Abstract EN:

L’objectif premier de cette thèse est de proposer, optimiser et valider un traitement original du lisier frais : un bioréacteur à membrane situé au cœur d’un système intégré de gestion des effluents porcins à la ferme. Le procédé comprend des chasses d’eau régulières, un prétraitement par centrifugation et enfin un traitement par bioréacteur à membrane, qui permet le recyclage de l’eau pour les chasses suivantes. Réalisée à l’échelle semi-industrielle, l’étude du fonctionnement de l’ensemble du procédé, pendant environ 500 jours, a mis en évidence les très bonnes performances d’épuration par rapport à la charge en azote, en matière organique et en phosphore, la stabilité du procédé à l’égard des variations en entrée et sa fiabilité dans le temps. Les contraintes attenantes au fonctionnement concernent principalement le module membranaire et l’accumulation d’éléments non-biodégradable dans l’eau recyclée. Traiter du lisier frais par bioréacteur à membrane, c’est aussi traiter un effluent industriel complexe par une technologie de pointe. Cet effluent complexe est susceptible de contenir des molécules dont l’impact et le devenir au sein d’un réacteur biologique sont peu élucidés, parmi elles : les antibiotiques vétérinaires. La seconde partie de ce travail de thèse se penche sur la problématique émergente du devenir des antibiotiques vétérinaires dans les traitements biologiques du lisier. Ainsi, la contamination du bioréacteur par de la tétracycline (TC) a, d’une part, pour principal impact une diminution de la concentration en biomasse au sein du réacteur (environ 10 %), et, d’autre part, environ 80 % de la TC est éliminé de la phase soluble. Ce dernier résultat est mis en parallèle avec une étude, réalisée en laboratoire, de l’interaction entre des boues activées et des antibiotiques. La TC n’a pas de potentiel de biodégradation dite « facile » (test de Sturm modifié), mais est fortement biosorbable à la surface des boues activées. Une étude comparable est réalisée avec un second antibiotique : la tylosine (TYL). Ainsi, l’étude à l’échelle du laboratoire du devenir de la TYL dans un système de boues activées donne des résultats différents : la molécule n’est pas biodégradable, mais il existe une meilleure répartition entre la phase soluble et la phase solide. L’extension de l’essai d’inhibition du test de Sturm modifié à différentes concentrations d’antibiotiques montre que, par ailleurs, ni la TC, ni la TYL ne présentent de toxicité aux doses rencontrées dans le lisier frais.