Effect of hydrodynamics on light utilization in large scale cultures of microalgae

Philipp Hartmann 1
1 BIOCORE - Biological control of artificial ecosystems
LOV - Laboratoire d'océanographie de Villefranche, CRISAM - Inria Sophia Antipolis - Méditerranée , INRA - Institut National de la Recherche Agronomique
Résumé : Les microalgues sont souvent considérées comme de potentielles candidates pour la production d'énergie. Cependant, le lien entre l'énergie contenue dans la biomasse et l'énergie nécessaire pour cultiver les microalgues, en particulier pour agiter la culture, est complexe. Le mélange a un effet direct sur la photosynthèse car il affecte la façon dont les cellules sont successivement transportées entre la lumière et les zones sombres. En particulier, l'hydrodynamique module la fréquence à laquelle la lumière est perçue par les cellules. Dans cette thèse nous avons étudié la réponse du processus de photosynthèse à divers signaux lumineux. Tout d'abord, l'effet de cycles lumière-obscurité a été étudié à l’aide d'un modèle mécaniste de photosynthèse et de croissance. Il a été montré que l'augmentation de la fréquence lumineuse augmente l'efficacité photosynthétique. Ensuite, nous avons développé un modèle de photoacclimatation, en supposant à la fois un changement dans le nombre et la section des photosystèmes. Les concepts proposés ont ensuite été validés expérimentalement. Un dispositif à base de LED a été développé et des cycles lumière-obscurité de fréquences variables ont été appliqués à Dunaliella Salina. Les résultats confirment les prédictions des modèles, comme la dynamique de photoacclimatation. Enfin, un modèle hydrodynamique 3D a été simulé pour un raceway. Cela a permis de reconstruire numériquement les trajectoires lagrangiennes de cellules, et donc d’évaluer le signal lumineux perçu par les microalgues. Ces trajectoires réalistes ont alors alimenté un modèle de photosynthèse et ont permis de comprendre l’effet du mélange sur l'efficacité photosynthétique.
Type de document :
Thèse
Other. Université Nice Sophia Antipolis, 2014. English. 〈NNT : 2014NICE4022〉
Liste complète des métadonnées

https://hal.inria.fr/tel-01108529
Contributeur : Jean-Luc Gouzé <>
Soumis le : lundi 26 janvier 2015 - 10:14:08
Dernière modification le : jeudi 11 janvier 2018 - 16:44:41
Document(s) archivé(s) le : vendredi 11 septembre 2015 - 08:41:46

Identifiants

  • HAL Id : tel-01108529, version 1

Collections

Citation

Philipp Hartmann. Effect of hydrodynamics on light utilization in large scale cultures of microalgae. Other. Université Nice Sophia Antipolis, 2014. English. 〈NNT : 2014NICE4022〉. 〈tel-01108529〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

338

Téléchargements de fichiers

633