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Marty, Aurélie. Formation de panaches bactériens lors de la filtration à travers des microsystèmes

Marty, Aurélie (2012) Formation de panaches bactériens lors de la filtration à travers des microsystèmes.

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Résumé en francais

Le fonctionnement de procédés de filtration utilisés lors de la production d'eau potable, peut être altéré par une présence non contrôlée de bactéries. L'adhésion bactérienne et la formation de biofilm sont des phénomènes complexes qui sont influencés par des paramètres hydrodynamiques, physicochimiques ou microbiologiques. L'objectif de cette thèse est de progresser dans la compréhension du transfert bactérien lors de l'écoulement dans un milieu poreux. Des microsystèmes en PolyDiMethylSiloxane à géométries contrôlées mimant des systèmes de filtration ont été développés pour suivre par microscopie optique la dynamique d'adhésion bactérienne. Les résultats expérimentaux, en conditions non nutritives, montrent qu'Escherichia coli ainsi que d'autres bactéries de type Gram -ou de type Gram +, forment des panaches en aval des microcanaux ; ce phénomène est exacerbé par la tortuosité du milieu poreux. En parallèle, une étude numérique des écoulements a mis en évidence un lien entre la présence d'écoulements secondaires perpendiculaires à l'entrée et à la sortie des microcanaux et la formation de panaches. A partir des résultats numériques et expérimentaux, un scénario pour la formation de panaches a été élaboré : i) Transport des bactéries vers les parois facilité par les écoulements secondaires ; ii) Formation de filaments entraînés vers le centre de l'écoulement par les écoulements secondaires en sortie de canal ; iii) Capture des bactéries par les filaments (effet filet de pêche) et formation de panaches. La connaissance de ces phénomènes pourra permettre de mieux contrôler le risque de développement bactérien dans les procédés de filtration ou dans des réseaux d'eaux.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Bacchin, Patrice
Roques, Christine
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire de Génie Chimique (LGC), UMR 5503
Mots-clés libres :Filtration - Transfert - Accumulation - Microfluidique - Milieux poreux - Panaches bactériens - Ecoulements secondaires
Sujets :Sciences de l'ingénieur
Déposé le :16 Jul 2012 09:53