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Melanie Pierra PhD defense : Coupling dark fermentation and microbial electrolysis for hydrogen production : formation and conservation of electroctive biofilm.
- 1. Couplage de la fermentation et de l’électrolyse microbienne pour la production d’hydrogène : Formation et maintenance du biofilm électro-actif Mélanie PIERRA, Directeur de Thèse : Nicolas BERNET Encadrant : Eric TRABLY 1
- 2. Hydrogène Fort pouvoir calorifique 122kJ/g Limitation des gaz à effet de serre Contexte Travaux de Thèse conclusionss & perspectives 2 Modes de production principaux : 96 % : énergies fossiles 4 % : électrolyse de l’eau Voies de recherche pour la production d’hydrogène à privilégier: Voies biologiques Electrolyse microbienne (Microbial electrolysis cell - MEC) Fermentation Photo-Fermentation Bio-photolyse de l’eau Bactéries électroactives Bactéries anaérobies Cyanobactéries Microalgues Hawkes et al, 2007 Hallembeck et Benemann, 2002
- 3. 3 La fermentation Hawkes et al, 2007 Guo et al, 2010 Lactate Acétone, Butanol, Ethanol, Propionate… Acétate CO2 + H2 Matière organique (biomasse, déchets solides, effluents) Acides aminés Sucres simples Acides gras Acides gras volatils (acétate, butyrate) CO2 + CH4 Bactéries hydrolytiques Bactéries fermentaires Bactéries homoacétogènes Archaea méthanogènes Conditions opératoires spécifiques (pH, T°, [S]) Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Les étapes de la fermentation
- 4. Lactate Acétone, Butanol, Ethanol, Propionate… Acétate CO2 + H2 Matière organique (biomasse, déchets solides, effluents) Acides aminés Sucres simples Acides gras Acides gras volatils (acétate, butyrate) CO2 + CH4 Bactéries hydrolytiques Bactéries fermentaires Bactéries homoacétogènes Archaea méthanogènes Conditions opératoires spécifiques (pH bas, T°, [S]) 4 La fermentation Hawkes et al, 2007 Guo et al, 2010 Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Voies de production
- 5. 6 Anaérobies strictes Clostridium Y = 1,8 – 2 Anaérobies facultatives Enterobacter Y = 0,2 – 1 Cultures mixtes anaérobies Co-cultures Y = 2,5 Complexes Y = 2,0 – 3,0 Rendement (mole H2/molehexose) Latrille et al, 2011 La fermentation Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Les bactéries productrices d’hydrogène
- 6. Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives 7 Hydrogène Voies de recherche pour la production de l’hydrogène à privilégier: Voies biologiques Electrolyse microbienne (Microbial electrolysis cell - MEC) Fermentation Photo-Fermentation Bio-photolyse de l’eau Bactéries électroactives Microorganismes anaérobies Cyanobactéries Microalgues Hawkes et al, 2007 Hallembeck et Benemann, 2002 Fort pouvoir calorifique 122kJ/g Limitation des gaz à effet de serre Modes de production principaux : 96 % : énergies fossiles 4 % : électrolyse de l’eau
- 7. Contexte Rabaey et Vertraete, 2005 8 Les systèmes bioelectrochimiques CH3COOH 2 CO2 8 e- 8 H+ 8 e- 8 e- 2 H2O 8 H+ 2 O2 2 H2O Liu et al, 2005 Rozendal et al, 2006 Production d’hydrogène CH3COOH 2 CO2 8 e- 8 H+ 8 e- 8 e- Générateur 4 H2 2 H2O 8 H+ Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Microbial Fuel cell MFC Microbial Electrolysis cell MEC Anode (anaérobie) Cathode (aérobie) Anode (anaérobie) Cathode (anaérobie) Electrolyse microbienne
- 8. Liu et al, 2010 9 La différence de potentiel à appliquer est inférieure en MEC par rapport à l’électrolyse de l’eau. Les systèmes bioelectrochimiques Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives MFC MEC Electrolyse de l’eau Catalyse microbienne
