Apport de la modélisation numérique dans la caractérisation et l'amélioration de réacteurs de biolixiviation

Overview & Synopsis

Aujourd'hui, un intérêt particulier est porté à la biolixiviation en raison de la demande croissante en métaux. Elle consiste en l'utilisation de micro-organismes dans une solution acide pour récupérer les métaux, et représente une alternative là où les procédés usuels ne sont pas viables économiquement. La biolixiviation en bassin agité et aéré a récemment été identifiée comme un procédé innovant, basé sur un compromis entre coût et vitesses de réactions. Néanmoins, l'utilisation d'un agitateur flottant implique des mouvements de fluides et des transferts de chaleur spécifiques, dépendant de la conception et des conditions opératoires. La caractérisation de ces transferts de matière et d'énergie, et leur impact sur la capacité des micro-organismes à croître et extraire les métaux doivent être mieux compris, afin d'améliorer le procédé dans son ensemble. D'un côté, la mécanique des fluides numériques (CFD) permet de construire des modèles fournissant une description précise des phénomènes physiques liés à ces mouvements. D'un autre côté, un bilan de chaleur global permet de mieux appréhender les phénomènes dominant les flux de chaleur, et de prédire la température d'équilibre dans le bassin. Ces travaux de recherche portent sur la construction et le couplage de ces deux modèles dans un domaine où la modélisation est encore peu présente, dû à la complexité du mélange (liquide, solide, gaz) et des phénomènes physiques mis en jeu (locaux et couplés). Ce développement est réalisé en vue d'une conjecture avec la "réponse" de la composante biologique.