Résumés d'affiches
La Conférence BIOCON Atlantique mettra en vedette les résultats de la recherche innovatrice de partout au Canada. Les affiches seront présentées lors de la conférence pour que les participants puissent les voir et poser des questions. Les juges choisiront la meilleure affiche étudiante qui recevra un prix annoncé à la fin de l’événement.
La séance d’affiche aura lieu à l’auditorium du McNally Theatre le mardi 28 mai à 10 h 15 - 11 h et à 14 h 30. - 15h30.; et le mercredi 29 mai de 10h à 11h20
Évaluation du rendement de l’éclairage HPS et DEL amélioré pour les systèmes de croissance des plantes de serre
Eric Boudreau et Matthew Hill
Université Acadia
Les lampes sodium haute pression (HPS) sont actuellement la source d’éclairage la plus utilisée pour les serres intérieures. Il y a une tendance grandissante vers l’utilisation des diodes électroluminescentes (DEL) pour des opérations semblables. Ainsi, l’objectif de nos expériences était d’obtenir une perspective pour savoir si ce changement était justifié. Les expériences ont été conçues pour comparer l’efficacité de l’éclairage de croissance HPS et DEL pour la croissance du basilic. Les paramètres utilisés pour l’analyse comparative dans ces expériences comprennent le nombre de feuilles et la taille en fonction du temps, ainsi que le contenu nutritif. Les deux sources lumineuses ont aussi été évaluées par rapport à leur efficacité pour la germination de graines de lin à l’aide de flacons à culture cellulaire.
Les plants de basilic qui ont poussé sous les DEL avaient 11 % plus de feuilles que ceux sous l’éclairage HPS. Par contre, les plants qui ont poussé sous l’éclairage HPS étaient 11 % plus grands que ceux sous les DEL. Le contenu en nutriments dans les plants contrôlés était substantiellement plus important dans la plupart des catégories lorsqu’on compare l’éclairage par DEL et par HPS. De plus, les graines de lin sous éclairage DEL ont poussé 33 % plus rapidement que ceux sous éclairage HPS. Cette situation est probablement due à l’impact négatif de la lumière sur la germination.
Il existe des avantages et des désavantages à l’éclairage DEL et HPS. Les DEL encouragent une forte croissance des feuilles et une germination rapide, alors que l’éclairage HPS encourage une meilleure croissance et une maturation plus rapide. Les recommandations pour un travail futur comprennent l’utilisation de plants de basilic cloné, des tests avec différents types de DEL et de l’éclairage supplémentaire, une température et un taux d’humidité constants, et l’utilisation du rendement de la plante comme paramètres de croissance à examiner.
Conception d'un procédé de digestion anaérobie pour remplacer les opérations de compostage actuelles à Sydney, en Nouvelle-Écosse
Emily Chaisson, Nicole Langille, et Rachel Hirtle
Université Dalhousie
L'objectif principal de ce projet est de concevoir un procédé de digestion anaérobie approprié pour remplacer les opérations de compostage actuelles à Sydney, en Nouvelle-Écosse. L'objectif de conception est de traiter avec succès la demande de compost requise par la municipalité dans un avenir proche, tout en créant une source d'énergie renouvelable et un digestat commercialisable.
Valorisation des feuilles de camerise à l’aide de la flottation aqueuse en deux phases
Kar Yeen Chong
Université Dalhousie
Les feuilles de camerise sont une ressource sous-utilisée des fermes de baies de camerise. Ces plantes vivaces perdent leurs feuilles en automne et les feuilles sont habituellement taillées annuellement pour encourager la productivité. Les études ont démontré que les feuilles de baies contiennent de nombreux composés de grande valeur comme les polyphénols et les iridoïdes, et qu’elles possèdent d’importantes propriétés pour la promotion de la santé comme des activités neuroprotectrices, anti-inflammatoires, antioxydantes et antimicrobiennes. Notre recherche se concentre sur l’extraction écologique des biomolécules de grande valeur des feuilles de camerise en utilisant la flottation aqueuse en deux phases (ATPF). L’ATPF est une technique de bioséparation aidée par les bulles qui intègre les systèmes aqueux en deux phases (ATPS) et la sublation de solvant. Cette méthode est simple, échelonnable et écoénergétique. Plus précisément, nous visons à évaluer le rendement de l’ATPF de l’éthanol/sel pour la séparation et l’extraction des composés bioactifs des feuilles de camerise en analysant l’acide chlorogénique, les flavonoïdes, et le contenu phénolique total (CPT). L’hypothèse est que l’ATPF augmente l’efficacité de l’extraction comparativement aux méthodes conventionnelles d’extraction solide-liquide. Comme pour les autres extraits de plantes, les extraits de feuilles de camerise peuvent potentiellement être intégrés aux suppléments diététiques, à la formulation de produits cosmétiques, et aux matériaux d’emballage actifs. Davantage de recherche explorera l’utilisation d’ATPF à base de sucre comme alternative aux systèmes à base de sel.
Évaluation du cycle de vie d’une raffinerie d’éthanol de maïs comparée à une nouvelle bioraffinerie
Daniel Gerrior
Université Dalhousie
Cette étude vise à effectuer l’évaluation du cycle de vie d’un établissement de production d’éthanol par broyage à sec basé sur l’usine d’éthanol IGPC en Ontario, au Canada et d’effectuer une comparaison avec une nouvelle bioraffinerie. Les deux établissements produisent de l’éthanol, alors que l’établissement traditionnel produit aussi de la drêche sèche de distillerie et des composés solubles (DDGS), Hi-Pro et du sirop riche en fibres; tous sont utilisés comme option alimentaire pour les animaux. Le nouvel établissement produira des grains secs de distillerie, alors que les composés solubles éviteront l’évaporation coûteuse et seront plutôt utilisés dans un nouveau digesteur anaérobie. L’effluent du digesteur sera ensuite traité pour recouvrer la struvite, qui peut être utilisée comme engrais. Le digestat sera ensuite utilisé pour la culture de chlorelle sorokiniana riche en amidon. Cette algue sera ensuite recyclée à l’avant de l’usine pour fournir le maïs nécessaire pour la bioraffinerie. La bioraffinerie a été proposée afin de réduire l’apport en maïs, la consommation énergétique et les émissions de gaz à effets de serre associés à la production d’éthanol. Le nouvel établissement comprend aussi une usine de chauffage et d’électricité, qui utilise le biogaz produit dans le digesteur anaérobie. Une évaluation du cycle de vie est nécessaire afin de déterminer l’impact environnemental des deux systèmes et le potentiel d’augmentation de la durabilité environnementale de la nouvelle bioraffinerie.
