Simuler les effluents aqueux industriels pour accélérer le développement de procédés de digestion anaérobie pour la production de biogaz

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Simuler les effluents aqueux industriels pour accélérer le développement de procédés de digestion anaérobie pour la production de biogaz

Acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement, IFP Energies nouvelles (IFPEN) s’engage depuis de nombreuses années pour proposer des solutions innovantes en faveur d’un mix énergétique durable visant à gagner en efficacité énergétique, à réduire les émissions de CO₂ et de polluants, à améliorer l’empreinte environnementale de l’industrie et des transports, tout en répondant à la demande en mobilité, en énergie et en produits pour la chimie.

Face au besoin urgent de préserver nos ressources en eau et de limiter les sources d’émission de pollution, le traitement de l’eau constitue un des défis majeurs à relever dans la gestion des effluents industriels. Dans ce cadre, IFPEN mène des travaux de recherche et des campagnes de tests pilotes pour développer et adapter des procédés de digestion anaérobie destinés au traitement et à la valorisation d’effluents aqueux issus de procédés développés en interne.

Ces campagnes nécessitent souvent la mise à disposition de volumes importants d’effluents pour évaluer les performances sur unité pilote. Lorsque ces volumes ne sont pas disponibles, il est nécessaire d’élaborer des charges modèles synthétiques permettant de simuler les effluents réels pour les essais pilotes, tout en garantissant la pertinence des résultats pour le dimensionnement et l’optimisation du procédé.

Objectifs du stage :

L’objectif de ce stage est d’élaborer une méthodologie pour définir des charges modèles (mélanges synthétiques) représentatives des effluents étudiés pour le procédé de digestion anaérobie.

Ce stage s’articule en trois volets principaux :

Tâche 1 : Analyse détaillée des effluents aqueux d’un procédé de production de biocarburants

La caractérisation détaillée des polluants organiques présents dans les effluents aqueux de ce procédé sera réalisée via une étude bibliographique, l’exploitation d’une base de données existantes et l’analyse détaillée des échantillons d’effluents aqueux considérés représentatifs

Tâche 2 : Définition et formulation de la charge modèle

Il s’agira de sélectionner les composants représentatifs (substrats modèles) et calculer leur concentration pour atteindre l’équivalent DCO permettant de simuler les effluents réels

Tâche 3 : Validation de la représentativité via des essais batch de digestion anaérobie

L’objectif sera de vérifier que la charge modèle reproduit les performances observées avec la charge réelle, via des tests batch de fermentation anaérobie, opérés avec des conditions opératoires représentatives du procédé opéré en continu.

Profil recherché :

Etudiant·e en dernière année d’école d’ingénieur ou de master en génie des procédés, génie de l’environnement, génie biologique, biochimie ou domaine connexe.

Nous recherchons une personne rigoureuse, autonome, organisée et intéressée par le travail expérimental et les procédés industriels, maîtrisant la langue Française ou Anglaise.

Autres informations :

Lieu : IFPEN Solaize (Sud de Lyon)

Transports : IFP Energies Nouvelles – Solaize est situé à 20 km au Sud de Lyon. Un véhicule personnel est recommandé mais le site est aussi accessible en transports en commun (des navettes entre la gare de Feyzin ou le métro B sont disponibles aux heures de bureau, matin et soir).

Stage rémunéré

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Simulating Industrial Aqueous Effluents to Accelerate the Development of Anaerobic Digestion Processes for Biogas Production

Context :

As a major player in research and education in the fields of energy, transport, and the environment, IFP Energies nouvelles (IFPEN) has been committed for many years to developing innovative solutions to support a sustainable energy mix. These solutions aim to improve energy efficiency, reduce CO₂ and pollutant emissions, improve the environmental footprint of industry and transport, while meeting the demand for mobility, energy, and chemical products. In view of the urgent need to preserve water resources and limit pollution emissions, water treatment is one of the major challenges involved in managing industrial effluents. In this context, IFPEN conducts research activities and pilot-scale testing campaigns to develop and adapt anaerobic digestion processes for the treatment and recovery of aqueous effluents generated by processes developed in-house. These campaigns often require large volumes of effluents to assess process performance at pilot scale. When such volumes are not available, it is necessary to develop synthetic model feedstocks that simulate the actual effluents for pilot testing, while ensuring that the results remain relevant for process design and optimization.

Description :

The objective of this internship is to develop a methodology for defining model feedstocks—synthetic mixtures representative of the effluents studied—for use in anaerobic digestion processes.

The internship will consist of three main tasks:

Task 1: Detailed analysis of aqueous effluents from a biofuel production process

A detailed characterization of the organic pollutants present in the aqueous effluents from this process will be carried out through a literature review, analysis of an existing database, and detailed testing of representative aqueous effluent samples.

Task 2: Definition and formulation of the model feedstock

This task will involve selecting representative components—model substrates—and calculating their concentrations in order to reach the equivalent COD required to simulate the actual effluents.

Task 3: Validation of representativeness through batch anaerobic digestion experiments

The objective will be to verify that the model feedstock reproduces the performance observed with the actual feedstock. This will be done through batch anaerobic fermentation tests conducted under operating conditions representative of the continuously operated process.

Required profile :

Final-year student in an engineering school or master’s degree program specializing in process engineering, environmental engineering, biological engineering, biochemistry, or a related field. We are looking for a rigorous, autonomous, and organized person with an interest in experimental work and industrial processes, and who is proficient in either French or English.

Additional information :

Transport: IFP Energies Nouvelles – Solaize is located 20 km south of Lyon. A personal mean of transportation is recommended but the site can be reached by public transportation as well (a shuttle between the train station of Feyzin or Metro B and IFPEN is available in the morning and afternoon).

Remunerated internship