Département de Génie des Procédés
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Item APPLICATION DES RESEAUX DE NEURONES POUR PREDIRE LE RENDEMENT DE L’EXTRACTION LIQUIDE- LIQUIDE DU PHENOL(2008) MESSIKH NabilLe phénol et ses dérivées sont des substances toxiques,présentes dans les eaux industrielles provenant de la fabrication de la peinture,du papier,des plastiques,de la pétrochimie et de la transformation des bois. Des chercheurs se sont focalisés sur l’étude de la récupération du phénol et de ses dérivées à partir des solutions aqueuses par plusieurs techniques. La technique utilisée dans ce travail est l’extraction liquide-liquide, technique courante de l’industrie chimique qui est basée sur le transfert de matière entre deux liquides non ou partiellement miscibles. Cette technique est considérée comme une solution adéquate pour l’élimination des substances organiques. Dans la première partie, consacrée à l’optimisation du procédé de l’extraction liquide-liquide, nous avons évalué les valeurs des facteurs influençant sur cette technique, à savoir la concentration de l’extractant (Tributyl de phosphate), le rapport de la phase organique sur la phase aqueuse (O/A) , le temps d’agitation,la vitesse d’agitation et le pH de la solution aqueuse,donnant un meilleur rendement d’extraction du phénol. Ensuite, on passe à la deuxième étape complémentaire qui est la désextraction. Cette étape consiste à régénérer la phase organique afin de la débarrasser totalement ou partiellement du phénol. Nous avons étudié l’évolution du rendement de la désextraction en fonction des paramètres suivants : • Le rapport de la phase organique sur la phase aqueuse. • Le temps d’agitation. • La vitesse d’agitation. • La concentration de la soude NaOH en phase aqueuse. La deuxième partie consiste à élaborer un modèle physico-chimique pour représenter les équilibres à l’interface liquide- liquide. Ce modèle nous a permis de conclure que la valeur du coefficient du partage physique est plus faible devant celle du coefficient du partage chimique (le phénomène de diffusion du phénol en phase organique reste un phénomène négligeable devant l’extraction par l’extractant). Et enfin pour mieux prédire le rendement de l’extraction liquide-liquide, nous avons appliqué un modèle de réseaux de neurones appelé le Perceptron Multi Couches (PMC) capable de modéliser la fonction non linéaire du rendement de l’extraction liquide -liquide et de régénération du solvant.Item « Élaboration d'un nanomatériau mésoporeux de type NANORODS à base de dioxyde de titane (TiO2), et sa mise en œuvre dans un procédé d`élimination photocatalytique des polluants organiques (PCP, MO, CV). ».(2009) HAYA SihemL`objectif principal de ce projet est d`élaborer un nanomatériau mésoporeux de type NANORODS á base de dioxyde de titane (TiO2), et mettre en œuvre un procédé d`élimination d`un produit organique, en utilisant ce matériau comme photocatalyseur. De nos jours la chimie Sol-Gel est considérée comme l’une des branches majeures des nanotechnologies, qui consiste à concevoir et synthétiser sous une basse température des dispositifs à l’échelle nanométrique. Pour ce but, cette voie a été privilégiée pour la synthèse des NANORODS. Au cours de cet exposé, plusieurs techniques spectroscopiques (Raman, FTIR, UV-VIS) ont été utilisées pour la caractérisation et l`identification de différentes phases constituants le matériau, nous montrerons à travers différents exemples que ces techniques sont particulièrement bien adaptées à la caractérisation des NANORODS. La nécessite de trouver des technologies nouvelles, efficaces et économes d`énergie permettent de réduire la pollution existante devient impérative, parmi celles ci la «photocatalyse», a fait leur preuve pour la destruction des composés organiques avec un coût d`investissement et de fonctionnement modeste par une efficacité notable. Ce procédé a été porté pour la dégradation de différentes sortes de polluants organiques tels que : pentachlorophénol, le Méthyle orange, et le Cristal violet présents dans une solution aqueuse à une concentration de 10 ppm en présence de TiO2 NANORODS. L’activité de TiO2 NANORODS comme un agent photocatalytique