Nantilus
Theoretical and experimental investigation of light and culture intensification in solar microalgae cultivation systems
Le coûts de cultivation des microalgues doivent être réduits pour pouvoir lesutilisés comme une ressource renouvelable.À cette fin, deux approches sont envisagées pour augmenter la productivité des systèmes de culture de microalgues via l intensification de la lumière et de la culture. Tout d abord,...
Enregistré dans:
| Auteurs principaux : | , , , , , , , , |
|---|---|
| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | anglais |
| Titre complet : | Theoretical and experimental investigation of light and culture intensification in solar microalgae cultivation systems / Jack Hoeniges; sous la direction de Jérémy Pruvost et de Laurent Pilon et de Mariana Titica |
| Publié : |
2023 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
|
| Note sur l'URL : | Accès au texte intégral |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Genie des procédés : Nantes Université : 2023 |
| Sujets : |
| Résumé : | Le coûts de cultivation des microalgues doivent être réduits pour pouvoir lesutilisés comme une ressource renouvelable.À cette fin, deux approches sont envisagées pour augmenter la productivité des systèmes de culture de microalgues via l intensification de la lumière et de la culture. Tout d abord,l utilisation de miroirs externes pour augmenter la productivité des raceways solaires a été é valuée théoriquement et expérimentalement.L impact de l emplacement des miroirs et les conditions solaires ont été pris en compte.Les miroirs ont augementé la productivité volumétrique de la biomasse jusqu à 37% sous un ciel clair. Ensuite, une campagne expérimentale de preuve de concept d un photobioreacteur intensifié à tube mince destiné à des applications de biofaçade a été réalisée.Ce concept a permis d obtenir une productivité élevée sans la formation de biofilm. Cependant,la croissance de la culture a été limitée par la suraccumulation d oxygène. Pour optimiser ce concept, une étude détaillée du transfert de lumière a été menée. Une approche de Monte Carlo ray-tracing a été utilisée pour prédire le champs radiative dans la culture selon la géométrie, l inclinaison et les conditions de fonctionnement du PBR. Microalgae cultivation costs mustbe reduced to be used as a renewable, lowcarbonsource of food, energy, and valueaddedproducts. To this end, two approachesare considered to increase the productivity ofmicroalgae cultivation systems via light andculture intensification principles. First, the useof external mirrors to increase the productivityof outdoor raceway ponds was assessedtheoretically and experimentally. The impactof the mirror location, solar position, and operatingparameters such as biomass concentrationand culture depth were considered.Indeed, up to a 37 % increase in volumetricbiomass productivity was observed experimentallyunder clear skies. Then, a proof-ofconceptexperimental campaign of an intensifiedthin-tube photobioreactor targeted for biofaçadeapplications was performed. The thintubedesign enabled high biomass productivitieswith minimum biofilm formation. However,culture growth was found to be limited by oxygenover-accumulation. To optimize the thintubedesign, a detailed study of light transferwas conducted. A Monte Carlo ray-tracingapproach was used to predict the local fluencerate within the culture for a given solarPBR geometry, inclination, and operating conditions |
|---|---|
| Variantes de titre : | Etude théorique et expérimentale de l'intensification de la lumièe et de la culture dans les systèmes de culture solaires de microalgues |
| Notes : | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes) Partenaire(s) de recherche : Génie des Procédés Environnement Agroalimentaire (GEPEA) (Saint-Nazaire) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Vincent Goetz (Président du jury) ; Gabriel Francisco Acien Fernandez, Jérémi Dauchet (Membre(s) du jury) ; Victor Pozzobon, Pascal Guiraud (Rapporteur(s)) |
| Configuration requise : | Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF |