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International audience; In the dataset presented in this article, 36 sludge samples were characterized. Rheological parameters were determined and near infrared spectroscopy measurements were realized. In order to assess the potential of near infrared spectroscopy to predict rheological parameters of sludge, Partial Least Square algorithm was used to build calibration models.

La présente invention se rapporte à un dispositif et à un procédé pour le traitement de boue avec un additif pulvérulent, au sein d'une extrudeuse bivis corotatives présentant un rapport longueur/diamètre inférieur à 20 et comprenant un moyen d'asservissement permettant de réguler le débit d'alimentation en additif pulvérulent en fonction du débit d'alimentation en boue.

La gestion durable des effluents organiques et plus particulièrement des boues résiduaires est l'un des grands enjeux du 21ème siècle. Si toutes les eaux usées produites par la population urbaine mondiale étaient traitées, ce qui est l’objectif ultime de l’OMS, 83 millions de tonnes de matières sèches seraient produites annuellement à l’horizon 2017. Pour réduire les coûts du traitement et de la valorisation des boues qui représentent la moitié de la facture de l’assainissement collectif, l’optimisation des procédés est nécessaire. Les ingénieurs ont donc besoin d’outils permettant d’adapter le fonctionnement des technologies de traitement aux caractéristiques des matériaux. Concrètement, les technologues ont besoin de connaître ou d’estimer le comportement en écoulement des boues, c’est-à-dire leurs propriétés rhéologiques, à chaque étape du traitement. Celles-ci ne pouvant être déterminées en continu, l’objectif de cette thèse est de démontrer la faisabilité d’utilisation des propriétés électriques des boues pour prédire les écoulements. Au cours de ce travail de thèse, les comportements rhéologique et électrique d’une boue type ont été établis : ainsi les propriétés d’écoulement d’une boue résiduaire peuvent être décrites par un modèle d’Herschel-Bulkley modifié (de façon à prendre en compte les cisaillements très élevés) tandis que sa signature électrique pourra être représentée par un circuit équivalent de Maxwell. L’impact de paramètres majeurs comme la température et la teneur en matières sèches sur les propriétés rhéologiques et électriques des boues et sur leur corrélation a été étudié. Les résultats obtenus nous ont également permis de montrer comment la structure du matériau est liée à ces caractéristiques. Enfin, des outils spécifiques ont été mis au point, pour la mesure simultanée des propriétés électriques et rhéologiques des fluides organiques complexes. L’ensemble des résultats obtenus ouvre de nombreuses perspectives, opérationnelles et fondamentales.

National audience; néant; néant

National audience; In the current economical and environmental context, biosolids management is of major concern. Specific attention is particularly paid to rheological measurements which are presented as of special interest for mixing, chemical conditioning or dewatering [1]. However, sewage sludge is often seen as a complex mixture and its rheological behaviour is considered to be highly dependent on the implemented treatments [2-3] and on its composition [4]. Thus, engineers need reliable data to model their process and research is focusing on parameters to evaluate physical consistency and rheological characteristics. On a practical point of view, because sewage sludge can be regarded as soft matter, improving knowledge on water/solid matter interactions is one of the clues to improve sludge rheology. In that purpose, this work focuses on the characterization of the water/solid matter interactions, based on water activity determination. These results are then related to sludge rheological properties, in order to check whether water activity can be representative of the evolution of sludge structure. Water activity is determined thanks to relative humidity measurements whereas oscillatory tests are performed to define sludge rheological behaviour. The impact of flocculation, solid content and ageing time on water activity and rheological parameters is studied. In accordance with the literature, in the range of considered solid contents, sewage sludge shows viscoelastic behaviour and the impact of flocculation is clearly highlighted. For raw sludge, both elastic and viscous moduli increase with the solid content whereas water activity decreases: the link between rheological characteristics can be modelled with two linear relationships, underlying a change between diluted and concentrated pastes. Similar tendencies are obtained with flocculated sludge. Polymer addition basically increases the values of elastic and viscous moduli and tends to slightly increase water activity values (for a given solid content), indicating water is becoming more accessible. The evolution of water activity and rheological properties with the ageing time is also shown, indicating that the change of sludge composition impacts water mobility.

Les travaux concernant la caractérisation physique des digestats bruts ont abordé trois aspects : (i) une analyse rhéologique des digestats se focalisant sur leurs propriétés de structure et d’écoulement ainsi que sur leurs points communs et spécificités, (ii) une analyse à dires d’experts de leur aptitude à l’épandage et (iii) l’étude de leur déshydratabilité (aptitude à la séparation de phase) via des mesures de cinétique de déshydratation en cellule de filtration compression et de siccité limite, tout en portant une attention particulière à l’étape de floculation. Du point de vue rhéologique, les digestats considérés dans le projet peuvent tous être définis comme des fluides non-Newtoniens, certains avec un seuil d’écoulement (c'est-à-dire qu’ils présentent des caractéristiques solides aux faibles contraintes et des caractéristiques liquides aux contraintes les plus élevées), d’autres sans seuil (ils ne présentent que des caractéristiques liquides, quelle que soit la contrainte appliquée). L’existence ou non du seuil de contrainte est liée à la fois à la concentration et à la composition des matières sèches : les deux paramètres clés permettant de distinguer le comportement rhéologique des digestats sont la concentration en matières sèches (MS) et le rapport MO/MS (où MO indique la teneur en matière organique). Ainsi, deux digestats de même MS et MO/MS ont le même comportement rhéologique. En termes d’épandabilité, les digestats les plus fluides (sans seuil de contrainte) peuvent, à dires d’expert, être épandus avec une tonne à lisier équipée de pendillards. Les autres digestats, à l’état brut, seront plus difficiles à épandre et une séparation de phase est préconisée. Concernant la déshydratation mécanique, une étape de floculation s’est avérée nécessaire en amont de la séparation de phase pour que des essais de laboratoires soient faisables : en effet, les digestats sont très chargés en matières colloïdales et la déshydratation en système de filtration sur toile ne donne des rendements exploitables que si un conditionnement chimique est utilisé pour favoriser la séparation eau/matières solides. Les résultats montrent également que la dose de polymère nécessaire pour une floculation optimale (si elle est réalisable) est 2 à 3 fois plus élevée que celle que l’on peut observer classiquement sur les boues résiduaires, ce qui est notamment dû à la forte salinité des digestats. On notera que les performances en déshydratation des digestats sont très variables selon la filière de digestion et les substrats digérés. Néanmoins, un lien a pu être établi entre la siccité limite des digestats et le ratio MO/MS des digestats considérés.

International audience; Dewatering properties of various digestates were investigated with filtration-compression tests. Results show an important variability of the cake siccity, optimal polymer dose and filtrate concentrations. These observed differences can be correlated to analytic paramaters, without considering the origin of the digestates.

National audience; Avec la mise en place du protocole de Kyoto et du Grenelle de l'Environnement, la France s'est engagée envers le développement des énergies renouvelables. La méthanisation est un procédé s'inscrivant dans ces objectifs et par lequel des bactéries anaérobies utilisent la matière organique des déchets afin de la transformer en gaz constitué de méthane (CH4), de dioxyde de carbone (CO2) et d'eau (H2O) : le biogaz. En 2009, la production d'électricité par le biogaz représentait seulement 0,93% de la part de la production électrique d'origine renouvelable en France. Un état des lieux et un état de l'art de la méthanisation des boues sur les stations de traitement des eaux usées de plus de 30 000 EH a été réalisé. Ceux-ci ont été menés à partir d'analyses bibliographiques et d'enquêtes de terrain auprès des stations concernées. Ainsi, en France 68 installations de méthanisation des boues issues du traitement des eaux usées sont répertoriées. La principale technologie employée correspond à un réacteur brassé dans lequel des boues, chauffées à 37°C, sont introduites. Le biogaz produit est majoritairement valorisé afin de chauffer ces boues. La valorisation électrique reste relativement faible, et ce surtout sur les anciennes installations. La digestion anaérobie des boues est une technologie en général bien perçue par les exploitants des stations de traitement des eaux usées et qui tend à se développer depuis quelques années, et ce principalement pour ses capacités de réduction des quantités de boues et d'élimination des odeurs. Les technologies de méthanisation des boues recensées en France restent relativement basiques. Elles pourraient être améliorées par modification de la chaîne de digestion, par mise en place de prétraitement des boues, ou par co-digestion. De part la quantité de boues potentiellement méthanisables, la France pourraient augmenter sa production d'énergie valorisable par le biogaz. Cependant ce procédé est encore perfectible sur de nombreuses installations, et ce notamment à cause de la quantité de biogaz brulé en torchère.