liée à certain nombre de facteurs qui présentent une influence sur ce dernier. Dans ce stade nous avons étudié la dégradation de quelques polluants organiques .Les résultats de cette étude révèlent que : le traitement choisi a permis de conclure que la décomposition de ces substrats se fait avec des rendements satisfaisants aux alentours de 99,82%, une destruction quasi totale de la matière polluante avec tous les paramètres étudiés (température de cristallisation, formes de NANORODS, intensité du flux lumineux, pH ……)Item Complexation de métaux lourds Par des hétéropolyanions lacunaires De type DAWSON : extraction Par membrane liquide émulsionnée(2010) ZABAT NACERAL'objectif visé par cette étude est la dépollution des eaux à partir de la complexation des métaux lourds (Co2+ , Ni2+ , Pb2+et Al3+), en solution par des hétéropolyanions lacunaires (HPA) de type DAWSON (α2P2W17O61) 10- et (P2W15Mo2O61) 10- , puis la récupération de ces complexes formés en utilisant la technique de l’extraction par membrane liquide émulsionnée (MLE). A travers l’étude des paramètres influençant la formation de ces complexes et la détermination des constantes de stabilité il a été déduit que les complexes formés sont très stables. Les constantes de stabilité sont de l’ordre de 103 à 106 . L’étude des conditions optimales de l’extraction des complexes formés par MLE a révélé que les rendements sont proches de 80% à 90%. Par ailleurs, un hétéropolyacide de formulation H6P2W15Mo3O62 a été utilisé comme ionophore pour l’élaboration d’un capteur impédancemétrique pour la détection du cobalt en milieux aqueux.Item Dégradation sonochimique de la Rhodamine B en solutions aqueuses: Effets des ions hydrogénocarbonates et carbonates et des matrices complexes(2010) Slimane MEROUANICe mémoire est centré sur l'étude de la dégradation sonochimique d’un colorant basique récalcitrant, la Rhodamine B (RhB), en phase aqueuse par application d’une onde ultrasonore de haute fréquence (300 kHz). Ce travail a montré que la technique ultrasonore peut être employée efficacement pour l’élimination de la RhB. La production d’espèces oxydantes par les ondes ultrasonores a été déterminée par la dosimétrie KI, la réaction de Fricke et la production de H2O2 dans l’eau. Les trois méthodes étudiées montrent clairement la production d’espèces oxydantes pendant la sonolyse à 300 kHz. L’étude menée sur l’influence des paramètres opératoires sur les trois dosimétries sonochimiques a montré que la production d’espèces oxydantes est fortement influencée par les conditions de l’expérimentation. La vitesse de dégradation de la RhB dépend de la concentration initiale du colorant, de la puissance acoustique, du pH et de la température de la solution. L’ajout de Na2SO4 à la solution du colorant montre l’existence d’un optimum de concentration en sel pour améliorer la vitesse de dégradation de la RhB. La dégradation sonochimique menée dans les eaux naturelles et distillée ne montre aucune différence significative entre la dégradation dans l’eau de source et l’eau de mer et celle obtenue dans de l’eau distillée. L’addition du fer améliore significativement la vitesse de dégradation du polluant. L’ajout de H2O2 dans le système augmente sensiblement l’efficacité de la dégradation. La dégradation sonolytique de la RhB est fortement intensifiée par l’addition de CCl4. La saturation en air du milieu réactionnel avant le traitement sonochimique améliore le rendement de dégradation. La présence de tert-butanol à faibles concentrations accélère légèrement la vitesse de dégradation. La dégradation de la RhB est efficacement inhibée, mais pas complètement, pour des concentrations élevées en tert-butanol. La présence d’une concentration élevée de saccharose ou de glucose dans la solution de RhB ne conduit qu’à une faible réduction de la vitesse de dégradation. Sous l’action des ultrasons, 58 % de la DCO initiale sont éliminés après 240 minutes de traitement. Sous l’action de l’irradiation ultrasonore qui génère des radicaux HO• , le radical carbonate (CO3 •-) peut être formé comme un produit secondaire de la sonolyse de l’eau quand elle contient des ions hydrogénocarbonates ou carbonates. L’efficacité de la