Hydrogels de nanocomposite cellulosique inspirés des tuniciers
Gabrielle Gray
Université de l’Île-du-Prince-Édouard
Au cours des dernières années, il y a eu une augmentation de l’intérêt pour l’utilisation de matériaux durables et naturels dans la préparation de composites avancés. Par contre, il y a eu un succès limité pour la création d’hydrogels conducteurs avec d’importantes propriétés d’autoréparation et mécaniques. À l’aide de cellulose de plante, hybride (combinaison de cellulose de plante et de tunicier), et de cellulose à base de tunicier, les hydrogels sont synthétisés. Les propriétés d’autoréparation et mécaniques de ces hydrogels sont observées et comparées. Ces hydrogels adhèrent sans réponse inflammatoire ou résidus et peuvent reprendre leur fonctionnalité et leur structure. Une augmentation de la sensibilité de contrainte permet de surveiller et d’analyser les grands et petits mouvements.
Changement de phase de biomatériaux pour le stockage fiable et rentable de l’énergie thermique
Samer Kahwaji
Université Dalhousie
Le stockage de l’énergie thermique à l’aide des matériaux en changement de phase (PCM) compris dans la structure des édifices peut potentiellement réduire les exigences d’énergie de refroidissement et de chauffage. Les huiles comestibles et les acides gras dérivés de sources végétales sont particulièrement utiles comme PCM bios dans l’environnement bâti à cause de leur grande capacité de stockage de l’énergie, leur non-toxicité, leur faible coût et l’origine des ressources renouvelables. Dans le cadre de ce travail, les propriétés thermiques pertinentes (température de fusion, chaleur latente [enthalpie de transition], capacité thermique et conductivité thermique des phases liquides et solides) et la stabilité thermique à long terme des huiles comestibles et des acides gras PCM facilement disponibles seront rapportés. Un outil informatique de « conception PCM » peut être utilisé pour déterminer le mélange de nouveaux PCM bio avec des températures de fusion précises qui seront aussi présentées.
Utilisation de L’algue Myriophylle à épi Comme Facteur de Croissance Bacterienne D’E. coli ATCC 25922
Cyntia Linda Guelassi Kamahe
Collège communautaire du Nouveau-Brunswick
Le myriophylle à épi est une plante aquatique qui a la capacité de se répandre à grande vitesse dans les eaux. Son caractère envahissant réduit la biodiversité des plantes aquatiques, diminue les activités aquatiques et modifie les taux d’oxygène dissous. Elle fut découverte en 1961 dans le lac Érié et est maintenant présente dans la rivière Madawaska (NB). Malgré ces inconvénients, les nutriments présents dans cette plante pourraient être valorisés.
L’hypothèse de ce projet est que le myriophylle à épi peut être utilisé comme base nutritive pour les bactéries. L’objectif est de déterminer si un milieu de culture fait avec l’algue myriophylle à épi peut permettre la croissance d’Escherichia coli ATCC 25922 comparativement avec milieu commercial TSA (Tryptone Soya Agar).
Cinq milieux de culture ont été testés : TSA (contrôle positif); algue + NaCl + agar (milieu substitutionnel); algue + agar (effet de l’algue); agar (contrôle négatif) et agar + NaCl (effet du NaCl). Un dénombrement de populations bactériennes a été effectué avec la méthode de MacFarland. Les résultats démontrent que, malgré une morphologie différente des populations bactériennes, le milieu de culture produit avec le myriophylle à épi permet la croissance d’E. coli au même niveau que le milieu TSA.
Fractionnement de mousse pour la valorisation d’antioxydants de marc de betterave rouge
Sonia Kumar
Université Dalhousie
La betterave rouge (Beta vulgaris L.) est un légume important en matière de capacité antioxydante. Elle contient des niveaux élevés de pigments de betalaïne et est la seule culture commercialement acceptée comme colorant naturel pour les aliments, les arts décoratifs, les cosmétiques et les produits médicinaux. Le marc de betterave rouge représente 15 à 30 % de la biomasse de déchets de betterave, qui est non comestible et généralement rejeté comme déchet, malgré le haut niveau de betalaïne et de composés phénoliques. L’extraction de composés à grande valeur ajoutée est habituellement effectuée à l’aide de solvants organiques toxiques. Par contre, le fractionnement de mousse est une alternative prometteuse au niveau environnemental bénin pour la valorisation de ces composés à grande valeur ajoutée du marc de betterave rouge. Dans cette étude, une approche pour l’utilisation du fractionnement de mousse pour simultanément extraire et concentrer les composés de valeur ajoutée du marc de betterave rouge est proposée. Le travail comprendra l’examen de facteurs comme le débit d’air, le volume liquide, et la concentration de tensioactifs, avec l’analyse du pourcentage de récupération et du taux d’enrichissement comme indicateurs de rendement. Une fois extraits, les antioxydants peuvent se dégrader à cause de facteurs environnementaux (p. ex. température et lumière). Ainsi, l’encapsulation est aussi proposée pour améliorer la stabilité des extraits de mousse des applications potentielles comme la formulation de produits cosmétiques et les nouveaux agents antimicrobiens.
De déchets de serre à produits de grande valeur
Ashley McEachern
Université de l’Île-du-Prince-Édouard
Les milieux de culture alternatifs deviennent de plus en plus populaires, particulièrement dans les établissements de culture verticale. Les milieux de culture comme la fibre de coco, la paille et le paillis sont communément utilisés en remplacement de la terre. Ils permettent aux racines des plantes de grandir et d’extraire les nutriments/l’eau sans le dégât de planter dans la terre. Par contre, ces substrats peuvent devenir très onéreux lorsqu’ils doivent être remplacés continuellement après chaque usage. Un examen du renouvellement du substrat utilisé a été effectué pour voir si les coûts du substrat peuvent être réduits en réutilisant le substrat traité dans le système. La carbonisation hydrothermique a été utilisée sur les échantillons de substrats des opérations de culture verticale pour déterminer si cette méthode pouvait remplacer le milieu de culture, ou si un mélange de substrat carbonisé pourrait servir de milieu adéquat sans inhiber la croissance ou la qualité des plants.
Prolonger le cycle de vie de microalgues dans le processus d’extraction lipidique
Jenna Norma et Kayla Cloute
Collège communautaire de la Nouvelle-Écosse
Avec la population croissance d’aujourd’hui et l’utilisation de ressources non durables et la diminution des ressources naturelles de la Terre, il est nécessaire d’explorer les options durables et environnementales qui peuvent servir à remplacer les combustibles fossiles. Les microalgues peuvent offrir un rendement jusqu’à 20 fois plus élevé que les sources de biocarburants existantes. Il existe des dizaines de milliers d’espèces d’algues connues, et nous en découvrons toujours davantage, qui se retrouvent partout sur la planète. La plupart des microalgues croissent grâce au processus de photosynthèse, où la lumière du soleil, le CO2 et les nutriments sont utilisés pour ensuite être convertis en biomasse qui peut ensuite être extraite, et convertie en biocarburant. Actuellement, une des méthodes les plus utilisées pour l’extraction de lipides nécessite une grande demande d’énergie, d’importants coûts de production, et détruit la biomasse de microalgues, ce qui est fait un « usage unique ».
Une méthode d’extraction de lipides nommée « extraction lipidique » est devenue très populaire à cause de sa nature non invasive, ce qui entraine la capacité de réutiliser les cultures de microalgues jusqu’à quatre fois pour en extraire les lipides. En gardant les cultures de microalgues vivantes, il est possible d’utiliser la même culture pour plusieurs cycles de croissance et de culture des lipides. L’extraction doit permettre à la biomasse de microalgues de croitre dans un environnement qui imite son environnement naturel, et est ensuite assujetti à un de ses multiples stresseurs afin de simuler le même stress qui résulte en la destruction de la biomasse, mais garde les organismes intacts. Dans nos études expérimentales, deux stresseurs, notamment Hexane et Dodecane, ont été utilisés. La spectroscopie à émission de flammes et l’analyse de poids à sec ont été utilisées pour la santé des microalgues et l’extraction des lipides, respectivement. Pour améliorer le rendement de l’extraction lipidique, notre recherche future comprendra l’utilisation de solvants organiques biocompatibles comme les liquides ioniques.
Traitement et recyclage des nutriments des eaux usées municipales à l’aide de biochar
Abhishek Pokharel
Université de l’Île-du-Prince-Édouard
La pyrolyse peut être utilisée pour la production d’énergie à partir de biomasse de déchets de l’agriculture et de la foresterie. Le biochar est le sous-produit solide de la pyrolyse et son utilisation en cascade peut diminuer le coût du processus. Une grande variété de recherche sur le biochar a démontré sa capacité d’absorber les nutriments, les métaux et les composés complexes; filtrer les solides en suspension; améliorer la croissance des microorganismes; retenir l’eau et les nutriments ainsi qu’augmenter le contenu en carbone du sol. De plus, les systèmes durables de biochar sont une approche attrayante pour la séquestration du carbone et le cycle complet de gestion des déchets. Le biochar commercial de Sigma Aldrich a été étudié pour son adsorption d’azote de l’effluent de l’usine municipale de traitement des eaux usées. L’isotherme d’adsorption et la courbe de restitution ont été déterminées pour le biochar. Similairement, les effets du biochar dans des bioréacteurs aérobie et anaérobie ont aussi été examinés. Dans les deux cas, la biomasse a été augmentée en présence du biochar. La quantité de gaz produit pour digestion anaérobie du mélange de fruits (pommes et bananes) était semblable, mais le taux de production a été significativement plus rapide dans les réacteurs avec du biochar. L’objectif cumulatif de l’étude est d’utiliser le biochar dans diverses unités de traitement des eaux usées pour optimiser l’utilisation et la valeur ajoutée avant d’être utilisé comme amendement pour le sol.
Recouvrement de nutriments des résidus solubles de digestat et de culture de microalgues pour la production de bioproduits
Farid Sayedin
Université Dalhousie
Les résidus solubles sont un liquide riche en nutriments, un sous-produit des usines de production d’éthanol de maïs qui peut être digesté anaérobiquement pour la production de méthane et le retrait de la demande chimique en oxygène (DCO). Le digestat ainsi produit, qui est riche en nutriments comme l’azote-ammoniaque (478±11mg/L) et le phosphore (508±5mg/L), offre un grand potentiel pour être utilisé comme source de nutriment pour la culture de microalgues. Par contre, l’importante concentration d’ammoniaque dans le digestat inhibe la croissance de microalgues. Dans cette étude, l’ammoniaque présente dans les résidus solubles a été partiellement récupérée sous forme de struvite pour réduire la concentration d’ammoniaque et améliorer la proportion d’azote et de phosphore (N/P) pour la culture de microalgue. Trois différentes espèces de microalgues ont été cultivées dans les diverses doses de digestat traité et non traité sous des conditions stériles, dans lequel C. sorokiniana dans une double dilution de digestat sans struvite a démontré le meilleur taux de croissance. Sa concentration en biomasse a atteint 1,62±0,11g/L et le l’efficacité du retrait d’azote et de phosphore était de 95,3±1 % et de 78,3±1,1 % au jour 18. Le contenu en protéine, en amidon et en lipides de la biomasse est de 37,8 %±3,4; 17,8±0,8 % et 8,9±0,3 %, respectivement au jour 18. L’importance de cette étude est l’intégration potentielle de la culture de microalgues dans les usines de production existantes de l’éthanol de maïs pour le recyclage de nutriments et la production de microalgues riches en amidons pour remplacer partiellement le maïs comme source alimentaire.
