Soutenance de thèse - Jihane SAAD

Soutenance de thèse - Jihane SAADJihane SAAD, en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences pour l'Ingénieur, spécialité « Génie des Procédés et Bio Procédés », présentera ses travaux intitulés : "Réduction du risque sanitaire en méthanisation agricole : impact des traitements thermiques et électriques pulsés sur les bactéries sporulantes ou non", le 21 novembre à Pontivy.

Date 21/11

Résumé

Réduction du risque sanitaire en méthanisation agricole : impact des traitements thermiques et électriques pulsés sur les bactéries sporulantes ou non.

La méthanisation agricole est soumise aux règlements (CE) 1069/2009 et (UE) 142/2011 qui imposent un traitement thermique à 70 °C pendant 1 h (TT) avant la digestion anaérobie (DA) des sous-produits animaux. Ce TT représente un défi technico-économique. Ce projet de thèse vise à évaluer l’impact de la DA et des traitements d’hygiénisation sur différents modèles bactériens (les entérocoques notamment Enterococcus faecalis et Enterococcus faecium et les clostridies via l’étude de Clostridioides difficile et de Clostridium novyi comme modèle non toxique de Clostridium botulinum du groupe III).

En conditions in vitro, les entérocoques sont inactivés par TT et par champs électriques pulsés (réduction de 5 log₁₀, < 3 ms, à 25 kV·cm^-1). Au contraire, les spores de clostridies, notamment C. novyi, nécessitent des températures beaucoup plus élevées (> 100 °C) pour être inactivées.

À l’échelle pilote, la DA thermophile permet d’obtenir un abattement plus important des entérocoques que la DA mésophile (3,5 log₁₀ et 1,8 log₁₀ respectivement). L’application d’un TT en amont de la DA ne permet pas d’éliminer les entérocoques dans le digestat.

Pour C. difficile, la DA (mésophile ou thermophile) et le stockage 4 mois post-DA, n’entrainent pas d’abattement significatif.

Pour C. novyi, seul le TT après DA mésophile permet une réduction faible mais significative (< 1 log₁₀). Le stockage post-DA durant 4 mois entraine une réduction de C. novyi (de 0,7 à 1,6 log₁₀), suggérant que cette étape de stockage pourrait constituer une piste à explorer pour la gestion des effluents contaminés.

En conclusion, cette étude montre que la DA et le TT ne permettent pas l’élimination de C. difficile et C. novyi.

Mots clefs : Digestion anaérobie, champs électriques pulsés, traitement thermique, C. difficile, C. novyi, entérocoques

Abstract

Reducing health risks in agricultural methanization: impact of thermal and pulsed electric fields treatments on spore-forming and non-spore-forming bacteria.

Agricultural anaerobic digestion (AD) is subject to regulations (EC) 1069/2009 and (EU) 142/2011, which require heat treatment at 70 °C for 1 hour (HT) prior to AD of animal by-products. This HT presents a technical and economic challenge. This thesis project aims to evaluate the impact of AD and sanitation treatments on different bacterial models (enterococci, notably Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium, and clostridia, via the study of Clostridioides difficile and Clostridium novyi as a non-toxic model of Clostridium botulinum group III).

Under in vitro conditions, enterococci are inactivated by HT and pulsed electric fields (5 log₁₀ reduction, < 3 ms, at 25 kV·cm^-1). In contrast, clostridial spores, particularly C. novyi, require much higher temperatures (> 100 °C) to be inactivated.

On a pilot scale, thermophilic AD achieves a greater reduction in enterococci than mesophilic AD (3.5 log₁₀ and 1.8 log₁₀ respectively). The application of a HT upstream of the AD does not eliminate enterococci in the digestate.

For C. difficile, AD (mesophilic or thermophilic) and storage for 4 months post-AD do not result in significant reduction.

For C. novyi, only HT after mesophilic AD allows for a small but significant reduction (< 1 log₁₀). Post-AD storage for 4 months results in a reduction of C. novyi (from 0.7 to 1.6 log₁₀), suggesting that this storage stage could be an avenue to explore for the management of contaminated effluents.

In conclusion, this study shows that AD and HT do not eliminate C. difficile and C. novyi.

Key words: Anaerobic digestion, pulsed electric fields, heat treatment, C. difficile, C. novyi, enterococci

Membres du jury

• Pr Sylvie NAZARET, rappporteur, Directrice de Recherche, Université Lyon 1, Laboratoire d'Écologie Microbiennne UMR CNRS 5557
• Pr Christophe DAGOT, rapporteur, Professeur des Universités, Université de Limoge, INSERM UMR 1092, ENSIL-ENSCI
• Pr Jean-Louis LANOISELLÉ, directeur de thèse (†) Professeur des Universités, IRDL CNRS UMR 6027
• Dr Thomas LENDORMI, encadrant de thèse, Maître de Conférences, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Dr Caroline LE MARÉCHAL, encadrante de thèse, Chargée de Projet de Recherche, ANSES, Unité HQPAP
• Pr Patrick DABERT, examinateur, Directeur de Recherche, INRAE, Unité de Recherche OPALE
• Dr Xiaojun LIU, examinateur, Maître de Conférences, Université de Technologie de Compiègne, TIM UR 4297

Les travaux ont été dirigés par Jean-Louis Lanoisellé, Thomas Lendormi et Caroline Le Maréchal

École doctorale SPI.bzh N°647

Informations pratiques

Vendredi 21 novembre à 9h30

Amphithéâtre Bâtiment B

IUT de Lorient-Pontivy

Pontivy

Crédit photographique : ©Université Bretagne Sud. Service Communication