Flow-safe disposable CPAP efficiency in cardiogenic pulmonary oedema (original) (raw)

2020, The American Journal of Emergency Medicine

La digestion anaérobie permet la conversion et la valorisation de la matière organique, à l'aide de microorganismes, en énergie sous forme de biogaz, composé de méthane et de dioxyde de carbone, et en un digestat qui peut être utilisé comme amendement organique ou engrais pour les sols. La digestion anaérobie est un procédé complexe, faisant intervenir de nombreuses réactions biologiques sous l'action d'une communauté microbienne complexe. Ces réactions biologiques peuvent être simplifiées en 4 étapes biologiques principales : (1) l'hydrolyse, où la matière organique est hydrolysée en monomères et oligomères solubles, grâce à des enzymes extracellulaires, (2) l'acidogenèse où les acides aminés, les sucres et les acides gras obtenus durant l'hydrolyse sont transformés en acides gras volatils (AGVs) comme l'acétate, en acides organiques et alcools, (3) l'acétogenèse où les AGVs (sauf l'acétate) sont transformés en acétate, en dioxyde de carbone et en hydrogène et (4) la méthanisation où l'acétate, l'hydrogène et le dioxyde de carbone sont transformés en méthane et en dioxyde de carbone. La digestion anaérobie par voie sèche correspond à une teneur en matière sèche de plus de 15%. Ce procédé est à la fois avantageux (diminution de la quantité d'eau et d'énergie nécessaires…) mais avec des inconvénients (hétérogénéité plus importante du milieu et inhibition au-delà de 30% de matière sèche). Cette inhibition serait due à la baisse du transfert interfacial gaz-liquide, ce qui provoquerait une accumulation locale de gaz dissous pouvant être inhibiteurs. L'objectif de cette thèse est donc d'étudier le rôle des gaz dissous dans la digestion anaérobie par voie sèche à l'échelle microscopique et mésoscopique. Une première étude a porté sur les effets des gaz dissous (hydrogène et dioxyde de carbone) à l'échelle locale lors de la digestion anaérobie par voie sèche, sans les effets du transfert de matière (transport diffusif et transfert interfacial gaz-liquide) qui pourraient être limitants. Une deuxième étude a porté sur les effets des gaz dissous à l'échelle mésoscopique lors de la digestion anaérobie par voie sèche, en prenant en compte les effets du transfert de matière. Ainsi, la diminution du transfert interfacial gaz-liquide et l'influence du transport diffusif ont été étudiées ainsi que les effets des accumulations de gaz dissous lors d'une baisse du transfert interfacial gaz-liquide au sein du milieu. Ainsi, à l'échelle microscopique, les expériences ont été réalisées avec un milieu en couche mince afin de tester les effets inhibiteurs des gaz dissous en limitant l'impact du transport diffusif et du transfert interfacial gaz-liquide. Cette étude a permis d'étudier l'impact de l'hydrogène et du dioxyde de carbone sur la digestion anaérobie par voie sèche à l'échelle microscopique. Ainsi, l'hydrogène est un inhibiteur de l'hydrolyse pour la digestion anaérobie par voie sèche à partir de 780 mbars. De plus, le dioxyde de carbone seul accélère la production de méthane sans avoir d'effet sur les autres réactions. L'inhibition de l'hydrolyse par l'hydrogène n'a pas lieu en présence de dioxyde de carbone et est réversible lorsque le dioxyde de carbone est ajouté, avec cependant des effets rémanents inhibiteurs sur la dégradation de l'acétate et la méthanogenèse. A l'échelle mésoscopique, lorsque le transfert interfacial gaz-liquide est limitant et le transport diffusif présent, l'hydrolyse est inhibée, due à la présence d'hydrogène dissous sous forme de gradient de concentration dans le milieu, visible par un gradient de concentrations de métabolites. De plus, l'ajout de dioxyde de carbone lorsque le transfert interfacial gaz-liquide est limitant augmente la concentration en AGVs et baisse le pH, ce qui inhibe la production de méthane. Ainsi, le dioxyde de carbone serait responsable de l'inhibition de la digestion anaérobie lorsque le transfert interfacial gaz-liquide est limitant pour une teneur en matière sèche importante. L'hydrogène et le dioxyde de carbone jouent donc des rôles importants dans le déroulement de la digestion anaérobie par voie sèche, pour des teneurs en matière sèche élevées. MOTS-CLES Digestion anaérobie par voie sèche, transfert de matière, inhibition par l'hydrogène, dioxyde de carbone E.A. Cazier LBE-INRA EXTENTED ABSTRACT: IMPACT OF DISSOLVED GAS ON DRY ANAEROBIC DIGESTION OF LIGNOCELLULOSIC RESIDUES Anaerobic digestion is a way of converting organic matter using microorganisms, into energy as biogas, consisting of CH4 and CO2 and a digestate that can be used as an amendment and fertilizer for soils. Anaerobic digestion is a complex process involving many biological reactions produced by complex microbial communities. The biological reactions can be simplified into 4 main biological steps: (1) hydrolysis, wherein the organic material is hydrolyzed into soluble monomers and oligomers with extracellular enzymes, (2) acidogenesis where the amino acids, sugars and fatty acids obtained during the hydrolysis are converted into volatile fatty acids (VFAs) such as acetate, organic acids and alcohols, (3) acetogenesis where VFAs (except acetate) are converted into acetate, CO2 and H2 and (4) methanization when acetate, H2 and CO2 are converted into CH4 and CO2. Dry anaerobic digestion is defined by a total solid content over 15%. This process is both advantageous (decrease of the need of water and energy) and disadvantageous (higher heterogeneity of the medium and inhibition beyond 30% of total solids). This inhibition is due to the decrease of the gas-liquid transfer, which will increase local concentrations of dissolved gases and may inhibit the anaerobic digestion.