De biodéchets à énergie : une approche durable pour améliorer la vie aquatique
Ankita Shrestha
Université de l’Île-du-Prince-Édouard
L’eutrophisation des algues et l’accumulation des plastiques dans l’eau font partie des multiples causes de la mort des animaux aquatiques. La croissance excessive de microalgues comme la laitue de mer bloque les cours d’eau, cause des événements anoxiques, nuit à la vie aquatique et le processus de désintégration crée une odeur déplaisante. Tandis que la laite de mer continue de croitre avec l’augmentation des activités agricoles qui infiltrent des nitrates dans l’eau, un processus intégré de carbonisation hydrothermique et de digestion anaérobie est utilisé pour convertir la surcroissance de la population de laitue de mer pour produire de l’hydrochar et du biogaz. Similairement, des piles de plastiques dans l’océan créent une soupe de plastique, qui affecte la vie marine. Les animaux aquatiques s’emmêlent dans le plastique et l’ingère ce qui mène à leur mort. Pour répondre à cette problématique, les bioplastiques ont été développés. La plupart des plastiques biodégradables finissent dans le recyclage organique, où les matériaux sont transformés en compost et en énergie renouvelable (biogaz et chaleur). Par contre, plusieurs plastiques biodégradables qui portent la mention « biodégradable » ne sont pas réellement biodégradables dans les conditions commerciales de transformation des déchets. Dans cette recherche, la digestion anaérobie des bioplastiques est effectuée pour examiner la production de biogaz et tester la biodégradabilité des bioplastiques.
Valorisation de l’espèce d’algue verte envahissante Myriophyllum spicatum retrouvée dans la rivière Madawaska
Victoria Simo
Collège communautaire du Nouveau-Brunswick
Le myriophylle à épi est une plante aquatique exotique considérée envahissante compte tenu sa forte compétition avec les plantes indigènes et son mode de reproduction. Il représente une sérieuse menace pour l’environnement en altérant l’écosystème naturel et perturbant la biodiversité locale. Il peut également avoir des répercussions sur le plan économique et social, entre autres, en affectant le tourisme et en limitant les activités récréatives.
L’hypothèse de ce projet est que les carbohydrates présents dans le myriophylle à épi peuvent être à la base de la production de bioéthanol.
L’objectif consiste à valoriser le myriophylle à épi en déterminant sa concentration en sucres et la quantité d’éthanol obtenu après la fermentation d’un milieu à base d’algues. Différentes méthodes ont été utilisées : l’extraction à reflux et épuisement à base d’éthanol (80%), des analyses qualitatives (une série de test et d’épreuve spécifiques pour différents sous-groupes de sucres) et l’analyse quantitative des sucres totaux (méthode Dubois et al.). Des essais de fermentation ont été faits en utilisant les levures Saccharomyces cerevisiae.
Les résultats démontrent que le myriophylle à épi est pauvre en sucres et qu’il ne peut pas servir de biomasse pour la production de bioéthanol.
Développement et mise à l’échelle d’un système continu pour la transformation des tuniciers
Charles Terrio
Université de l’Île-du-Prince-Édouard
Les tuniciers sont une espèce marine invasive et ils sont une problématique pour l’industrie de l’aquaculture des moules à l’Île-du-Prince-Édouard (IPÉ). Les tuniciers sont la première espèce aquatique envahissante à poser un défi à l’industrie des moules de l’IPÉ. Ces tuniciers sont aussi la seule source connue de cellulose animale. La recherche effectuée à la Faculté de génie du design durable à l’Université de l’Île-du-Prince-Édouard a permis de produire la cellulose nanocristalline à partir des tuniciers. Il s’agit d’un produit de grande valeur, qui représente la région nanocristalline du polymère cellulosique. Ce projet créera un système continu pour la production de cellulose nanocristalline et le mettre ensuite à l’échelle.
Caractérisation De Biochar Par Pyrolyse à Micro-ondes Et La Modélisation Des Biocomposites GFRP Renforcés Par Char
Chase Wallace, Dr. G. Saha, Dr. M. Afzal
University of New Brunswick
Cette thèse de recherche portait sur la fabrication et la caractérisation de biochar synthétisé à partir de la pyrolyse à micro-ondes, ainsi que sur la fabrication, les tests et la modélisation d'un nouveau biocomposite en trois parties grâce à l'ajout de biochar comme charge renforçante au polymère commun renforcé de fibres de verre. Composite (GFRP). Biochar a été produit à partir de matières premières de bois de résineux et de chanvre, en utilisant des lots de un kilogramme de biomasse mélangés à 10% en poids d'absorbeur de micro-ondes, pyrolysés à temps de séjour constant de 1 heure. Les niveaux de puissance des micro-ondes de 2100, 2400 et 2700 watts ont été sélectionnés après plusieurs essais préliminaires. Les vitesses de chauffage par pyrolyse pour un grand lot de charge de biomasse ont été trouvées allant de 25 à 50 ° C / min. Un certain nombre de techniques de caractérisation ont été utilisées pour les biochars, notamment l’analyse de la physiosorption, l’analyse immédiate / ultime, la spectroscopie FT-IR et la nanoindentation. Les caractéristiques globales ont été améliorées en augmentant la puissance des micro-ondes pendant la pyrolyse.
Les biocomposites ont été produits en interne par un procédé de pultrusion en faisant varier le pourcentage de volume de la matrice de biochar de 5, 10 et 20%. Lors d'essais mécaniques, il a été constaté que l'ajout de biochar augmentait la limite d'élasticité en flexion et le module des biocomposites à un maximum de 34 et 6,5% respectivement pour une charge de biochar de chanvre de 20%. Les essais de traction ont révélé que l’ajout de biochar avait une certaine influence sur les propriétés de traction des biocomposites, les augmentations maximales de la résistance à la traction et du module étant respectivement de 12,5% et 2,6%. La règle des mélanges et les modèles micromécaniques d'homogénéisation ont été évalués par rapport aux résultats expérimentaux afin de déterminer leur validité pour ces nouveaux biocomposites en trois parties, le plus grand pourcentage de différence étant de 13%. Un modèle d'éléments finis a été créé et analysé via le logiciel Abaqus FEA pour la modélisation d'homogénéisation.
