Mécanismes d’interactions entre la matière organique et minérale (phosphates) lors de la valorisation par liquéfaction hydrothermale : application aux digestats de méthanisation

Le projet D2LIFE (financé par l’ANR, AAPG 2021) vise à comprendre les interactions entre les matières organique et minérale (phosphates) lors de la valorisation des biomasses résiduaires (e.g. boues organiques, digestats, lisiers, agro-déchets) par liquéfaction hydrothermale. Cette connaissance permettra de contribuer au développement d’un procédé hydrothermal qui intègre la récupération du phosphore (P) à la production de bio-carburant, étudiée par ailleurs, en concentrant le P dans une phase solide principalement composée de phosphates de calcium (Ca) qui seront valorisés comme engrais.

Dans le cadre du projet D2LIFE, cette thèse de doctorat vise à identifier et décrire l’effet des paramètres opératoires du procédé hydrothermal (température, pression, temps de réaction et ajout de réactifs) sur les voies et sur les cinétiques de conversion du P contenu dans la biomasse et sur la répartition du P parmi les phases aqueuse, huileuse et solide issues de la liquéfaction. L’approche méthodologique portera sur des expériences de liquéfaction hydrothermale conduites à hautes pressions et températures en réacteur discontinu sur substrat réel (digestats de méthanisation), et suivies par la modélisation des résultats. Les phases aqueuse, huileuse et solide issues du réacteur seront séparées et caractérisées pour quantifier les principales formes de P organique et inorganique. Les résultats permettront d’identifier et de décrire l’effet des paramètres opératoires du procédé hydrothermal sur les voies de conversion et sur les mécanismes de répartition du P parmi les phases issues de la liquéfaction, et de développer finalement un modèle de conversion du P contenu dans les digestats.