La soutenance de thèse aura lieu le mercredi 18 juillet à 10H00, amphi 300.
Titre :
"L’optimisation d’anodes microbiennes à partir de lixiviat de sol pour la conception de piles à combustible microbiennes".
Résumé :
Les piles à combustible microbienne (PACMs) sont des piles capables de convertir l’énergie chimique de combustibles organiques directement en énergie électrique. Dans ces piles, l’oxydation du combustible est assurée par des micro-organismes dits "électro-actifs" qui forment des biofilms à la surface de l’anode et jouent le rôle de catalyseur des réactions électrochimiques. Les travaux qui font l’objet de ce manuscrit ont eu pour objectif d’optimiser des anodes microbiennes formées à partir de la flore bactérienne contenue dans des terreaux de jardin. Les expériences effectuées en chronoampérométrie avec un système à trois électrodes ont conduit à la première démonstration expérimentale que des densités de courant de 66 A/m2 pouvaient être obtenues en formant les anodes microbiennes sur des ultra-microélectrodes. Sur des électrodes de taille normale, la mise au point d’une nouvelle technique (polarisation retardée) pour la formation de biofilms microbiens a permis d’obtenir des densités de courant de 9,4 A/m2 après seulement 3 jours de polarisation tandis que le protocole conventionnel demandait quelques semaines pour obtenir 6 à 8 A/m2. L’étude de différents matériaux d’électrode a indiqué que l’acier inoxydable qui permit d’atteindre des densités de courant de 21 A/m2 présente un grand intérêt pour la formation de biofilms électro-actifs. En effet, les électrodes en tissu de carbone ont assuré jusqu’à 34,3 A/m2, voire 50 A/m2 en anaérobiose, mais elles bénéficiaient d’une structure tridimensionnelle. La mise en œuvre des anodes microbiennes optimisées dans les PACMs a assuré la production de 6,0 W/m2. L’élaboration d’un nouveau prototype intégrant un système de cathode amovible a permis d’allonger la durée de vie initiale de la pile de 2 semaines à plus de 2 mois.
Jury :
- Nicolas BERNET - Directeur de Recherche INRA, Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement, Narbonne, Rapporteur
- Christophe INNOCENT - Chargé de Recherche CNRS, Institut Européen des Membranes, Montpellier, Rapporteur
- Wafa ACHOUAK - Chargé de Recherche CNRS, CEA, Cadarache, Membre
- Damien FERON - Directeur de Recherche CEA, Saclay, Membre
- Benjamin ERABLE - Chargé de Recherche CNRS, LGC, Toulouse, Encadrant
- Alain BERGEL - Directeur de Recherche CNRS, LGC, Toulouse, Directeur de thèse.