- 9. 10 Les bactéries électro-actives Desulfuromonas acetoxidans 0,16 A/m² [3] Desulfobulbus propionicus 0,03 A/m² [4] Shewanella oneidensis 0,12 A/m² [1] Geobacter sulfurreducens 8,40 A/m² [2] Klebsiella pneumoniae 1,20 A/m² [5] Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives pH = 7-9, T = 30-37 °C Bactéries électroactives [1] Carmona-Martinez et al., 2012 [2] Dumas et al., 2008 [3] Bond et al., 2002 [4] Holmes et al., 2004 [5] Zhang et al., 2008 Kim et al., 1999 Wang et al., 2010
- 10. 12 Kiely et al., 2011; Freguia et al., 2010 Acétate : substrat modèle pour l’activité électroactive des biofilms Les bactéries électro-actives Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Substrats 퐶퐸= 푛푒−푡푟푎푛푠푓é푟é푠 푛푒−푠푢푏푠푡푟푎푡 Rendement faradique : Chae et al., 2009
- 11. 13 H2 H2 Fermentation Electrolyse Microbienne Substrat Acides organiques (acétate, butyrate) Effluent Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Couplage Fermentation / MEC 37°C pH 5,5 Milieu salin (conductivité) pH 7 2 CH3COOH 4 H2 2 CO2 4 H2O C6H12O6 16 e- 16 e- Générateur 2 CH3COOH 4 CO2 16 H+ 4 H2O 16 H+ 8 H2 16e-
- 12. 14 Communauté microbienne de la fermentation Communauté microbienne électroactive en MEC Paramètres opératoires Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Objectifs & Stratégie pH Salinité Acides organiques Stratégie d’inoculation Objectifs et stratégie Structure (composition, diversité) Fonction (production d’hydrogène, électroactivité) …des communautés microbiennes Espèces exogènes
- 13. 15 pH Salinité Acides organiques Stratégie d’Inoculation Communauté microbienne de la fermentation Communauté microbienne électroactive en MEC Paramètres opératoires Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Objectifs & Stratégie Objectifs et stratégie Structure (composition, diversité) Fonction (production d’hydrogène, électroactivité) …des communautés microbiennes Espèces exogènes
- 14. 16 Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Objectifs & Stratégie Contexte Communauté microbienne de la fermentation Communauté microbienne électroactive en MEC Paramètres opératoires B1 Paramètres abiotiques (pH, AGV) B2 Nature et adaptation de l’inoculum A Fermentation en milieu salin : -pH 8 -pH 6 C Perturbations biotiques Stratégie => inoculum commun anaérobie et salin Etude de l’adaptation de cet inoculum aux paramètres spécifiques de chaque procédé.
- 15. 17 Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Objectifs & Stratégie Contexte Communauté microbienne de la fermentation Communauté microbienne électroactive en MEC Paramètres opératoires A Fermentation en milieu salin : -pH 8 -pH 6 Stratégie => inoculum commun anaérobie et salin Etude de l’adaptation de cet inoculum aux paramètres spécifiques de chaque procédé. B1 Paramètres abiotiques (pH, AGV) B2 Nature et adaptation de l’inoculum C Perturbations biotiques
- 16. 18 Conclusions & Perspectives Fermentation en milieu salin Contexte Travaux de Thèse 2 CH3COOH 4 H2 2 CO2 4 H2O C6H12O6 Inoculum : sédiments de salins VL = 200 mL Substrat : glucose (5g/L) Oligo-éléments pH initial : 8 7 salinités de 9 à 75 gNaCl/L Triplicats Matériel et Méthodes
- 17. -0,2 -0,1 0,0 9 19 29 38 48 58 75 Vitesse spécifique de consommation d’H2 (j-1) 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 9 19 29 38 48 58 75 H2max (molH2 /molGlucose) salinité (gNaCl/L) 19 Quéméneur et al, 2011; Quéméneur et al, 2011; Oren, 2001 •Diminution de H2max de 9 à 29 gNaClL-1 •Puis augmentation constante => 0,90 (±0,02) molH2 molGlc-1 at 75 gNaClL-1 •Meilleurs taux de conversion en hydrogène pour les plus fortes concentrations en NaCl •Impact de NaCl sur les consommateurs d’H2 •Inhibition de la voie propionique de consommation d’H2 Conclusions & Perspectives A / Fermentation en milieu salin Contexte Travaux de Thèse Production d’hydrogène •Consommation d’hydrogène plus inhibée que production aux plus fortes salinités •Production d’hydrogène à pH 8 & en milieu salin