La séance d’affiche aura lieu à l’auditorium du McNally Theatre le mardi 28 mai à 10 h 15 - 11 h et à 14 h 30. - 15h30.; et le mercredi 29 mai de 10h à 11h20
Évaluation du rendement de l’éclairage HPS et DEL amélioré pour les systèmes de croissance des plantes de serre
Eric Boudreau et Matthew Hill
Université Acadia
Les lampes sodium haute pression (HPS) sont actuellement la source d’éclairage la plus utilisée pour les serres intérieures. Il y a une tendance grandissante vers l’utilisation des diodes électroluminescentes (DEL) pour des opérations semblables. Ainsi, l’objectif de nos expériences était d’obtenir une perspective pour savoir si ce changement était justifié. Les expériences ont été conçues pour comparer l’efficacité de l’éclairage de croissance HPS et DEL pour la croissance du basilic. Les paramètres utilisés pour l’analyse comparative dans ces expériences comprennent le nombre de feuilles et la taille en fonction du temps, ainsi que le contenu nutritif. Les deux sources lumineuses ont aussi été évaluées par rapport à leur efficacité pour la germination de graines de lin à l’aide de flacons à culture cellulaire.
Les plants de basilic qui ont poussé sous les DEL avaient 11 % plus de feuilles que ceux sous l’éclairage HPS. Par contre, les plants qui ont poussé sous l’éclairage HPS étaient 11 % plus grands que ceux sous les DEL. Le contenu en nutriments dans les plants contrôlés était substantiellement plus important dans la plupart des catégories lorsqu’on compare l’éclairage par DEL et par HPS. De plus, les graines de lin sous éclairage DEL ont poussé 33 % plus rapidement que ceux sous éclairage HPS. Cette situation est probablement due à l’impact négatif de la lumière sur la germination.
Il existe des avantages et des désavantages à l’éclairage DEL et HPS. Les DEL encouragent une forte croissance des feuilles et une germination rapide, alors que l’éclairage HPS encourage une meilleure croissance et une maturation plus rapide. Les recommandations pour un travail futur comprennent l’utilisation de plants de basilic cloné, des tests avec différents types de DEL et de l’éclairage supplémentaire, une température et un taux d’humidité constants, et l’utilisation du rendement de la plante comme paramètres de croissance à examiner.
Conception d'un procédé de digestion anaérobie pour remplacer les opérations de compostage actuelles à Sydney, en Nouvelle-Écosse
Emily Chaisson, Nicole Langille, et Rachel Hirtle
Université Dalhousie
L'objectif principal de ce projet est de concevoir un procédé de digestion anaérobie approprié pour remplacer les opérations de compostage actuelles à Sydney, en Nouvelle-Écosse. L'objectif de conception est de traiter avec succès la demande de compost requise par la municipalité dans un avenir proche, tout en créant une source d'énergie renouvelable et un digestat commercialisable.
Valorisation des feuilles de camerise à l’aide de la flottation aqueuse en deux phases
Kar Yeen Chong
Université Dalhousie
Les feuilles de camerise sont une ressource sous-utilisée des fermes de baies de camerise. Ces plantes vivaces perdent leurs feuilles en automne et les feuilles sont habituellement taillées annuellement pour encourager la productivité. Les études ont démontré que les feuilles de baies contiennent de nombreux composés de grande valeur comme les polyphénols et les iridoïdes, et qu’elles possèdent d’importantes propriétés pour la promotion de la santé comme des activités neuroprotectrices, anti-inflammatoires, antioxydantes et antimicrobiennes. Notre recherche se concentre sur l’extraction écologique des biomolécules de grande valeur des feuilles de camerise en utilisant la flottation aqueuse en deux phases (ATPF). L’ATPF est une technique de bioséparation aidée par les bulles qui intègre les systèmes aqueux en deux phases (ATPS) et la sublation de solvant. Cette méthode est simple, échelonnable et écoénergétique. Plus précisément, nous visons à évaluer le rendement de l’ATPF de l’éthanol/sel pour la séparation et l’extraction des composés bioactifs des feuilles de camerise en analysant l’acide chlorogénique, les flavonoïdes, et le contenu phénolique total (CPT). L’hypothèse est que l’ATPF augmente l’efficacité de l’extraction comparativement aux méthodes conventionnelles d’extraction solide-liquide. Comme pour les autres extraits de plantes, les extraits de feuilles de camerise peuvent potentiellement être intégrés aux suppléments diététiques, à la formulation de produits cosmétiques, et aux matériaux d’emballage actifs. Davantage de recherche explorera l’utilisation d’ATPF à base de sucre comme alternative aux systèmes à base de sel.
Évaluation du cycle de vie d’une raffinerie d’éthanol de maïs comparée à une nouvelle bioraffinerie
Daniel Gerrior
Université Dalhousie
Cette étude vise à effectuer l’évaluation du cycle de vie d’un établissement de production d’éthanol par broyage à sec basé sur l’usine d’éthanol IGPC en Ontario, au Canada et d’effectuer une comparaison avec une nouvelle bioraffinerie. Les deux établissements produisent de l’éthanol, alors que l’établissement traditionnel produit aussi de la drêche sèche de distillerie et des composés solubles (DDGS), Hi-Pro et du sirop riche en fibres; tous sont utilisés comme option alimentaire pour les animaux. Le nouvel établissement produira des grains secs de distillerie, alors que les composés solubles éviteront l’évaporation coûteuse et seront plutôt utilisés dans un nouveau digesteur anaérobie. L’effluent du digesteur sera ensuite traité pour recouvrer la struvite, qui peut être utilisée comme engrais. Le digestat sera ensuite utilisé pour la culture de chlorelle sorokiniana riche en amidon. Cette algue sera ensuite recyclée à l’avant de l’usine pour fournir le maïs nécessaire pour la bioraffinerie. La bioraffinerie a été proposée afin de réduire l’apport en maïs, la consommation énergétique et les émissions de gaz à effets de serre associés à la production d’éthanol. Le nouvel établissement comprend aussi une usine de chauffage et d’électricité, qui utilise le biogaz produit dans le digesteur anaérobie. Une évaluation du cycle de vie est nécessaire afin de déterminer l’impact environnemental des deux systèmes et le potentiel d’augmentation de la durabilité environnementale de la nouvelle bioraffinerie.