destruction sonolytique de la RhB est clairement intensifiée par l’addition des ions hydrogénocarbonates et carbonates, particulièrement pour les faibles concentrations en RhB. En présence de compétiteurs organiques à des concentrations élevées tels que le saccharose et le glucose, la destruction ultrasonore du colorant diminue en présence d’hydrogénocarbonate et carbonate, et le degré d’inhibition est plus remarquable en présence de glucose qu’en présence de saccharose. Durant la sonolyse d’une solution aqueuse de RhB (0,5 mg/L) contenant 3 g/L d’hydrogénocarbonate et 10 g/L de carbonate, l’oxydation complète de la solution est achevée après 60 et 40 minutes d’irradiation respectivement. Ceci indique que les radicaux carbonates sont plus convenables que les radicaux HO• à l’oxydation des colorants organiques tels que la RhB.Item Destruction Sonochimique de Perturbateurs Endocriniens du Type Alkylphénol dans l’Eau : Influence des Matrices Minérale et Organique et Modélisation(2011) CHIHA MahdiL’utilisation des ondes ultrasonores constitue une nouvelle voie pour le traitement des eaux chargées en composés toxiques et peu biodégradables. Les effets induits par les ultrasons résultent du phénomène de cavitation, c'est-à-dire la création, l’évolution et l’implosion de bulles au sein du liquide. L’implosion de ces bulles conduit à la décomposition des molécules vaporisées et à la formation de radicaux libres dans le milieu. Le premier objectif de cette thèse a été d’envisager la possibilité d’appliquer les ultrasons pour l’élimination d’une molécule modèle d’alkylphénol (le 4-cumylphénol (4-CyP)). Pour cela, l’efficacité du procédé ultrasonore pour l’élimination de cet alkylphénol a été évaluée en utilisant des solutions synthétiques. L’effet de plusieurs paramètres opératoires tels que la puissance, la fréquence, la concentration initiale du polluant, le pH, la température, la nature du gaz dissous sur le processus de dégradation sonochimique a été étudié et discuté. La cinétique de dégradation du 4-CyP est influencée par la fréquence des ultrasons. La vitesse de décomposition augmente proportionnellement avec la puissance des ultrasons et la température du milieu. La réaction de dégradation est plus favorable à pH acide. La destruction du 4-CyP en présence des gaz testés est dans l’ordre suivant : argon > air > azote. La dégradation sonochimique du 4- CyP est clairement intensifiée en présence des ions bromures et cet effet est plus prononcé lorsque la concentration en bromure est élevée. A faibles concentrations en 4-CyP, les ions hydrogénocarbonates améliorent de façon notable la vitesse de dégradation du polluant. Les expériences menées en utilisant une eau naturelle montrent une nette amélioration de la dégradation du 4-CyP par rapport à celle obtenue dans l’eau distillée. L’influence des matrices minérale et organique sur la dégradation sonochimique du perturbateur endocrinien 4-isopropylphénol (4-IPP) dans l’eau a été évaluée. Les ions hydrogénocarbonates comme matrice minérale et le saccharose en tant que compétiteur organique sont testés afin d’étudier leur effet sur la cinétique de dégradation sonochimique du 4-IPP. A faible concentration en 4-IPP, la dégradation sonochimique est clairement intensifiée en présence des ions hydrogénocarbonates. Cette intensification est due à la production du radical carbonate formé via la réaction du radical hydroxyle avec l’ion hydrogénocarbonate. La dégradation sonochimique du 4-IPP à faible concentration n’est pas affectée en présence d’un large excès de saccharose. En revanche, en présence des ions hydrogénocarbonates, le saccharose peut réduire la vitesse de dégradation sonochimique du 4-IPP par une réaction de compétition avec les radicaux carbonates formés dans la solution. Nous nous sommes également intéressés à la dégradation sonochimique du phénol (Ph), du 4-IPP et de la Rhodamine B (RhB) en solutions aqueuses pour une large gamme de concentrations initiales dans l’objectif d’analyser la cinétique de la réaction de destruction. Les résultats obtenus montrent que la vitesse de dégradation augmente avec l’augmentation de la concentration initiale du substrat jusqu’à atteindre un