- 18. Communautés microbiennes 20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 9 19 29 38 48 58 75 Others VIBRIONALES Vibrio sp Vibrionaceae Vibrio ssp Vibrio parahaemolyticus Vibrio nereis FUSOBACTERIALES ENTEROBACTERIALES CLOSTRIDIALES BACTEROIDALES ALTEROMONADALES Concentration en NaCl (gNaCl/L) 58 gNaClL-1 and 75 gNaClL-1 : une nouvelle Vibrionaceae Conclusions & Perspectives Contexte Travaux de Thèse •9gNaClL-1 : Clostridium & Enterobacter. •% Clostridium & Enterobacter diminuent avec l’augmentation de la salinité •58 & 75 gNaClL-1 : l’abondance relative des Vibrionales atteint plus de 79 & 92% Guo et al, 2010 , , Trably et al, 2011; Quéméneur, 2011; Quéméneur, 2012 Pyroséquençage: Abondance relative (%) A / Fermentation en milieu salin
- 19. 21 Espèces isolées à partir d’eaux usées Conditions non salines Conclusions & Perspectives Contexte Travaux de Thèse Oh et al, 2003 Vibrio A / Fermentation en milieu salin
- 20. 22 Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives conclusionss intermédiaires Contexte Communauté microbienne de la fermentation Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8 Nouvelle Vibrionaceae Communauté microbienne électroactive en MEC Paramètres opératoires B1 Paramètres abiotiques (pH, AGV) B2 Nature et adaptation de l’inoculum C Perturbations biotiques Pierra et al, International Journal of Hydrogen Energy, 2013 A Fermentation en milieu salin : -pH 8 -pH 6
- 21. g/L 0.5 2.0 0.2 7.6 35.0 1.0 mL composition: Working electrode: Graphite plate Counter electrode: Platinium grid Reference electrode: SCE Temperature controlled system at 37 C Experimental conditions Electrode de travail : Plaque de graphite Electrode de référence : ECS Contre électrode : grille de Platine 2,5 cm « Anode » « Cathode » Platinium grid Temperature controlled system at 37 C Continuos stirring at 200 rpm Anaerobic sediments collected in Gruissan 23 Électrode de travail Électrode de référence Contre électrode U I 0,2V vs ECS Système à 3 électrodes (Demi-cellule) Température : 37°C U I I= f(t) Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives I J (A/m²) Cultures mixtes Matériel et Méthodes B1 / Paramètres abiotiques (pH, AGV) Inoculum : sédiment de salin 35gNaCl/L
- 22. 24 Conclusions & Perspectives Contexte Travaux de Thèse Desulfuromonas acetoxidans & Geoalkalibacter subterraneus : espèces majoritaires Desulfuromonas acetoxidans / Desulfuromonas spp Geoalkalibacter subterraneus Pyroséquençage des communautés des biofilms électroactifs : Enrichissement sur anode de souches dominantes pH 5,5 ou 7 Acides organiques Acétate (10mM) ou Acétate(5mM) + Butyrate (5mM) 2,2 A/m² 4,2 A/m² 6,7 A/m² 7,7 A/m² Enrichissements Desulfuromonas spp : 3 ± 2 /1000 Geoalkalibacter subterraneus : 2 ± 0 /1000 B1 / Paramètres abiotiques (pH, AGV)
- 23. 25 Sélection d’espèces majoritaires dans le biofilm électroactif quelles que soient les conditions de pH et de composition en substrat. Dominance ou co-dominance Conclusions & Perspectives Contexte Travaux de Thèse Desulfuromonas acetoxidans : -Issue de sédiments marins -Bond et al., 2002 (0,16 A/m²) Geoalkalibacter subterraneus : -En culture mixte : 4,2 à 8,9 A/m² (Micelli et al., 2012) -Etude en culture pure (Carmona, Pierra et al., 2013, Badalamenti et al., 2013) : mécanisme de transfert direct Bond et al., 2002; Micelli et al., 2012; Carmona et al., 2013; Badalamenti et al., 2013 Espèces majoritaires B1 / Paramètres abiotiques (pH, AGV) Espèces minoritaires dans l’inoculum