Hydrogels de nanocomposite cellulosique inspirés des tuniciers
Gabrielle Gray
Université de l’Île-du-Prince-Édouard
Au cours des dernières années, il y a eu une augmentation de l’intérêt pour l’utilisation de matériaux durables et naturels dans la préparation de composites avancés. Par contre, il y a eu un succès limité pour la création d’hydrogels conducteurs avec d’importantes propriétés d’autoréparation et mécaniques. À l’aide de cellulose de plante, hybride (combinaison de cellulose de plante et de tunicier), et de cellulose à base de tunicier, les hydrogels sont synthétisés. Les propriétés d’autoréparation et mécaniques de ces hydrogels sont observées et comparées. Ces hydrogels adhèrent sans réponse inflammatoire ou résidus et peuvent reprendre leur fonctionnalité et leur structure. Une augmentation de la sensibilité de contrainte permet de surveiller et d’analyser les grands et petits mouvements.
Changement de phase de biomatériaux pour le stockage fiable et rentable de l’énergie thermique
Samer Kahwaji
Université Dalhousie
Le stockage de l’énergie thermique à l’aide des matériaux en changement de phase (PCM) compris dans la structure des édifices peut potentiellement réduire les exigences d’énergie de refroidissement et de chauffage. Les huiles comestibles et les acides gras dérivés de sources végétales sont particulièrement utiles comme PCM bios dans l’environnement bâti à cause de leur grande capacité de stockage de l’énergie, leur non-toxicité, leur faible coût et l’origine des ressources renouvelables. Dans le cadre de ce travail, les propriétés thermiques pertinentes (température de fusion, chaleur latente [enthalpie de transition], capacité thermique et conductivité thermique des phases liquides et solides) et la stabilité thermique à long terme des huiles comestibles et des acides gras PCM facilement disponibles seront rapportés. Un outil informatique de « conception PCM » peut être utilisé pour déterminer le mélange de nouveaux PCM bio avec des températures de fusion précises qui seront aussi présentées.
Utilisation de L’algue Myriophylle à épi Comme Facteur de Croissance Bacterienne D’E. coli ATCC 25922
Cyntia Linda Guelassi Kamahe
Collège communautaire du Nouveau-Brunswick
Le myriophylle à épi est une plante aquatique qui a la capacité de se répandre à grande vitesse dans les eaux. Son caractère envahissant réduit la biodiversité des plantes aquatiques, diminue les activités aquatiques et modifie les taux d’oxygène dissous. Elle fut découverte en 1961 dans le lac Érié et est maintenant présente dans la rivière Madawaska (NB). Malgré ces inconvénients, les nutriments présents dans cette plante pourraient être valorisés.
L’hypothèse de ce projet est que le myriophylle à épi peut être utilisé comme base nutritive pour les bactéries. L’objectif est de déterminer si un milieu de culture fait avec l’algue myriophylle à épi peut permettre la croissance d’Escherichia coli ATCC 25922 comparativement avec milieu commercial TSA (Tryptone Soya Agar).
Cinq milieux de culture ont été testés : TSA (contrôle positif); algue + NaCl + agar (milieu substitutionnel); algue + agar (effet de l’algue); agar (contrôle négatif) et agar + NaCl (effet du NaCl). Un dénombrement de populations bactériennes a été effectué avec la méthode de MacFarland. Les résultats démontrent que, malgré une morphologie différente des populations bactériennes, le milieu de culture produit avec le myriophylle à épi permet la croissance d’E. coli au même niveau que le milieu TSA.
Fractionnement de mousse pour la valorisation d’antioxydants de marc de betterave rouge
Sonia Kumar
Université Dalhousie
La betterave rouge (Beta vulgaris L.) est un légume important en matière de capacité antioxydante. Elle contient des niveaux élevés de pigments de betalaïne et est la seule culture commercialement acceptée comme colorant naturel pour les aliments, les arts décoratifs, les cosmétiques et les produits médicinaux. Le marc de betterave rouge représente 15 à 30 % de la biomasse de déchets de betterave, qui est non comestible et généralement rejeté comme déchet, malgré le haut niveau de betalaïne et de composés phénoliques. L’extraction de composés à grande valeur ajoutée est habituellement effectuée à l’aide de solvants organiques toxiques. Par contre, le fractionnement de mousse est une alternative prometteuse au niveau environnemental bénin pour la valorisation de ces composés à grande valeur ajoutée du marc de betterave rouge. Dans cette étude, une approche pour l’utilisation du fractionnement de mousse pour simultanément extraire et concentrer les composés de valeur ajoutée du marc de betterave rouge est proposée. Le travail comprendra l’examen de facteurs comme le débit d’air, le volume liquide, et la concentration de tensioactifs, avec l’analyse du pourcentage de récupération et du taux d’enrichissement comme indicateurs de rendement. Une fois extraits, les antioxydants peuvent se dégrader à cause de facteurs environnementaux (p. ex. température et lumière). Ainsi, l’encapsulation est aussi proposée pour améliorer la stabilité des extraits de mousse des applications potentielles comme la formulation de produits cosmétiques et les nouveaux agents antimicrobiens.
De déchets de serre à produits de grande valeur
Ashley McEachern
Université de l’Île-du-Prince-Édouard
Les milieux de culture alternatifs deviennent de plus en plus populaires, particulièrement dans les établissements de culture verticale. Les milieux de culture comme la fibre de coco, la paille et le paillis sont communément utilisés en remplacement de la terre. Ils permettent aux racines des plantes de grandir et d’extraire les nutriments/l’eau sans le dégât de planter dans la terre. Par contre, ces substrats peuvent devenir très onéreux lorsqu’ils doivent être remplacés continuellement après chaque usage. Un examen du renouvellement du substrat utilisé a été effectué pour voir si les coûts du substrat peuvent être réduits en réutilisant le substrat traité dans le système. La carbonisation hydrothermique a été utilisée sur les échantillons de substrats des opérations de culture verticale pour déterminer si cette méthode pouvait remplacer le milieu de culture, ou si un mélange de substrat carbonisé pourrait servir de milieu adéquat sans inhiber la croissance ou la qualité des plants.