plateau, et que la destruction sonolytique est principalement réalisée par une réaction avec les radicaux hydroxyles dans la région interfaciale des bulles de cavitation. La vitesse de formation du peroxyde d’hydrogène diminue avec l’augmentation de la concentration du substrat. Pour des concentrations élevées en 4-IPP, la production du peroxyde d’hydrogène est presque constante. Les données de la dégradation sonochimique sont analysées par les modèles d’Okitsu et al. et de Serpone et al. développés en se basant sur un mécanisme du type Langmuir. Les cinq formes linéaires de l’équation d’Okitsu et al. ainsi que l’analyse par la méthode de régression non-linéaire sont discutées. Les résultats indiquent qu’il n’est pas adéquat d’utiliser le coefficient de détermination de la méthode de régression linéaire pour comparer l’ajustement des courbes. Parmi les cinq expressions linéaires du modèle cinétique d’Okitsu et al., la forme-2 décrit convenablement les données de la dégradation du Ph et du 4-IPP. La méthode non-linéaire d’ajustement des courbes est la plus appropriée pour déterminer les paramètres du modèle. Une excellente représentation des résultats expérimentaux de la destruction de la RhB est obtenue en utilisant le modèle de Serpone et al. L’équation de Serpone et al. donne un mauvais ajustement des données de la dégradation sonolytique du Ph et du 4-IPP. Ces résultats montrent que le Ph et le 4-IPP subissent essentiellement une dégradation à l’interface bulle-solution, alors que la RhB est dégradée à l’interface bulle-solution et dans la solution.Item Etude de station de traitement des eaux à boues activées : Optimisation de l’aération et la clarification en vue d’une bonne décantabilité des boues(2012) SAHTOUT Naziha née SIDLes problèmes biologiques, encore fréquents, limitent la fiabilité des stations d'épuration à boues activées. Complexes dans leur compréhension, leur maîtrise est parfois délicate pour les opérateurs chargés d'assurer le bon fonctionnement des installations. Dans la wilaya de Souk-Ahras, il existe deux stations d’épuration à boues activées : STEP de Souk-Ahras et STEP de Sedrata. Elles sont alimentées par un réseau unitaire. L’objectif recherché dans notre travail est l’étude et le diagnostic des deux stations d’épuration à boues activées, l’étude et le contrôle de différents paramètres de performance de l’aération et clarification pour obtenir une bonne décantation des boues selon le fonctionnement des deux STEP. Ensuite une observation microscopique de la boue activée pour les STEP (Souk Ahras et Sedrata) pendant une période de trois mois pour détecter différentes espèces protozoaires et métazoaires et vérifier la présence ou l’absence de bactéries filamenteuses qui sont à l’origine des problèmes de décantation au niveau du clarificateur. Notre étude montre un bon fonctionnement et une exploitation de la STEP de Sedrata, alors que celle de Souk-Ahras, rencontre certains problèmes liés à une mauvaise exploitation.Item Valorisation de la chaux résiduaire, sous-produit de la fabrication d’acétylène, dans le traitement des eaux(2013) AYECHE RiadL’objectif de ce travail est de valoriser la chaux résiduaire rejetée par l’usine de fabrication d’acétylène, l’Entreprise Nationale des Gaz industriels (ENGI), sise à Annaba. Très soucieux de ce problème, la valorisation de ce rebut chimique demeure une opération fastidieuse et complexe. Devant son importance, sa quantité déversée dans la nature et sa nuisibilité à l’environnement, ce résidu peut se révéler être un véritable problème. C’est en partant de ce constat très pertinent, que nous nous sommes engagés dans ce projet de recherche, qui est notamment, fondé sur une démarche d’intégration de la chaux résiduaire, dans le traitement des eaux. D’emblée, il nous a paru primordial de déterminer les caractéristiques physico-chimiques de cette chaux résiduaire. Cette dernière a montré des caractéristiques similaires à celles des chaux commercialisées. De par ses propriétés physico-chimiques intrinsèques, la chaux résiduaire a révélé des résultats excellents et attrayants, dans l’épuration des eaux usées de la ville de Annaba, en l’occurrence, l’élimination des matières en