- 24. 26 Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Objectifs & Stratégie Contexte Communauté microbienne de la fermentation Communauté microbienne électroactive en MEC Paramètres opératoires B1 Paramètres abiotiques (pH, AGV) B2 Nature et adaptation de l’inoculum C Perturbations biotiques A Fermentation en milieu salin : -pH 8 -pH 6 => Construction du biofilm
- 25. D. acetoxidans G. subterraneus Conclusions & Perspectives Construction du biofilm Contexte Travaux de Thèse Existe-t-il une synergie entre Geoalkalibacter subterraneus et Desulfuromonas acetoxidans ? Lavage des cellules Lavage des cellules 27 Souches de collection
- 26. 28 100/0 80/20 50/50 20/80 0/100 Desulfuromonas acetoxidans Geoalkalibacter subterraneus 5,0 A/m² 1,9 A/m² Conclusions & Perspectives Construction du biofilm Contexte Travaux de Thèse
- 27. R1 R2 R3 Ratio d’inoculation D. acetoxidans / G. subterraneus 100/0 80/20 47/53 05/95% 0/100 Densité de courant maximale A/m² 1,9 3,1 5,8 4,4 5,0 Temps de latence (j) 40 20 15 2 4 Ratio final dans le biofilm D. acetoxidans / G. subterraneus 100/0 02/98 02/98 02/98 0/100 29 Conclusions & Perspectives Construction du biofilm Contexte Travaux de Thèse
- 28. 30 Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives conclusionss intermédiaires Contexte Communauté microbienne de la fermentation Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8 Nouvelle Vibrionaceae Communauté microbienne électroactive en MEC Paramètres opératoires Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus Recherche d’une stratégie d’acclimatation de l’inoculum qui permettrait la formation de biofilms reproductibles B1 Paramètres abiotiques (pH, AGV) B2 Nature et adaptation de l’inoculum C Perturbations biotiques A Fermentation en milieu salin : -pH 8 -pH 6 => Construction du biofilm
- 29. 31 Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives B2 / Nature et adaptation de l’inoculum Acetate CO2 Fe(III) Fe(II) e- 8 e- Acetate 2 CO2 8 H+ 4 H2O 8e- L’enrichissement sur Fe(III) : • améliore l’électroactivité après enrichissement d’un biofilm préformé (Wang et al., 2010) • diminue l’électroactivité du biofilm après 25 cycles d’enrichissement de boues anaérobies (Kim et al., 2005) Suivi des communautés microbiennes Objectifs
- 30. 32 4x 4x Sediments 4x 4x Etude de l’effet de l’enrichissement sur Fe(III) sur : • Les performances bioélectrochimiques • La structure de la communauté microbienne du biofilm et de la culture liquide E1 E2 E3 B0 B1 B2 B3 Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives B2 / Contexte Nature et adaptation de l’inoculum Principe
- 31. 33 푄푚푎푥 퐶 = 푖 푡 푑푡 Anode CxHyOz CO2 e- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 10 20 30 40 J(A:m²) Temps (jours) 0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 4 500 0 10 20 30 40 Q(C) Temps (jours) 퐶퐸 = 푛푒−푡푟푎푛푠푓é푟é푠 푛푒−푡ℎé표푟푖푞푢푒 (푠푢푏푠푡푟푎푡) Temps de latence Charge transmise : Qmax Rendement faradique : Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Matériel et Méthodes Vmax B2 / Nature et adaptation de l’inoculum
- 32. 1 étape d’enrichissement pour augmenter le rendement faradique de 30,4±4% à 99±7% et la vitesse de transfert d’électrons Dégradation des performances à la troisième étape d’enrichissement Augmentation du temps de latence Electroactivité du biofilm: de 1,6 to 4,5 A/m² Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Contexte 34 B2 / Nature et adaptation de l’inoculum 0 5 10 15 20 25 30 35 0 100 200 300 400 500 B0 B1 B2 B3 Vmax (C/j) biofilms (dQ/dt)max (C/d) Lag Phase (d) Temps de latence (j) 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% B0 B1 B2 B3 Rendement faradique (%) biofilms Transfert d’électrons
