These_Biofilmgrowth_LAEGO

Golfie78

Sujets

• Buswiller
• Laboratoire de génie électrique de Paris
• D'une ombre à l'autre
• Michel II
• Fabrice Blin
• Maître de conférences (France)

Informations

• Publié par: Omke
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• Langue: English

Extrait

PROPOSITION DE THESE 1. Laboratoired’accueil EA 1145 LAEGO- INPL BP 40 54501 Vandoeuvre-lès-Nancy 2. Nomdu directeur et codirecteurs de Thèse Michel BUES, Professeur ENSG/INPL,[e-mail] Fabrice GOLFIER, Maître de Conférences ENSG/INPL,[e-mail] Constantin OLTEAN, Maître de Conférences ENSG/INPL,[e-mail] 3. Sujetproposé ETUDE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE DE LA CROISSANCE MICROBIENNE EN MILIEU POREUX L’évolution d’une phase microbienne au sein d’un milieu poreux est un processus complexe de par la prise en compte des effets de croissance (ou de mortalité) et d’étalement de la phase cellulaire. D’autres processus tels que l’arrachement d’une partie du biofilm ou l’attachement- - détachement de cellules mobiles depuis la phase fluide peuvent aussi contribuer à la variation du volume de biofilm présent. Il est bien connu à l’heure actuelle que la production microbienne peut impacter sur la porosité et la perméabilité du milieu (Baveye et al., 1998; Thullner et al., 2002), et par là même, sur le transport des composés organiques dissous en présence. L’accumulation de biofilm, en effet, conduit à une diminution de l’espace poral ce qui entraîne une diminution de la porosité et de la perméabilité du système tout en augmentant la dispersion hydrodynamique. Ce mécanisme communément appelé «bioclogging», peut fortement influencer la réussite de l’application des méthodes de bioremédiation dans des aquifères pollués (Anderson and Lovley, 1997). Une meilleure compréhension des interactions mis en jeu entre les processus de croissance de biofilm, du transport de soluté et de l’écoulement et une modélisation rigoureuse de ce processus de croissance à l’échelle macroscopique est par conséquent un enjeu essentiel à une prédiction plus fine du devenir des polluants dans les sols.  (a)(b) (c)

Figure 5 :(a) Algorithm of the biofilm growth model - (b, c) Examples of biofilm growth in a porous medium under different hydrodynamic conditions (in red are shown the soil grains, in blue the fluid domain and in green the biofilm). (b) Pe=0.01 and Da=100 ; (c) Pe = 200 and Da=0.1. Flow direction is oriented from left to right. L’objectif de cette thèse s’articulera en deux parties. Une première étape consistera à modéliser les mécanismes (croissance + arrachement, transport, écoulement) mis en jeu à l’échelle du pore en partant d’un modèle préliminaire déjà développé au laboratoire. Une

validation du modèle sera réalisée à partir d’observation expérimentale du développement d’un biofilm en milieu poreux transparent sous différentes conditions hydrodynamiques. La seconde partie du travail portera sur la mise en équation de ce problème à l’échelle macroscopique en utilisant des méthodes de changement d’échelle (méthode de prise de moyenne volumique). Cette thèse s’effectuera au sein du LAboratoire Environnement Géomécanique et Ouvrages (LAEGO, Nancy-Université – INPL,http://laego.inpl-nancy.fr/) dans l’équipe de recherche de ‘Transfert en Milieux Poreux’ et sera financée dans le cadre du projet ANR ‘MOBIOPOR’. Elle s’insère dans la continuité de deux thèses réalisées au sein du laboratoire sur cette problématique (thèse de L. Orgogozo : 2006-2009 ; thèse de T. Kone : en cours). Le candidat recherché devra avoir une formation en mécanique des fluides et un intérêt pour la modélisation. 4. Financement Thèse financée dans le cadre du Projet Blanc ANR MOBIOPOR (coll. : IMFT - LCPME) Salaire net d’environ 1400 euros/ mois 5. Publicationsrécentes de l’équipe d’encadrement Les noms en caractère gras noir (resp. rouge) indiquent les permanents de l’équipe (resp. les doctorants). 2008 ILINA T., PANFILOV M.,BUÈS M.A., PANFILOVA I. 2008,A pseudo two-phase model of colloid facilitated transport in porous media;Transport in Porous Media, 71, 3, 311-329 LUCAS Y., PANFILOV M.,BUÈS M.A. 2008, The Impact of Instability Appearance on the Quadratic Law for Flow through Porous Media,Transport in Porous Media, 71, 1 OLTEAN C., GOLFIER F.andM. BUES 2008,Experimental and numerical study of the validity of Hele- Shaw cell as analogue model for variable-density flow in homogeneous porous media, Adv. Water Resour.,31, 82-95, doi:10.1016/j.advwatres.2007.06.007. 2009 GOLFIER F., VAN DE STEENE L., SALVADOR S., MERMOUD F.,OLTEAN C.andBUES M.A. 2009, Impact of peripheral fragmentation on the steam gasification of an isolated wood charcoal particle in diffusion limited regime, Fuel,88, 1498-1503. OLTEAN C.,GOLFIER F., BUES M.A. 2009,The Permeability Contrast Influence on the Plume Propagation with Variable Physical Properties,European Journal of Environmental and Civil Engineering,13(4), 413-427 doi:10.3166/ejece.13.413-427. GOLFIER F., WOOD B., ORGOGOZO L., QUINTARD M. andBUES, M.A.2009, Biofilmsin Porous Media: Development of Macroscopic Transport Equations via Volume Averaging with Closure for Local Mass Equilibrium Conditions, Adv. Water Resour.,32(3), 463-485. WOOD B.,GOLFIER F.and QUINTARD M. 2009,Dispersive Transport in Porous Media with Biofilm: Local Mass Equilibrium in Simple Unit Cells, Int. J. Environment and Waste Management (in press) ORGOGOZO L.,GOLFIER F.,BUES M.A. 2009,of transport processes in porous media with Upscaling biofilms in equilibrium and non-equilibrium conditions,Applic. Anal.,88(10-11), 1579-1588.doi: 10.1080/00036810902913862 2010 ORGOGOZO L.,GOLFIER F.,BUES M.A., QUINTARD M. 2010,Upscaling of Transport Processes in Porous Media with Biofilms in Non-Equilibrium Conditions, Adv. Water Resour.,33, 585-600. doi:10.1016/j.advwatres.2010.03.004. ORGOGOZO L.,GOLFIER F.,BUES M.A. 2010,Modèles de transport d’espèces chimiques en solution dans des conduites colonisées par un biofilm: perspective d’applications en système d’eau potable, Europ. J. Water Qual., (in press).