Prolonger le cycle de vie de microalgues dans le processus d’extraction lipidique
Jenna Norma et Kayla Cloute
Collège communautaire de la Nouvelle-Écosse
Avec la population croissance d’aujourd’hui et l’utilisation de ressources non durables et la diminution des ressources naturelles de la Terre, il est nécessaire d’explorer les options durables et environnementales qui peuvent servir à remplacer les combustibles fossiles. Les microalgues peuvent offrir un rendement jusqu’à 20 fois plus élevé que les sources de biocarburants existantes. Il existe des dizaines de milliers d’espèces d’algues connues, et nous en découvrons toujours davantage, qui se retrouvent partout sur la planète. La plupart des microalgues croissent grâce au processus de photosynthèse, où la lumière du soleil, le CO2 et les nutriments sont utilisés pour ensuite être convertis en biomasse qui peut ensuite être extraite, et convertie en biocarburant. Actuellement, une des méthodes les plus utilisées pour l’extraction de lipides nécessite une grande demande d’énergie, d’importants coûts de production, et détruit la biomasse de microalgues, ce qui est fait un « usage unique ».
Une méthode d’extraction de lipides nommée « extraction lipidique » est devenue très populaire à cause de sa nature non invasive, ce qui entraine la capacité de réutiliser les cultures de microalgues jusqu’à quatre fois pour en extraire les lipides. En gardant les cultures de microalgues vivantes, il est possible d’utiliser la même culture pour plusieurs cycles de croissance et de culture des lipides. L’extraction doit permettre à la biomasse de microalgues de croitre dans un environnement qui imite son environnement naturel, et est ensuite assujetti à un de ses multiples stresseurs afin de simuler le même stress qui résulte en la destruction de la biomasse, mais garde les organismes intacts. Dans nos études expérimentales, deux stresseurs, notamment Hexane et Dodecane, ont été utilisés. La spectroscopie à émission de flammes et l’analyse de poids à sec ont été utilisées pour la santé des microalgues et l’extraction des lipides, respectivement. Pour améliorer le rendement de l’extraction lipidique, notre recherche future comprendra l’utilisation de solvants organiques biocompatibles comme les liquides ioniques.
Traitement et recyclage des nutriments des eaux usées municipales à l’aide de biochar
Abhishek Pokharel
Université de l’Île-du-Prince-Édouard
La pyrolyse peut être utilisée pour la production d’énergie à partir de biomasse de déchets de l’agriculture et de la foresterie. Le biochar est le sous-produit solide de la pyrolyse et son utilisation en cascade peut diminuer le coût du processus. Une grande variété de recherche sur le biochar a démontré sa capacité d’absorber les nutriments, les métaux et les composés complexes; filtrer les solides en suspension; améliorer la croissance des microorganismes; retenir l’eau et les nutriments ainsi qu’augmenter le contenu en carbone du sol. De plus, les systèmes durables de biochar sont une approche attrayante pour la séquestration du carbone et le cycle complet de gestion des déchets. Le biochar commercial de Sigma Aldrich a été étudié pour son adsorption d’azote de l’effluent de l’usine municipale de traitement des eaux usées. L’isotherme d’adsorption et la courbe de restitution ont été déterminées pour le biochar. Similairement, les effets du biochar dans des bioréacteurs aérobie et anaérobie ont aussi été examinés. Dans les deux cas, la biomasse a été augmentée en présence du biochar. La quantité de gaz produit pour digestion anaérobie du mélange de fruits (pommes et bananes) était semblable, mais le taux de production a été significativement plus rapide dans les réacteurs avec du biochar. L’objectif cumulatif de l’étude est d’utiliser le biochar dans diverses unités de traitement des eaux usées pour optimiser l’utilisation et la valeur ajoutée avant d’être utilisé comme amendement pour le sol.
Recouvrement de nutriments des résidus solubles de digestat et de culture de microalgues pour la production de bioproduits
Farid Sayedin
Université Dalhousie
Les résidus solubles sont un liquide riche en nutriments, un sous-produit des usines de production d’éthanol de maïs qui peut être digesté anaérobiquement pour la production de méthane et le retrait de la demande chimique en oxygène (DCO). Le digestat ainsi produit, qui est riche en nutriments comme l’azote-ammoniaque (478±11mg/L) et le phosphore (508±5mg/L), offre un grand potentiel pour être utilisé comme source de nutriment pour la culture de microalgues. Par contre, l’importante concentration d’ammoniaque dans le digestat inhibe la croissance de microalgues. Dans cette étude, l’ammoniaque présente dans les résidus solubles a été partiellement récupérée sous forme de struvite pour réduire la concentration d’ammoniaque et améliorer la proportion d’azote et de phosphore (N/P) pour la culture de microalgue. Trois différentes espèces de microalgues ont été cultivées dans les diverses doses de digestat traité et non traité sous des conditions stériles, dans lequel C. sorokiniana dans une double dilution de digestat sans struvite a démontré le meilleur taux de croissance. Sa concentration en biomasse a atteint 1,62±0,11g/L et le l’efficacité du retrait d’azote et de phosphore était de 95,3±1 % et de 78,3±1,1 % au jour 18. Le contenu en protéine, en amidon et en lipides de la biomasse est de 37,8 %±3,4; 17,8±0,8 % et 8,9±0,3 %, respectivement au jour 18. L’importance de cette étude est l’intégration potentielle de la culture de microalgues dans les usines de production existantes de l’éthanol de maïs pour le recyclage de nutriments et la production de microalgues riches en amidons pour remplacer partiellement le maïs comme source alimentaire.