- 33. 35 • SSCP = technique d’empreinte moléculaire •1 espèce => 1 pic • Aire sous chaque pic => abondance relative de l’espèce dans la communauté microbienne Empreinte moléculaire Raclage du biofilm Centrifugation de la culture liquide Pyroséquençage 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Espèces Abondance relative (%) 1 2 3 4 Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives B2 / Contexte Nature et adaptation de l’inoculum Matériel et Méthodes Temps d’elution Espèce 1 Intensité de fluorescence Espèce 2 Profil CE-SSCP
- 34. 4x 4x Sédiments 4x 4x E1 E2 E3 B0 B1 B2 B3 Travaux Contexte de Thèse Conclusions & Perspectives 36 B2 / Nature et adaptation de l’inoculum Structure des communautés microbiennes
- 35. Sediments Structures de communautés similaires (1 ou 2 espèces majoritaires) Forte simplification de la communauté microbienne Profils CE-SSCP E1 E2 E3 B0 B1 B2 B3 Travaux Contexte de Thèse Conclusions & Perspectives 37 Structure des communautés microbiennes B2 / Nature et adaptation de l’inoculum
- 36. Augmentation du temps de latence / emergence de Marinobacterium sp 0 20 40 60 80 100 B0 B1 B2 B3 Abondance relative (%) L’électroactivité du biofilm est améliorée avec l’apparition de Geoalkalibacter subterraneus au 1er enrichissement sur Fe(III) Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Contexte 38 0 5 10 15 20 25 30 35 0 100 200 300 400 500 B0 B1 B2 B3 Vmax (C/d) biofilms (dQ/dt)max (C/d) Lag Phase (d) Temps de latence (j) Structure des communautés microbiennes B2 / Nature et adaptation de l’inoculum
- 37. Enrichissements sur Fe(III) Biofilms • Enrichissement sur Fe(III) : Geobacteraceae & Geoalkalibacter subterraneus • Enrichissement sur électrode : Geoalkalibacter subterraneus & Marinobacterium sp. • Sélection de Geoalkalibacter subterraneus en 1 cycle d’enrichissement • Cycles d’enrichissement répétés => émergence d’une autre Geobacteraceae => diminution des performances électroactives. Contexte Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives 39 Structure des communautés microbiennes B2 / Nature et adaptation de l’inoculum
- 38. 40 Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Conclusions intermédiaires Contexte Communauté microbienne de la fermentation Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8 Nouvelle Vibrionaceae Communauté microbienne électroactive en MEC Paramètres opératoires Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle B2 Nature et adaptation de l’inoculum A Fermentation en milieu salin : -pH 8 -pH 6 C Perturbations biotiques B1 Paramètres abiotiques (pH, AGV) => Construction du biofilm
- 39. 41 Conclusions & Perspectives Contexte Travaux de Thèse Objectif C / Perturbations biotiques sur le biofilm
- 40. 42 pH6 pH7 pH8 pH7 Témoin CE-SSCP Ce (%) Jmax (A/m²) Conclusions & Perspectives C / Perturbations biotiques sur le biofilm Contexte Travaux de Thèse 0 2 4 6 8 10 12 14 0 5 10 15 20 25 30 35 Densité de courant J (A/m²) temps (j) RBC-1 RBC-2 RBC-3 RBC-4 Acétate Ajout de Biomasse Retrait électrodes (biofilm) Matériel et Méthodes 35gNaCl/L
- 41. Biomasse exogène CE (%) Jmax (A/m²) Cycle 1 Cycle 2 Cycle 3 Témoin CE 108% 88% 101% Jmax 9,3±0,1 9,4±0,5 9,2±0,6 pH6 CE 123% 93% 108% Jmax 9,8±1,0 9,4±1,2 5,7±0,1 pH7 CE 154% 168% 156% Jmax 7,7±0,2 10,8±1,3 4,1 pH8 CE 105% 132% 105% Jmax 9,6±0,8 8,4±0,9 5,4±0,5 Conclusions & Perspectives Contexte Travaux de Thèse 43 Impact sur l’électroactivité •Diminution de jmax •Épaississement du biofilm Changement de communautés microbiennes ? C / Perturbations biotiques sur le biofilm
- 42. 44 pH8 Témoin Conclusions & Perspectives Contexte Travaux de Thèse Burmolle et al., 2006 Freguia et al., 2007 C / Perturbations biotiques sur le biofilm Quantités de bactéries équivalentes (qPCR) Épaississement du biofilm par Exopolymères (EPS) Transfert de substrat ralenti dans le biofilm Diminution de jmax Communautés microbiennes
