Thèse de doctorat - CDD 36 mois – Poste à pourvoir au 1er

Thèse de doctorat - CDD 36 mois – Poste à pourvoir au 1er octobre 2013
Expérience requise : titulaire d’un diplôme de M2R et/ou d’ingénieur.
Localisation : France / Toulouse. INP-UPS-INSA
Titre : Impact BIochimique des effluents agricoles et agroindustriels sur les structures
/ouvrages en BEtOn dans la filière de valorisation par Méthanisation (ou codigestion
anaérobie) – BIBENdOM
Contexte: La méthanisation est un processus naturel biologique de dégradation de la
matière organique en absence d’oxygène. Ce processus peut être mis en œuvre
intentionnellement, au sein d’un digesteur à partir de déchets organiques pour conduire à
une production de gaz (biogaz) valorisable énergétiquement (électricité et chaleur).
Dans les unités de méthanisation, les ouvrages en béton subissent des attaque chimiques et
biologiques sévères et ce, à toutes les étapes de la méthanisation. Les attaques sur les bétons
sont liées (i) à la composante acide des effluents et/ou des déchets (AGV), (ii) au CO2 produit
par les microorganismes et (iii) aux bactéries elles-mêmes et à leur capacité à former des
biofilms en surface. Combinées à des actions mécaniques (circulation des engins dans les
ouvrages, nettoyage), ces phénomènes aboutissent à la perte d’alcalinité, la chute des
résistances mécaniques, l’érosion progressive et la perte d’étanchéité du béton.
Les conséquences de ces altérations des structures en béton sont économiques (liées (i) à la
baisse du rendement du processus de méthanisation (défauts d’étanchéité) et (ii) au coût de
réparation des structures et au coût d’interruption de la production) et environnementales
(fuites d’effluents polluants vers l’environnement).
Le développement pérenne de la filière méthanisation, dans un contexte actuel de très forte
expansion, nécessite tout d’abord de mieux comprendre ces phénomènes d’altération des
bétons par les composantes biologiques et chimiques des effluents agricoles et industriels,
pour pouvoir ensuite lutter efficacement contre le vieillissement prématuré des installations.
Néanmoins, les milieux et/ou déchets agricoles et agroindustriels sont complexes et mal
caractérisés, l’action de la composante bactérienne sur les mécanismes d’altération des bétons
est mal connue et les phénomènes d’adhésion microbienne sur les surfaces de béton ne sont
que peu abordés dans la littérature.
Objectifs généraux de la thèse : Il s’agira au cours des travaux de thèse de :
- Caractériser l’évolution des déchets en termes de compositions chimiques, de pH et
d’activité biochimique au cours des différentes étapes de la méthanisation pour y
déceler les étapes clefs conduisant aux conditions les plus agressives pour les bétons.
- Etudier les mécanismes de formation des biofilms sur la peau des bétons et
comprendre l’influence des paramètres environnementaux (relatifs aux déchets) et
physico-chimiques (relatifs à la matrice cimentaire) influant cette formation.
- Analyser les mécanismes et les cinétiques de l’altération biologique et chimique des
bétons dans diverses configurations (stockage, traitement, jus de fermentation…) et

notamment de discriminer le rôle joué par les micro-organismes de celui joué par les
produits du métabolisme microbien (CO2, AGV…)… et pour cela :
- Développer un dispositif expérimental (pilote) permettant l’analyse des interactions
microorganismes-matrice cimentaire-matière organique
Profil du candidat :
Conditions requises : Titulaires d’un Master 2 Recherche (voire Professionnel) ou d’un
diplôme d’ingénieur
Le sujet de thèse proposé est pluridisciplinaire, c’est-à-dire qu’il nécessite l’intégration de
plusieurs champs disciplinaires pour être appréhendé. De manière non exhaustive, les
notions indispensables pour aborder un tel sujet ont trait à la microbiologie, les procédés, la
science des matériaux, la physico-chimie ou encore la chimie analytique.
Deux types de profils pourront donc convenir :
1) Le candidat aura une formation initiale en microbiologie appliquée et/ou bioprocédés
avec une expérience sur les biomasses adhérées (biofilms, flocs…)
2) Le candidat aura une formation initiale en science des matériaux et/ou génie civil
(physico-chimie des matériaux cimentaires) et un attrait prononcé pour le vivant
et/ou la microbiologie.
Dans tous les cas, le candidat, curieux, devra avoir un fort attrait pour la multidisciplinarité
et la recherche expérimentale. Un attrait pour la modélisation serait un plus mais n’est pas
indispensable. Ouverture d’esprit, rigueur, esprit de synthèse sont d’autres qualités
recherchées.
La motivation du candidat fera, sans aucun doute, la différence.
Salaire : 1400 Euros net environ (1730 Euros bruts)
Possibilité de postuler pour un monitorat.
Laboratoires d’accueil : Cette offre de thèse est lauréate de l’appel d’offre PRES de Toulouse
/ région Midi-Pyrénées qui récompense des recherches collaboratives inter-laboratoires de la
région Midi-Pyrénées. Dans ce cadre, les travaux de thèse seront réalisés en étroite
collaboration entre deux laboratoires de l’Université de Toulouse :
 Laboratoire de Génie Chimique - Département BIOSYM http://lgc.inp-toulouse.fr/
(Site de Labège : Campus INP-ENSIACET) 4 allée Emile Monso 31030 Toulouse
 Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions INSA-UPS (Campus INSA),
135 avenue de Rangueil 31077 Toulouse Cedex 4 http://www-lmdc.insa-toulouse.fr/
Contacts : Les dossiers de candidature (CV + lettre de motivation, relevés de notes) doivent
être envoyées, au plus tôt et avant le 25 mai, conjointement à :
Benjamin Erable (CR CRNS) : Benjamin.Erabl[email protected] Tél/ 05 34 32 36 23
Alexandra Bertron (MCF) : Alexandra.Bertro[email protected] Tél/ 05 61 55 99 31