Note de veille sur la recherche, l'expertise et l'écoévaluation pour l'élaboration d'épandeurs à fumier innovants.

Lors de l'utilisation des machines agricoles, il est nécessaire de réaliser des économies de carburant, non seulement afin de limiter la demande d'énergie, de plus en plus coûteuse pour les exploitations, mais aussi pour diminuer la production de gaz à effet de serre émanant du secteur agricole. En pratique, des tests au banc d'essais sont menés sur les tracteurs de façon à garantir la puissance délivrée par les moteurs et à contrôler si leurs émissions polluantes sont conformes à la réglementation européenne en vigueur. En parallèle, les expérimentations de terrain permettent également de se documenter sur l'usage réel des tracteurs et sur les émissions effectives lors des opérations agricoles. Par contre, le coût de ces campagnes de mesures est tel que le nombre d'engins testés est faible, ce qui limite la comparaison entre différents matériels.Cet article porte donc sur la mise au point d'un outil de simulation pour marier mesures de terrain et résultats du banc d'essais au sein d'une même base de données. Pour ce faire, les bilans de forces et d'énergie sont établis pour un système mécanique allant de la demande de l'opérateur aux caractéristiques du moteur. Les résultats numériques sont alors utilisés pour estimer la pollution et la consommation de carburant correspondant à différents types de travaux. / Fuel saving in agricultural machinery is needed for both limiting the more and more costly energy demand in agricultural farms and reducing the greenhouse gases emissions of the agriculture sector. Bench tests are conducted on the manufactured machinery to guarantee the delivered power of the engine and control their pollutant emissions in the European regulation frame. Moreover, field experiments are a useful way to document the real use of tractors and effective emissions during agricultural operations. But the cost of such a campaign limits to a very thin part of the in-used tractor and is prohibitive for materiel comparison. In this paper, a simulation tool is proposed to link field measurements and bench results in a same database. Force and energy balances are computed through the mechanical system starting from the operator demand to the engine characteristics. Numerical results are used to assess pollution and consumption for different field operations. The general driving scenario used in this approach allows a full comparison of the results for different kinds of tractors. The computed greenhouse gas emissions may be used as an environmental indicator of the vehicle performances. However, this index can't be directly applied to compare the studied tractors that are in reality used for different agricultural practices. Further work is then needed to elaborate some scaling factors to compare tractors in the full range of power size and use.

International audience; The impact of pasty materials rheological behaviour on spatial distribution parameters obtained with centrifugal spreader, i.e. spinning disc system, was studied. Kaolin suspensions were used. To model their rheological properties, a Herschel-Bulkley equation was used, which is consistent with the literature. Experiments were performed with a specific spreading device (a vane with no disc) and with the CEMOB, a bench dedicated to the analysis of organic fertilisers spreading. Results showed that radial distribution of the 3D spread patterns is clearly dependent on size and density of the particles, both of them being related to the material consistency. Angular distribution also tends to follow similar tendencies. This study presents a new approach to analyse organic spreading and opens the way to more developments.

Procédé de post-traitement de boue, comprenant une étape de chaulage de la boue, caractérisé par le fait que ladite étape de chaulage comprend le fait de mélanger la boue avec de la chaux vive dans un fourreau à double vis corotatives.