De biodéchets à énergie : une approche durable pour améliorer la vie aquatique
Ankita Shrestha
Université de l’Île-du-Prince-Édouard
L’eutrophisation des algues et l’accumulation des plastiques dans l’eau font partie des multiples causes de la mort des animaux aquatiques. La croissance excessive de microalgues comme la laitue de mer bloque les cours d’eau, cause des événements anoxiques, nuit à la vie aquatique et le processus de désintégration crée une odeur déplaisante. Tandis que la laite de mer continue de croitre avec l’augmentation des activités agricoles qui infiltrent des nitrates dans l’eau, un processus intégré de carbonisation hydrothermique et de digestion anaérobie est utilisé pour convertir la surcroissance de la population de laitue de mer pour produire de l’hydrochar et du biogaz. Similairement, des piles de plastiques dans l’océan créent une soupe de plastique, qui affecte la vie marine. Les animaux aquatiques s’emmêlent dans le plastique et l’ingère ce qui mène à leur mort. Pour répondre à cette problématique, les bioplastiques ont été développés. La plupart des plastiques biodégradables finissent dans le recyclage organique, où les matériaux sont transformés en compost et en énergie renouvelable (biogaz et chaleur). Par contre, plusieurs plastiques biodégradables qui portent la mention « biodégradable » ne sont pas réellement biodégradables dans les conditions commerciales de transformation des déchets. Dans cette recherche, la digestion anaérobie des bioplastiques est effectuée pour examiner la production de biogaz et tester la biodégradabilité des bioplastiques.
Valorisation de l’espèce d’algue verte envahissante Myriophyllum spicatum retrouvée dans la rivière Madawaska
Victoria Simo
Collège communautaire du Nouveau-Brunswick
Le myriophylle à épi est une plante aquatique exotique considérée envahissante compte tenu sa forte compétition avec les plantes indigènes et son mode de reproduction. Il représente une sérieuse menace pour l’environnement en altérant l’écosystème naturel et perturbant la biodiversité locale. Il peut également avoir des répercussions sur le plan économique et social, entre autres, en affectant le tourisme et en limitant les activités récréatives.
L’hypothèse de ce projet est que les carbohydrates présents dans le myriophylle à épi peuvent être à la base de la production de bioéthanol.
L’objectif consiste à valoriser le myriophylle à épi en déterminant sa concentration en sucres et la quantité d’éthanol obtenu après la fermentation d’un milieu à base d’algues. Différentes méthodes ont été utilisées : l’extraction à reflux et épuisement à base d’éthanol (80%), des analyses qualitatives (une série de test et d’épreuve spécifiques pour différents sous-groupes de sucres) et l’analyse quantitative des sucres totaux (méthode Dubois et al.). Des essais de fermentation ont été faits en utilisant les levures Saccharomyces cerevisiae.
Les résultats démontrent que le myriophylle à épi est pauvre en sucres et qu’il ne peut pas servir de biomasse pour la production de bioéthanol.
Développement et mise à l’échelle d’un système continu pour la transformation des tuniciers
Charles Terrio
Université de l’Île-du-Prince-Édouard
Les tuniciers sont une espèce marine invasive et ils sont une problématique pour l’industrie de l’aquaculture des moules à l’Île-du-Prince-Édouard (IPÉ). Les tuniciers sont la première espèce aquatique envahissante à poser un défi à l’industrie des moules de l’IPÉ. Ces tuniciers sont aussi la seule source connue de cellulose animale. La recherche effectuée à la Faculté de génie du design durable à l’Université de l’Île-du-Prince-Édouard a permis de produire la cellulose nanocristalline à partir des tuniciers. Il s’agit d’un produit de grande valeur, qui représente la région nanocristalline du polymère cellulosique. Ce projet créera un système continu pour la production de cellulose nanocristalline et le mettre ensuite à l’échelle.
Caractérisation De Biochar Par Pyrolyse à Micro-ondes Et La Modélisation Des Biocomposites GFRP Renforcés Par Char
Chase Wallace, Dr. G. Saha, Dr. M. Afzal
University of New Brunswick
Cette thèse de recherche portait sur la fabrication et la caractérisation de biochar synthétisé à partir de la pyrolyse à micro-ondes, ainsi que sur la fabrication, les tests et la modélisation d'un nouveau biocomposite en trois parties grâce à l'ajout de biochar comme charge renforçante au polymère commun renforcé de fibres de verre. Composite (GFRP). Biochar a été produit à partir de matières premières de bois de résineux et de chanvre, en utilisant des lots de un kilogramme de biomasse mélangés à 10% en poids d'absorbeur de micro-ondes, pyrolysés à temps de séjour constant de 1 heure. Les niveaux de puissance des micro-ondes de 2100, 2400 et 2700 watts ont été sélectionnés après plusieurs essais préliminaires. Les vitesses de chauffage par pyrolyse pour un grand lot de charge de biomasse ont été trouvées allant de 25 à 50 ° C / min. Un certain nombre de techniques de caractérisation ont été utilisées pour les biochars, notamment l’analyse de la physiosorption, l’analyse immédiate / ultime, la spectroscopie FT-IR et la nanoindentation. Les caractéristiques globales ont été améliorées en augmentant la puissance des micro-ondes pendant la pyrolyse.
Les biocomposites ont été produits en interne par un procédé de pultrusion en faisant varier le pourcentage de volume de la matrice de biochar de 5, 10 et 20%. Lors d'essais mécaniques, il a été constaté que l'ajout de biochar augmentait la limite d'élasticité en flexion et le module des biocomposites à un maximum de 34 et 6,5% respectivement pour une charge de biochar de chanvre de 20%. Les essais de traction ont révélé que l’ajout de biochar avait une certaine influence sur les propriétés de traction des biocomposites, les augmentations maximales de la résistance à la traction et du module étant respectivement de 12,5% et 2,6%. La règle des mélanges et les modèles micromécaniques d'homogénéisation ont été évalués par rapport aux résultats expérimentaux afin de déterminer leur validité pour ces nouveaux biocomposites en trois parties, le plus grand pourcentage de différence étant de 13%. Un modèle d'éléments finis a été créé et analysé via le logiciel Abaqus FEA pour la modélisation d'homogénéisation.
