Face à la montée de la prise de conscience des enjeux écologiques actuels, la recherche se tourne vers le développement des bioprocédés pour développer de nouvelles solutions aux problèmes environnementaux. Cette thèse porte sur l’étude de la faisabilité d’un procédé de capture de CO2 à partir de la culture de la microalgue Chlorella vulgaris en photobioréacteur continu. Ce travail a permis d’identifier l’algue C. vulgaris comme une candidate prometteuse pour cette application. En effet C. vulgaris présente une capacité de production de biomasse et de fixation de CO2 très intéressante pour cette application. Les études menées lors de ce travail de thèse ont également permis de mettre à jour les interactions complexes entre les cellules algales et le CO2 présent à de fortes concentrations. De même, elles ont apporté un approfondissement à la compréhension des verrous existants pour le développement d’un procédé de captage du CO2 et de la nécessité de prendre en compte tous les paramètres de culture (lumière, concentration en nitrate). A partir des études menées, il a été possible de proposer un modèle pour la croissance de C. vulgaris en photobioréacteur continu. Bien que de futures études soient encore nécessaires pour être en mesure de parfaitement modéliser le comportement de l’algue lors de cultures en photobioréacteur, ce modèle présente une bonne corrélation avec les expérimentations. Enfin une étude de pré-dimensionnement a été proposée qui a permis de mettre en lumière les nombreux points d’interrogations encore existants avant d’être en mesure d’adapter le procédé de laboratoire à une échelle industrielle / Faced with the growing awareness of environmental issues, the research turns to the development of bioprocesses to develop new solutions to environmental problems. This thesis concerns the study of the feasibility of a process for CO2 capture from the culture of the microalgae Chlorella vulgaris in a continuous photobioreactor. This work has identified the algae C. vulgaris as a promising candidate for this application. Indeed C. vulgaris has a capacity of biomass production and CO2 biofixation very interesting for this application. Studies in this thesis allowed us to update the complex interactions between the algal cells and high CO2 concentrations. Also they have provided a deeper understanding of existing locks for the development of a process for CO2 capture and the need to take into account all the parameters of culture (light, nitrate concentration). A model for the growth of C. vulgaris in continuous photobioreactor has been proposed. This model shows good correlation with experiments; although future studies are still needed to be able to fully simulate the behaviour of algae in photobioreactor cultures. Finally a study of pre-design has been proposed allowing highlighting the many questions that still exist before being able to adapt the laboratory process to an industrial scale.

Face à la montée de la prise de conscience des enjeux écologiques actuels, la recherche se tourne vers le développement des bioprocédés pour développer de nouvelles solutions aux problèmes environnementaux. Cette thèse porte sur l'étude de la faisabilité d'un procédé de capture de CO2 à partir de la culture de la microalgue Chlorella vulgaris en photobioréacteur continu. Ce travail a permis d'identifier l'algue C. vulgaris comme une candidate prometteuse pour cette application. En effet C. vulgaris présente une capacité de production de biomasse et de fixation de CO2 très intéressante pour cette application. Les études menées lors de ce travail de thèse ont également permis de mettre à jour les interactions complexes entre les cellules algales et le CO2 présent à de fortes concentrations. De même, elles ont apporté un approfondissement à la compréhension des verrous existants pour le développement d'un procédé de captage du CO2 et de la nécessité de prendre en compte tous les paramètres de culture (lumière, concentration en nitrate). A partir des études menées, il a été possible de proposer un modèle pour la croissance de C. vulgaris en photobioréacteur continu. Bien que de futures études soient encore nécessaires pour être en mesure de parfaitement modéliser le comportement de l'algue lors de cultures en photobioréacteur, ce modèle présente une bonne corrélation avec les expérimentations. Enfin une étude de pré-dimensionnement a été proposée qui a permis de mettre en lumière les nombreux points d'interrogations encore existants avant d'être en mesure d'adapter le procédé de laboratoire à une échelle industrielle

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / This work was to study the influence of the magnetic field on the reduction of hexavalent chromium, removal of COD and total chromium, addition of cell growth in batch (batch reactor), using a mixed culture from located in a tanning city of Franca-SP (AMCOA). The influence of static magnetic field generated by a device that produces an electric current through a conductor, producing a magnetic field around the conductor, like a magnet. This equipment produces a magnetic field pulsed square wave of constant intensity and frequency. In the first step of adjusting the mixed cultures of chromium VI obtained a promising response. Thereafter, a preliminary test was performed to analyze the behavior of the influence of the magnetic field in the reduction of chromium VI and diameter of the reactor, obtaining 71% reduction of chromium VI with a larger diameter, without the presence of magnetic field has seen a reduction of 53%, with an initial concentration of 100 mg/l of chromium and a time of 4 hours of process. In other stages of the project, performing the tests with different frequencies of the magnetic field (1,2,5 and 10 Hz) and doing an analysis related to cell death of micro-organisms, showed that for frequencies of 10 Hz, there was cell death presents some cultures, which was confirmed in a lower frequency. The results were satisfactory when used in a magnetic field frequency of 5 Hz, maximal reduction of chromium VI reducing the time about 4 hours of processing, better removal of COD and total chromium using a volume of 500 ml and concentration of 100 mg/l initial chromium. Checking the influence of different frequency magnetic field, the initial effluent volumes (300 and 1000 ml) and initial concentration of chromium VI (50, 150 and 200 mg/l). The higher the initial concentration the lower the chromium reduction of chromium VI, larger volumes and a reduction of chromium VI and removal of COD and total chromium is not as significant as the use of smaller volumes. / Neste trabalho foi realizado o estudo da influência do campo magnético sobre a redução de cromo hexavalente, remoção de cromo total e DQO, além do crescimento celular em modo descontínuo (reator batelada), utilizando-se de uma cultura mista proveniente do curtume AMCOA localizado na cidade de Franca-SP. Foi avaliada a influência de campo eletromagnético estático gerado por um equipamento que produz uma corrente elétrica, passando por um condutor, produzindo um campo magnético ao redor do condutor, como se fosse um ímã. Este equipamento produz um campo magnético pulsante com onda quadrática de intensidade e frequência constantes. Na primeira etapa de adaptação das culturas mistas ao cromo VI obteve-se uma resposta promissora. Posteriormente, foi realizado um teste preliminar para analisar o comportamento da influência do campo magnético na redução de cromo VI e diâmetro de reator, obtendo 71% de redução de cromo VI com um maior diâmetro, sem a presença de campo magnético obteve uma redução de 53%, com uma concentração inicial de 100 mg/L de cromo e com um tempo de 4 horas de processo. Nas outras etapas do projeto, realizando os testes com diferentes frequências de campo magnético (1, 2, 5 e 10 Hz) e fazendo uma análise relacionada à morte celular dos micro-organismos, mostrou-se que para frequências de 10 Hz, havia morte celular de algumas culturas presentes, o que não foi verificado em uma frequência menor. Os resultados foram satisfatórios quando se utiliza uma frequência de campo magnético de 5 Hz, com máxima redução de cromo VI reduzindo o tempo em torno de 4 horas de processo, com melhor remoção de cromo total e DQO, utilizando um volume de 500 mL e concentração de 100 mg/L de cromo inicial. Verificando a influência de diferentes frequências de campo magnético, volumes iniciais de efluente (300 e 1000 mL) e concentrações iniciais de cromo VI (50, 150 e 200 mg/L). Quanto maior a concentração inicial de cromo menor foi a redução de cromo VI, e em volumes de efluentes maiores a redução de cromo VI e remoção de cromo total e DQO não foram tão significativas quanto em se aplicar volumes menores. / Mestre em Engenharia Química