Valorisation des déchets solides - Traitement physique
Le cours sur la valorisation des déchets solides a pour objectif de donner un aperçu des sources, de la classification et de la composition des déchets solides, ainsi que du concept d'économie circulaire afin d'améliorer les stratégies de gestion des déchets. Il fournira également des connaissances techniques et scientifiques sur les pratiques et les technologies de gestion des déchets pouvant être utilisées pour valoriser et éliminer les déchets solides, telles que le recyclage, le traitement thermique, le traitement biologique et la mise en décharge. Des visites d'un centre de tri à grande échelle, d'un incinérateur, d'un digesteur anaérobie et d'une décharge sont prévues.
Personnel enseignant
- Laurent Mazéas, directeur de recherche, IRSTEA
- Frank Gélix, ingénieur expert, Veolia
- Isabelle Hébé, coordinatrice des investissements de recherche, ADEME
- Marie Orvain, chercheuse, Veolia
- Théodore Bouchez, directeur de recherche, IRSTEA
Plan du cours
Introduction
- Sources, classification, composition des déchets solides
- Concept d'économie circulaire
- Stratégies de minimisation de la production de déchets
- Aperçu des différentes technologies de gestion des déchets
Tri et recyclage des déchets
- Connaissances techniques et scientifiques relatives au tri et au recyclage
- Visite d'un centre de tri des déchets (Vert-le-Grand)
Traitement thermique des déchets
- Connaissances techniques et scientifiques relatives à l'incinération et à la gazéification
- Visite d'un incinérateur (Vert-le-Grand ou Veolia, Île-de-France)
Compostage
- Connaissances techniques et scientifiques relatives au compostage des déchets
- Visite d'une usine de compostage
Méthanisation
- Connaissances techniques et scientifiques relatives à la méthanisation
- Visite d'un digesteur anaérobie
Bioraffineries de déchets
- Connaissances techniques et scientifiques relatives aux bioraffineries de déchets
Mise en décharge
- Connaissances techniques et scientifiques relatives à la mise en décharge
- Visite d'une décharge municipale de déchets solides
Valorisation agronomique
- Connaissances techniques et scientifiques relatives à la valorisation agronomique
Le module comprend 22 heures de cours, 14 heures de travaux pratiques et une visite de site de 4 heures.
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Niveau requis : aucun prérequis
Langue : anglais
Crédits ECTS : 6
Superviseur : Laurent MAZEAS
Bioinformatique structurale – Lieu : Ecole polytechnique
On abordera de nombreux aspects de la structure, la dynamique, la fonction, et l'ingénierie des biomolécules (protéines mais aussi ARN et ADN). On rappellera les bases de leur stabilité; les principales propriétés du solvant; les effets qui gouvernent le repliement et la reconnaissance moléculaire. On abordera des outils de base de modélisation: alignement de séquences, modélisation par homologie, dynamique moléculaire, docking. Outre les bases théoriques (cours + TD), on manipulera ces outils à travers des mini-projets ou TPs, dans un environnement linux. Les logiciels utilisés ont un intérêt très général en biologie structurale; certains ont été co-développées par les enseignants.
Biologie synthétique. Enseignants : Thomas Gaillard, Hannu Myllykallio, Yves Mechulam ; 6 ECTS ; 40 heures ; cours magistraux. Ce cours présentera les principaux concepts de bioinformatique et de biologie moléculaire utilisés pour construire de nouveaux systèmes biologiques d'intérêt thérapeutique ou industriel. Il abordera notamment les circuits de régulation synthétiques, les nouveaux biocarburants, les protéines contenant des acides aminés non canoniques, etc
This course will present the main bioinformatics and molecular biology concepts used to build new biological systems of therapeutic or industrial interest. It will deal in particular with synthetic regulatory circuits, new biofuels, proteins containing non-canonical amino acids, …
Molecular structures of the cell. Lecturer: Anna Polesskaya; 6 ECTS; 40 hours; lectures.
This course will present several examples of central cellular structures, including the cytoskeleton.
Grant application. Lecturer: Researcher depending on the project; 6 ECTS; 40 hours; personal project.
Students will prepare a scientific project in the form of an application for a research grant.
BIO_54468_EP - Exploration et analyse statistique d'ensembles de données complexes
Description du cours :
L'analyse des échantillons environnementaux a connu une transformation remarquable grâce aux progrès récents en écologie moléculaire et en chimie analytique. Les méthodologies à haut débit issues de ces domaines ont permis aux chercheurs de générer de vastes volumes de données, offrant ainsi des informations sans précédent sur les complexités environnementales. Cependant, ces données prennent souvent la forme d'ensembles de données à haute dimension. Il est difficile de résumer et d'extraire des informations utiles de ces ensembles de données complexes et multidimensionnels, ce qui nécessite des méthodes spécifiques.
