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RÉSUMÉ
Après un exposé des enjeux pour la modélisation des bioprocédés, cet article présente les concepts et les méthodologies existants pour fractionner la matière organique en classes de biodégradabilité (techniques physicochimiques et biologiques). Il fournit un exemple des valeurs standard de fractionnement et rassemble les principaux éléments de comparaison et de divergence des méthodes. Les éléments permettant de guider le choix de la méthode à utiliser, ainsi que les méthodologies expérimentales complémentaires permettant de mieux comprendre les processus se déroulant dans les bioprocédés, sont ensuite proposés.
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les procédés biologiques sont largement utilisés pour le traitement des déchets liquides et solides contenant une fraction importante de matières biodégradables. Pour les optimiser, ils sont souvent étudiés à partir des outils de modélisation, dont l’utilisation implique de compartimenter la matière organique en plusieurs fractions plus ou moins rapidement dégradables par les bactéries. Ce fractionnement nécessite l’utilisation de méthodes expérimentales spécifiques, encore aujourd’hui mal décrites et dont les différences ne sont pas toujours bien identifiées. L’application systématique d’un protocole de fractionnement de la matière organique en classes de biodégradabilité est pourtant indispensable pour simuler les processus et optimiser les bioprocédés.
Cet article présente les concepts et méthodologies de fractionnement de la matière organique existants et propose un retour d’expérience ainsi que des éléments de choix des méthodes pour l’utilisation par l’ingénieur.
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4. Pour aller plus loin…
D’autres méthodologies expérimentales apportent des éléments de compréhension sur les processus qui se déroulent dans les bioprocédés et contribuent à l’amélioration des connaissances concernant l’utilisation de la matière organique par les bactéries. Ces informations ne couvrent que partiellement les besoins de la modélisation dynamique, c’est pourquoi elles ne sont évoquées que dans cette dernière partie. Pour les déchets liquides, les méthodes d’identification biochimique et les méthodes pour estimer la biodégradabilité totale de la matière organique sont abordées. Enfin, pour le cas des déchets organiques solides qui peuvent être traités par voie biologique (aérobie–compostage, anaérobie–méthanisation), la problématique spécifique de la détermination de leur biodégradabilité est décrite, ainsi que les méthodes qui ont été développées.
4.1 Vers une identification biochimique
Dans le cas où les concepts de modélisation disponibles ne permettent pas de reproduire les observations expérimentales, il peut être nécessaire d’améliorer la compréhension des processus en identifiant la nature de la matière organique avant, au cours et en fin de traitement. Les fractions glucidique (mono et polysaccharides), protéique (protéines et acides aminés), lipidique et cellulosique (hémicellulose, cellulose et lignine) peuvent être obtenues par les méthodes et principes mentionnés dans les références et ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - DUCHENE (P.), DERLET (N.) - Carbone et azote réfractaires à l’épuration biologique - Vers de futures analyses normalisées, Informations techniques du Cemagref, vol. n.d., pp. 8 (1994).
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(3) - HENZE (M.), GRADY (C.P.L.), GUJER (W.), MARAIS (G.V.R.), MATSUO (T.) - Activated sludge model n° 1 - Scientific and Technical Report N° 1, IAWPRC, London (U.K.) p. (1987).
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(4) - GILLOT (S.), CHOUBERT (J.M.), RACAULT (Y.), HEDUIT (A.) - État de l'art de la modélisation du traitement biologique des eaux résiduaires - Tribune de l'eau, vol. 59 (640), pp. 35-46 (2007).
-
(5) - CHOUBERT (J.M.), STRICKER (A.E.), MARQUOT (A.), RACAULT (Y.), GILLOT (S.), HEDUIT (A.) - Updated activated sludge model n° 1 parameter values for improved prediction of nitrogen removal in activated sludge processes : validation...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Détermination de la demande biochimique en oxygène après n jours (DBOn), 23 p. - AFNOR NF EN 1899-1 - 1999
-
Détermination de la demande chimique en oxygène (DCO), 8 p. - AFNOR NF T90-101 - 2001
-
Lignes directrices pour le dosage du carbone organique totale (TOC) et carbone organique dissous (COD), 16 p. - AFNOR NF EN 1484 - 1997
-
Évaluation en milieu aqueux de la biodégradabilité aérobie « ultime » des composés organiques – Méthode par analyse du carbone organique dissous (COD). - ISO 7827 - 1996
-
Évaluation en milieu aqueux de la biodégradabilité aérobie ultime des composés organiques par détermination de la demande en oxygène dans un respiromètre fermé. - ISO 9408 - 1999
-
Évaluation en milieu aqueux de la biodégradabilité aérobie ultime des composés organiques – Détermination de la demande biochimique en oxygène en fiole fermée à deux phases. - ISO 10708 - 1997
-
...
ANNEXES
Directive européenne 91/271/CEE relative aux traitements des eaux résiduaires urbaines, Journal Officiel de la Communauté Européenne, https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/?uri=LEGISSUM%3Al28008 (le 18 décembre 2008), 1991.
Décret d’application 94-469 du 3 juin 1994 relatif à la collecte et au traitement des eaux usées mentionnées aux articles L 372-1-1 et L 371-3 du code des communes, ENVE9420024D. 7 p. http://www.legifrance.fr (le 18 décembre 2008), (1994).
Arrêté du 22 juin 2007 relatif à la collecte, au transport et au traitement des eaux usées des agglomérations d’assainissement ainsi qu’à la surveillance de leur fonctionnement et de leur efficacité, et aux dispositifs d’assainissement non collectif recevant une charge brute de pollution organique supérieure à 1,2 kg/j de DBO5, DEVO0754085A. 25 p. http://www.legifrance.fr (le 18 décembre 2008), 2007.
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