- 43. 45 Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Conclusions intermédiaires Contexte Communauté microbienne de la fermentation Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8 Nouvelle Vibrionaceae Communauté microbienne électroactive en MEC Paramètres opératoires Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS A Fermentation en milieu salin : -pH 8 -pH 6 B2 Nature et adaptation de l’inoculum C Perturbations biotiques B1 Paramètres abiotiques (pH, AGV) => Construction du biofilm
- 44. 46 Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Contexte Communauté microbienne de la fermentation Communauté microbienne électroactive en MEC Paramètres opératoires Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8 Nouvelle Vibrionaceae Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS Conclusions intermédiaires A Fermentation en milieu salin : -pH8 -pH6 B2 Nature et adaptation de l’inoculum C Perturbations biotiques B1 Paramètres abiotiques (pH, AGV) => Construction du biofilm
- 45. 47 CONCLUSION GENERALE Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Contexte Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8 Nouvelle Vibrionaceae Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS A partir d’un même inoculum de départ & en condition saline Communautés microbiennes différentes Activités différentes
- 46. Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8 Nouvelle Vibrionaceae Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS 48 PERSPECTIVES Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Contexte •Interactions entre G. subterraneus & D. acetoxidans ? 100/0 80/20 50/50 20/80 0/100
- 47. Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8 Nouvelle Vibrionaceae Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS 49 PERSPECTIVES Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Contexte •Interactions entre G. subterraneus & D. acetoxidans ? •Pré-acclimatation sur Fe(III) avec d’autres inocula 100/0 80/20 50/50 20/80 0/100
- 48. Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8 Nouvelle Vibrionaceae Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS 50 PERSPECTIVES Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Contexte •Interactions entre G. subterraneus & D. acetoxidans ? •Pré-acclimatation sur Fe(III) avec d’autres inocula •Action des paramètres biotiques et abiotiques sur les communautés microbiennes en réacteur continu 100/0 80/20 50/50 20/80 0/100
- 49. Dominance systematique de G. subterraneus & D. acetoxidans Production de bioH2 par fermentation en milieu salin à pH8 Nouvelle Vibrionaceae Construction du biofilm en culture pure => dominance de G. subterraneus Stratégie d’enrichissement => Pré-acclimatation de l’inoculum en 1 cycle Couplage avec biomasse exogène issue de fermentation saline => Pas de contamination/production d’EPS 51 PERSPECTIVES Travaux de Thèse Conclusions & Perspectives Contexte •Interactions entre G. subterraneus & D. acetoxidans ? •Pré-acclimatation sur Fe(III) avec d’autres inocula •Action des paramètres biotiques et abiotiques sur les communautés microbiennes en réacteur continu •Orientation de la fermentation vers la production d’acétate 100/0 80/20 50/50 20/80 0/100 2 CH3COOH
- 50. 52 Nicolas BERNET, Eric TRABLY & Jury : E.LOJOU, P. FONTANILLE, C. GHOMMIDH, B.ERABLE, L PREZIOSZI-BELLOY & •Comité de thèse : A. BERGEL, T. BOUCHEZ •L’équipe défi H12 / ANR •Jean-Jacques GODON •Alessandro CARMONA, •Caroline RIVALLAND (Stagiaire Master 2) •Anaïs BONNAFOUS & •le LBE •ma famille, mes amis
- 51. 53 Merci de votre attention