suspension et des matières organiques pour une dose optimale de chaux résiduaire de 850 mg/L. Pour ce qui est des résultats du TH, THCa, TAC et de la conductivité électrique, leurs minimaux sont obtenus pour une concentration de 125 mg/L de chaux résiduaire, durant le test de décarbonatation. Outre ses qualités clarificatrices, la chaux résiduaire est également très efficiente pour la précipitation des métaux lourds. Tout le savoir-faire auquel nous avions fait appel, le long de cette étude, dans le domaine de l’épuration des eaux usées et la valorisation de la chaux résiduaire, nous a amené à élaborer ce document, qui représente une source indéniable de compétence avérée et d’accompagnement dans le secteur du traitement des eaux.Item Valorisation de la chaux résiduaire, sous-produit de la fabrication d’acétylène, dans le traitement des eaux(2013) AYECHE RiadL’objectif de ce travail est de valoriser la chaux résiduaire rejetée par l’usine de fabrication d’acétylène, l’Entreprise Nationale des Gaz industriels (ENGI), sise à Annaba. Très soucieux de ce problème, la valorisation de ce rebut chimique demeure une opération fastidieuse et complexe. Devant son importance, sa quantité déversée dans la nature et sa nuisibilité à l’environnement, ce résidu peut se révéler être un véritable problème. C’est en partant de ce constat très pertinent, que nous nous sommes engagés dans ce projet de recherche, qui est notamment, fondé sur une démarche d’intégration de la chaux résiduaire, dans le traitement des eaux. D’emblée, il nous a paru primordial de déterminer les caractéristiques physico-chimiques de cette chaux résiduaire. Cette dernière a montré des caractéristiques similaires à celles des chaux commercialisées. De par ses propriétés physico-chimiques intrinsèques, la chaux résiduaire a révélé des résultats excellents et attrayants, dans l’épuration des eaux usées de la ville de Annaba, en l’occurrence, l’élimination des matières en suspension et des matières organiques pour une dose optimale de chaux résiduaire de 850 mg/L. Pour ce qui est des résultats du TH, THCa, TAC et de la conductivité électrique, leurs minimaux sont obtenus pour une concentration de 125 mg/L de chaux résiduaire, durant le test de décarbonatation. Outre ses qualités clarificatrices, la chaux résiduaire est également très efficiente pour la précipitation des métaux lourds. Tout le savoir-faire auquel nous avions fait appel, le long de cette étude, dans le domaine de l’épuration des eaux usées et la valorisation de la chaux résiduaire, nous a amené à élaborer ce document, qui représente une source indéniable de compétence avérée et d’accompagnement dans le secteur du traitement des eaux.Item Enlèvement de colorants à partir de solutions aqueuses par des matériaux sorbants non conventionnels et à faible coût(2013) GUECHI El-KhamssaCe mémoire a pour objet d’évaluer, d’étudier et de modéliser la sorption à partir de solutions aqueuses en mode batch : Un colorant basique, le vert de malachite (VM) par des déchets agricoles non conventionnels et à faible coût, (EPT), les (FM) et (FL), comme des matériaux biosorbants ; Un colorant anionique, l’acid blue 25 (AB25) par les (FM). La caractérisation physicochimique des biosorbants testés, les EPT, les FM et le FL, montre que les teneurs en fonctions de surface acides sont plus importante que celles des fonctions basiques. Le point de charge zéro des EPT, des FM et de FL est de 5,5, 5,7, 7,3 respectivement. Les effets des paramétres opératoires sur la biosorption du VM par les biomatériaux testés et la biosorption de l’AB25 par les FM ont été étudiés et discutés. L’augmentation de la concentration initiale des colorants entraîne un accroissement de la sorption. L’enlèvement des colorants augmente avec l’augmentation de la dose de biosorbant. Par contre, la quantité sorbée par unité de masse de biosorbant diminue quand sa dose augmente. La sorption des colorants est favorisée par les hautes températures car le processus global de sorption des colorants est endothermique. La force ionique défavorise la sorption du VM, en revanche pour la sorption de l’AB25 le favorise. Les pH basiques se sont avérés les plus favorables à la sorption