BIO_54468_EP présente une série de méthodes et de concepts théoriques, allant des statistiques descriptives aux statistiques multivariées, un ensemble de méthodes puissantes pour analyser et interpréter des données impliquant simultanément plusieurs variables. Grâce à une combinaison équilibrée de théorie et de travaux pratiques, les étudiants apprendront à appliquer diverses méthodes statistiques à des problèmes concrets, ce qui leur permettra de tirer des enseignements significatifs à partir d'ensembles de données complexes. Le cours vise à fournir aux étudiants une solide compréhension des principes des statistiques descriptives et des méthodes multivariées, ainsi que les compétences nécessaires pour sélectionner et utiliser efficacement ces méthodes dans leur propre travail.
Examen :
L'évaluation du cours comprend deux éléments principaux :
1. Examen écrit : examen de trois heures à livre fermé, sans accès à des documents, des notes ou des calculatrices.
2. Projet personnel : chaque étudiant devra réaliser un projet personnel, qui sera évalué séparément.
Course description:
Molecular biogeochemistry explores the interplay between the molecular constituents of living organisms and the biogeochemical processes occurring in the environment. This class will provide an overview of the essential concepts in biogeochemistry with an emphasis of processes occurring at the molecular level. In addition, it will cover how natural and anthropogenic activities impact the molecular transformations of elements like carbon, nitrogen, and sulfur in various environmental domains, such as soil, water, and air, integrating principles from biology, chemistry, and geology to unravel the intricate connections between the molecular biology of organisms and the broader biogeochemical cycles in Earth's ecosystems. We will examine, by delving into scientific literature found in peer-reviewed journals, the molecular aspects of production and degradation of natural organic matter in the biogeosphere, and the linkage of biological molecules with corresponding molecular constituents (chemofossils or biomarkers) that are extracted from sedimentary archives for paleo-reconstructions.
Course goals:
Apart from acquiring the basics of molecular and analytical biogeochemistry, this course aims to achieve the following objectives:
- Develop the ability to critically analyze scientific literature
- Engage in discussions with peers, lead by a subject matter expert, on scientific papers and their impacts
- Cultivate research and presentation skills with classmates and receive direct feedback
Texts and readings:
Reading assignments:
Class 2 (Feb. 28th) – Ward et al., 2017. Where carbon goes when water flows: carbon cycling across the aquatic continuum. Frontiers in Marine Science. 4:7. doi: 10.3389/fmars.2017.00007
Class 4 (March. 4th) – Brown et al., 2014. Source identification of the Antarctic sea ice proxy IP25. Nature. Communications. doi: 10.1038/ncomms5197
Class 6 (March. 11th) – Solomon et al., 2016. Emergence of healing in the Antarctic ozone layer. Science. 353(6296): 269-274
Class 6 (March. 11th) - Bergauer et al., 2018. Organic Matter Processing by Microbial Communities throughout the Atlantic Water Column as Revealed by Metaproteomics. Proceedings of the National Academy of Sciences 115 (3) E400-E408. Particular attention will be paid to the material and method section concerning the proteomic study (see supplementary data). This work will be discuss in small groups in class.
Class 8 (March. 13thth) – Rabalais et al., 2019. Gulf of Mexico Hypoxia: past, present and future. Limnology and Oceanography Bulletin.
Paper discussions:
There are 4 sessions of 45 minutes dedicated to reading peer-reviewed papers, each student will be paired (4 groups of 2 students) and assigned a discussion to lead with a classmate based on the paper to read. Each pair will create powerpoint presentation slides and present the paper to the entire class. I will virtually meet with each group a week prior to their scheduled class leadership to address any queries
Participation:
Students are expected to arrive at class ready to engage in discussions about the assigned readings for the day. Full participation points are awarded for both attendance and active involvement in the day's discussion, which may include responding to polls, making verbal comments, contributing to the chat, and more. Mere attendance without active participation is insufficient for earning full credit. My goal, is that you will get out of the class what you put into it.
Pollution des sols et assainissement
Le cours « Pollution des sols et assainissement » a pour objectif de présenter les principaux concepts liés à la gestion des sites pollués. Il aborde les principaux types de polluants auxquels nous sommes confrontés et leur comportement. Il présente également les considérations générales pour une gestion efficace des eaux souterraines et l'évaluation des risques sur les sites pollués. Ensuite, la méthodologie de diagnostic et les technologies disponibles pour l'assainissement des sols, des gaz du sol et des eaux souterraines sont expliquées et mises en pratique à travers : i) l'illustration d'un cas réel ; ii) des cours pratiques sur l'échantillonnage des milieux ; iii) l'application des connaissances à un cas réel (via des cours pratiques et des devoirs) et enfin par une visite d'étude sur un site contaminé.
