Fatma BENSALAH a soutenu sa thèse le 12/07/2023.
Lieu : Université de GABES, V432+8QR, Av. Omar Ibn El Khattab, Zrig Eddakhlania, Tunisie
Jury :
Rapporteurs :
M. Abdelhedi AYDI, Professeur à la F.S de Sfax
Mme. Chantal Gondran Professeur à l’Université de Grenoble Alpes
Examinateurs :
Mme. Virgine Monnier Villaume Maitre de conférences (HDR) à L’Ecole Centrale de Lyon
M. Mustapha Najjari, Professeur à la F.S de Gabés
Invités :
M. Naoufel Haddour Maitre de conférences à l’Ecole Centrale de Lyon
Encadrement :
M. Kamel Khirouni Professeur à la F.S de Gabés, directeur de thèse
François Buret Professeur émérite à l’Ecole centrale de Lyon, directeur de thèse
Résumé :
Les Piles à Combustible Microbiennes (PCMs) permettent de convertir directement en électricité une partie de l’énergie contenue dans des substrats biodégradables et ce, grâce à la formation d’un biofilm électroactifs à la surface de leur anode. Solutions de grappillage énergétique d’avenir, ces systèmes bioélectrochimiques pourraient ainsi, à titre d’exemple, servir à l’alimentation autonome de capteurs en zone isolée ou être plus généralement implantés au sein de stations d’épuration. Néanmoins, après maintenant une vingtaine d’années de développement, les performances des PCMs ont tendance à stagner. La solution fréquemment retenue pour améliorer leurs résultats est de développer de nouveaux matériaux d’anode en optimisant leur structure ou leur surface mais très souvent en négligeant les critères de longévité, de prix et de transposabilité à une échelle industrielle, essentiels pour cette application. L’objectif de cette étude est de proposer des anodes performantes, avec un procédé de fabrication simple, bon marché et stables dans le temps. Constituées de cuivre en feuille flexible revêtue par un composite conducteur, les anodes que nous développons ont été dans un premier temps caractérisées électro chimiquement et d’un point de vue microstructural. Puis, leur intégration au sein de prototypes de PCMs inoculés avec des boues activées a permis de mesurer l’influence de divers paramètres de l’anode métallique (dopage, épaisseur, ...) sur les performances électriques, avec comme objectif principal de maximiser leur surface spécifique tout en limitant leur colmatage. Des mesures ont également été réalisées afin d’étudier plus en détail les différents phénomènes électrochimiques entrant en jeu. Ces anodes inédites s’avèrent prometteuses car elles ont permis d’obtenir des densités de puissance assez considérables avec un coût d’électrode, comparativement à la littérature, considérablement diminué.
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