ainsi que le réglage des seuils rédox.

L’automate INFLEX a fait l’objet d’une longue période de développement tant en laboratoire que sur site : Lanmeur (29), abattoirs de Carmaux (81), Fonsorbes (31), Castanet (31), Caraman (31). Un produit fini a été validé pendant 3 mois sur la station de Villefranche de Lauragais (31). Désormais commercialisé par la société BIOTRADE, cet outil est installé sur la station de Graulhet (81) depuis avril 2014, sur celle de Saint Céré (47) depuis avril 2015 et va être installé définitivement sur Villefranche de Lauragais courant 2015.

SOLIDIA

Des pilotes de taille semi-industrielle dédiés à faire avancer la recherche sur les procédés de méthanisation par voie sèche discontinue

Deux lignes pilotes independantes

Caractérisation de chaque ligne :

• Un casier de 10 m³ utiles (1 à 5 tonnes MS)
• Une cuve liquide de 8 m³ utiles chauffée par une boucle de recirculation

Echelle représentative : pas de modification de la structure physique des substrats

Modularité de la configuration du système

Autonomie expérimentale : outil non dédié à la production

Aquisitions en ligne

Supervision sur site et à distance

Mesures en continu sur chacun des élements (Cuve Liquide et Casier Solide) :

Débit gaz

Composition gaz (CH₄/CO₂/O₂)

Pression

Température(s)

pH de la phase liquide

Etat des pompes

… en attente : > 30 arrivées sur bornier

Un outil pour réaliser des essais à grande échelle de méthanisation en voie sèche discontinue à percolation

Au service :

… des porteurs de projets de méthanisation

• Validation de potentiels de gisements
• Validation de la pertinence de procédé

… des constructeurs et développeurs de technologies

• Validation de technologies (prétraitements, recirculation, post-traitements, capteurs, …)

… des structures de R&D

• Mise en place d’instrumentation spécifique
• Etudes expérimentales nécessitant une grande échelle

Partenaires de la plateforme :

Respiromètre BIOS’R

Le respiromètre BIOS’R permet d’estimer une activité bactérienne grâce au suivi en continu de la concentration en oxygène dissous.

Le principe de mesure utilisé est le suivant : lorsque la cellule fermée disposée en série avec le bioréacteur est totalement remplie de liquide et que son alimentation est stoppée, la concentration en oxygène dissous diminue proportionnellement à la respiration des micro-organismes.

L’acquisition de cette diminution de la concentration en oxygène permet d’estimer le rO2 par un calcul statistique. Une fois la mesure faite, la cellule est régénérée par le milieu issu du bioréacteur. Cette technique assure une estimation directe et très précise du rO2.

Les principaux domaines d’application du respiromètre BIOS’R sont la caractérisation de l’effluent d’entrée en termes de biodégradabilité et toxicité et la caractérisation d’une biomasse en termes de respiration endogène et activité potentielle à dégrader une molécule donnée.

Industrialisation d’un procédé de purification par CO2 supercritique

Le CRITT possède une plateforme technologique dans le domaine du CO2 supercritique. S’appuyant sur un savoir-faire technique et une expertise scientifique, cette plateforme a permis d’étudier la faisabilité d’un procédé permettant de purifier un extrait végétal.

Sans dévoiler l’application industrielle de cette étude pour des raisons de forte confidentialité, il est intéressant d’en donner la méthodologie et les principaux résultats. L’objectif était ici de purifier un extrait végétal obtenu par un procédé classique d’extraction d’un végétal par un solvant organique. La seconde étape de ce procédé consiste à dissoudre en phase liquide cet extrait puis à réaliser une purification à l’hexane afin de retirer les substances indésirables pour l’application finale (pharmacie).

Le CRITT a donc proposé un procédé alternatif consistant à traiter l’extrait végétal par CO2 supercritique sans étape de dissolution. L’étude a consisté à démontrer la faisabilité et à définir un premier mode opératoire sur des installations à l’échelle laboratoire (masse d’extrait de 200 g). Le second volet de l’étude a transposé cette purification sur une quantité de 10 kg à l’aide de notre pilote semi-industriel (20L, 690 bar) qui a donc permis à la fois de définir les conditions opératoires à l’échelle industrielle et de fournir une masse de produit suffisante pour une qualification du produit auprès des utilisateurs finaux. Actuellement, la mise en œuvre d’une installation de production au sein de la PME est à l’étude.

Dans ce cas, l’utilisation de la technologie du CO2 supercritique a permis une double innovation. Sur le produit à travers l’obtention d’un produit final n’ayant pas été en contact avec un solvant organique et donc pouvant se positionner sur un créneau de produit 100% naturel. Sur l’atelier de production en retirant un solvant organique, inflammable et surtout potentiellement toxique pour les opérateurs.

Elaboration de nouveaux produits émulsifiants d’origine végétale

La Société Caragum (Marseille) et le CRITT ont collaboré sur l’étude des pouvoirs émulsifiants de composés d’origine végétale. La problématique industrielle était de produire une suspension liquide/liquide stable dans le temps.

Pour ce faire, en s’appuyant sur l’expertise scientifique du LGC et les capacités d’analyse du SAP, le CRITT a réalisé une étude d’une durée de 3 mois qui a permis de définir les paramètres influents sur la stabilité de l’émulsion :

• Propriétés physico-chimiques des produits
• Agencement du procédé de production et conditions opératoires

Cette Etude a permis d’initier une première collaboration qui a trouvé une pérennisation à travers un programme ANR LabCom entre le LGC et l’entreprise Caragum International. Ce laboratoire commun a été inauguré le 17 Mars 2015. Ce partenariat permettra à l’entreprise de répondre à de nouveaux besoins du marché (moins d’additifs dans les boissons, assurance qualité), de s’émanciper de sources d’approvisionnement parfois contraignantes et de proposer des produits innovants et applicables à d’autres marchés que celui de la boisson gazeuse qui représente actuellement 40% de son activité.

Voir le communiqué de presse.