Personnel enseignant
- Hubert Leprond, chef d'unité, BRGM
- Valérie Guérin, chercheuse, BRGM
- Stéfan Colombano, chercheur, BRGM
- Virginie Derycke, chercheuse, BRGM
- Elsa Limasset, chercheuse, BRGM
- Thierry Gisbert, responsable des pratiques commerciales environnementales, Arcadis
Plan du cours
- Politique en matière de sols contaminés
- Introduction à la politique française
- Comparaison avec d'autres politiques (devoir à faire par l'étudiant)
- Concepts clés pour la gestion des sols contaminés
- Comportement des polluants dans l'environnement : typologie des polluants préoccupants sur les sites industriels ; mécanismes régissant leur mobilité
- Eaux souterraines : introduction aux concepts clés nécessaires à la gestion des sites contaminés
- Évaluation des risques
- Diagnostic de la pollution
- Diagnostic : dimensionnement et choix des technologies : eaux souterraines, sol et gaz du sol
- Application à une étude de cas concrète (travaux pratiques et devoirs)
- Formation à l'échantillonnage du sol, du gaz du sol et des eaux souterraines
- Technologies d'assainissement et de gestion
- Présentation des différentes technologies
- Illustration d'un cas réel
- Application à une étude de cas concrète (travaux pratiques)
Visite d'étude
Visite d'une journée complète d'un site réel contaminé : en phase de diagnostic ou d'assainissement ; ou visite des installations expérimentales du BRGM et conférences sur les services écosystémiques, la fermeture des mines, etc. (présentation par des doctorants et/ou des directeurs scientifiques).
Le choix dépendra de l'intérêt du site disponible.
Le module comprend 14 heures de cours, 10 heures de travaux pratiques, une visite d'une journée et 8 heures de devoirs à domicile.
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Niveau requis : connaissances de base en chimie, géologie et hydrogéologie.
Langue : anglais.
Crédits ECTS : 6.
Directrice de thèse : Valérie Guéri
Traitement de l'eau : eau potable
Ce module vise à la fois à présenter un aperçu des technologies actuelles de production d'eau potable et à familiariser les étudiants avec les techniques de modélisation leur permettant d'optimiser les processus industriels. Les notions fondamentales en matière de législation actuelle, de génie chimique et de technologies seront abordées dans la première partie du module. La deuxième partie sera consacrée aux techniques de modélisation appliquées à la production ou à la distribution d'eau. Des outils logiciels largement utilisés dans l'industrie seront présentés et utilisés pour des études de cas spécifiques. Enfin, deux visites de sites de traitement de l'eau à grande échelle sont prévues.
Enseignants
- Pierre Mandel, ingénieur de recherche, VEDIF
- Marie Maurel, chef de projet, Birdz
- Guillaume Lellouche, data scientist, Eau de Paris
- Fabien Vergnolle, ingénieur procédés, Sidem Desalination
Outils de modélisation pour l'industrie de l'eau (16 h : 8 h de cours magistraux ; 8 h de travaux dirigés)
- Modélisation des processus de traitement de l'eau : notions de base (cours magistral de 4 heures)Définitions et généralités
- Définitions et généralités
- Qu'est-ce qu'un modèle ?
- Différents types de modèles
- Compétences de base en modélisation
- Cinétique chimique
- Hydraulique
- Méthodologies de modélisation
- Approche systémique
- Approche CFD
- Réseaux de distribution d'eau : généralités et modélisation (cours magistral 4 h)
- Systèmes de distribution d'eau
- Perspective historique
- Définitions
- Caractéristiques
- Cadre juridique
- Modélisation des systèmes de distribution d'eau
- Modélisation hydraulique
- Modélisation de la qualité de l'eau
- Mise en place d'un nouveau modèle : collecte de données, données SIG
- Présentation de certains outils logiciels : Porteau, Epanet
- Étude de cas pratique sur la modélisation de la distribution d'eau : couplage d'Epanet et d'un logiciel tiers (tutoriel de 4 heures)
- Étude de cas pratique sur la modélisation de la production d'eau potable à l'aide de Matlab/Simulink (tutoriel de 4 heures)
Visites de sites
- L'une des plus grandes usines de nanofiltration au monde : l'usine de traitement des eaux SEDIF à Méry-sur-Oise
- Un site d'Eau de Paris
Le module comprend 22 heures de cours magistraux, 10 heures de travaux dirigés et 8 heures de visites de sites.
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Niveau requis : connaissances de base en génie chimique et en biologie
Langue : anglais
Crédits ECTS : 6
Responsable : Pierre Mandel