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Contexte et enjeux

Depuis quelques années, la digestion anaérobie a montré un intérêt autre que celui de la production d’énergie via le méthane. En effet, le digestat issu de ce procédé entre dans la thématique de bioraffinerie environnementale et de bioéconomie circulaire avec le retour sur les sols agricoles de ce dernier comme fertilisant organique. L’épandage direct du digestat, surtout issu des résidus agricoles, est couramment effectué et considéré non seulement comme engrais nécessaire à la croissance des cultures afin de diminuer les coûts générés par les engrais minéraux mais  également comme amendement organique (Expertise scientifique collective INRA-CNRS-IRSTEA, 2014). Néanmoins, l’effet de la digestion anaérobie sur la qualité du carbone organique et de la matière organique (MO) résiduelle n’a été que très peu étudié tout comme son impact sur la fertilité d’un sol agricole par rapport à un résidu organique non méthanisé.  En effet, lors de la méthanisation de résidus organiques, il existe 2 types de MO dites récalcitrantes à la biodégradation que l’on va retrouver dans les digestats: la MO récalcitrante exogène provenant des intrants de la méthanisation et la MO récalcitrante endogène produite au sein du méthaniseur via le métabolisme biologique des bactéries. Selon la nature et la qualité des intrants, la variabilité en termes de quantité et qualité de ces 2 compartiments est inconnue, tout comme leur devenir après retour au sol. C’est pourquoi, cette proposition de thèse vise à (i) caractériser les processus impliqués dans la transformation de la MO pendant la digestion anaérobie de divers résidus organiques représentatifs des grandes familles biochimiques et la variabilité de la complexité de la MO sortante afin de (ii) déterminer les leviers d’actions permettant par la suite de (iii) mieux contrôler et piloter la qualité de la MO des digestats et de (iv) évaluer le rôle des différents types de carbone générés sur la fertilité des sols (biologique, chimique et physique). Ceci permettra par la suite d’apporter des éléments afin de contrôler le procédé de digestion anaérobie en fonction des contraintes imposées par les systèmes de culture tout en gardant une production de méthane rentable (gestion de compromis) selon une stratégie de « reverse engineering ».

Mots-clé

caractérisation, méthanisation, modélisation, matière organique, sol

Compétences recherchées

Master 2 ou diplôme d’ingénieur dans le domaine des Sciences des Procédés ou Agronomie

Cadre de la thèse

36 mois (octobre 2020 – septembre 2023)

Structure d'accueil

LBE, Narbonne, France

Contacts

Envoyer CV et lettre de motivation à Julie JIMENEZ (julie.jimenez (arobase) inrae.fr) et Dominique PATUREAU (dominique.patureau (arobase) inrae.fr)