du VM, par contre, les pH acides se sont avérés les plus favorables à la sorption de l’AB25. La quantité sorbée à l’équilibre la plus élevée est obtenue pour une vitesse d’agitation de 400 tr/min. La sorption des colorants augmente avec la diminution de la granulométrie. Les modèles de pseudo-premier ordre et pseudo-second ordre sont utilisés pour analyser les données cinétiques de sorption des colorants. Les résultats obtenus montrent que les cinétiques de sorption sont adéquatement décrites par l’équation de pseudo-second ordre. Les deux étapes limitantes des cinétiques de sorption des colorants sont le transfert à travers le film externe et la diffusion intraparticulaire. Les isothermes de sorption des colorants sont du type L, ce qui indique qu’il n’y a pas une forte compétition entre le solvant et le sorbat pour occuper les sites de sorption. Les isothermes de sorption des colorants à différentes températures ont été établies et modélisées par les équations de Langmuir (les cinq formes linéaires), Freundlich, Dubinin-Radushkevich, Harkins-Jura, Temkin, Elovich, Flory Huggins et Kiselev. De la modélisation des équilibres isothermes de sorption, il en ressort que la sorption des colorants est en monocouche sur la surface homogène des biosorbants. Pour la sorption des deux colorants, la variation d’enthalpie est positive, ce qui montre que le processus global de sorption est endothermique. La variation de l’énergie libre est négative démontrant que le processus de sorption des colorants par les biosorbents est spontané et favorable. Pour la sorption du VM et l’AB25, les valeurs de la variation de l’entropie sont petites et positives indiquant l’affinité des colorants à la surface des matériaux biosorbants, et une augmentation du désordre à l’interface solide-solution durant la sorption des colorantsItem Traitement Sonochimique des Eaux Contaminées par le Vert de Malachite(2013) MOUMENI OuardaL’onde ultrasonore, suite au phénomène de cavitation qu’elle engendre, est susceptible de dégrader, en solution aqueuse, des molécules organiques dissoutes rebelles aux méthodes classiques. Ce travail est consacré donc à l’étude du traitement des eaux contaminées par un colorant basique récalcitrant, le vert de malachite, par l’application d’ondes ultrasonores de haute fréquence (300 kHz). La production d’espèces oxydantes pendant la sonolyse est déterminée par les dosimétries KI et de 4-nitrophénol et par la réaction de Fricke. La production de peroxyde d'hydrogène diminue avec l’augmentation de la concentration du vert de malachite. En revanche, en l’absence de substrat, la formation de peroxyde d'hydrogène est maximale car tous les radicaux hydroxyles ●OH se recombinent pour le former. La vitesse de dégradation du vert de malachite dépend de la concentration initiale du colorant, de la puissance acoustique et du pH. L’ajout du fer(II) améliore significativement la vitesse de dégradation du vert de malachite surtout pour les faibles concentrations du colorant. L’addition des ions bromures améliore la dégradation sonochimique du colorant. L’ajout de sulfate de sodium et de chlorure de sodium n’a aucun effet significatif sur la dégradation. Par contre, l’ion bromure a montré un effet positif sur l’élimination sonochimique du vert de malachite. Aussi, en présence des ions bromures, la cinétique de dégradation du vert de malachite dans de l'eau distillée est plus rapide que celles obtenues dans les eaux naturelle et de mer. Le procédé sonocatalytique est influencé par la quantité de dioxyde de titane ajoutée et il est inhibé pour des concentrations élevées en catalyseur. La dégradation photocatalytiquedu vert de malachite à 365 nm est plus rapide que l’oxydation photochimique seule. Une amélioration significative de la dégradation du colorant est obtenue par la combinaison des irradiations ultraviolettes et ultrasonores en présence de TiO2 (sonophotocatalyse).Item Étude des propriétés adsorbantes des charbons activés issus des noyaux de dattes. Application au traitement d’effluent aqueux(2013) SEKIRIFA Mohamed LamineDeux variétés de dates ont été utilisées dans ce travail pour la préparation des charbons activés : Deglet-Nour (DN) et Ghars (G). Les procédures impliquées dans cette étude sont comme suit : La préparation du précurseur par pyrolyse suivie d’une étape d’activation physique par le dioxyde de carbone. Caractérisation des produits de pyrolyse par les méthodes analytiques de routine à savoir : Analyse élémentaire, Surface spécifique, Microscopie à balayage électronique et la spectroscopie infra rouge (FTIR). Réalisation d’une étude comparative basée sur l’adsorption du 4-Chlorophénol (substrat test) sur le charbon activé et commercial (TE 80). Nous avons ensuite mis en évidence l’influence des paramètres opératoires à savoir la température de pyrolyse, d’activation, du temps et du débit de gaz vecteur sur les caractéristiques de produits final. Les tests effectués sur les différents charbons activés ont conduit à l’obtention des capacités d’adsorption suivantes : 0,41 g/g pour la variété (DN) 0,32 g/g pour la variété (G). Par ailleurs, comparativement à un charbon actif commercial, nos échantillons naturels nous ont fourni des surfaces spécifiques assez intéressantes : 866 m2 /g pour la variété DN et 640 m2 /g pour la variété G. En conclusion, cette étude nous a permis d’optimiser les conditions opératoires de préparation de charbons activés à partir des résidus des noyaux de dattes. Ces derniers pourraient être exploités particulièrement en catalyse hétérogène et en traitement des eaux usées.Item Extraction du Colorant Noir Bleu Naphtol et du médicament Ibuprofène en milieu Aqueux par Membrane Liquide Emulsionnée(2014) BOUKAOUS NourelhoudaCe travail a pour objectif d'optimiser les paramètres influençant la stabilité des émulsions E/H et de les utiliser dans l'extraction par membrane liquide émulsionnée (MLE) du colorant Noir Bleu Naphtol (NBN) et du médicament anti-inflammatoire non stéroïdien Ibuprofène (IBP), présents dans des solutions aqueuses. Dans le but d’extraire le colorant NBN par MLE, une émulsion E/H formée de Span 80 comme tensioactif, d’Aliquat 336 comme extractant, d'hexane comme diluant et d'une phase aqueuse interne d’acide sulfurique (H2SO4) est utilisée. L'étude de la stabilité montre qu'un temps d'émulsification de 5 minutes, une concentration de tensioactif de 8 % (en masse), une concentration d’extractant de 2% (en masse), une concentration de la phase interne de 0,2 N en H2SO4, une vitesse d’agitation de 200tr/min et un rapport volumique de la phase interne sur la phase membrane de 1 conduisent à la formulation d'une émulsion stable avec un taux de rupture inférieur à 7 % pendant l'extraction. Les résultats de l'extraction du NBN montrent que dans les meilleures conditions expérimentales optimisées, le rendement d’extraction du NBN est égal à 97,89% pour un temps de contact de 12 minutes. Pour des concentrations élevées en sel (>5 g/L), l'efficacité d’extraction diminue graduellement. L’extraction par MLE est efficace pour l’élimination du colorant NBN à partir de différentes matrices telles que les eaux minérales et l’eau de mer. Dans ce travail, l’extraction de l’anti -inflammatoire non-stéroïdien ibuprofène (IBP) par membrane liquide d'émulsion (MLE) a été réalisée. Un système d'MLE est constitué de Span 80 comme tensioactif, l’Aliquat 336 comme extractant, l'hexane comme diluant et d’une phase interne de chlorure de potassium (KCl). Les effet des paramètres expérimentaux qui affectent l'extraction d' IBP tels que la concentration de tensioactif, concentration de l’extractant, le temps d'émulsification, la concentration d'acide sulfurique dans la phase externe , le type d'acide dans la phase externe, la concentration de la phase interne, le type de la phase interne , la vitesse d'agitation, le rapport volumique de la phase interne sur la phase membrane, le rapport de traitement, la concentration initiale de l’IBP, le type de diluant et la présence du sel ont été étudiées. Les résultats obtenus montrent que par un choix approprié des paramètres expérimentaux, il est possible d'extraire la quasi-totalité des molécules de l’IBP présentes dans la solution d'alimentation pour un temps de contact égale à 18minutes, de même en présence d'une concentration élevée du sel. Dans les conditions opératoires optimales, les efficacités d'élimination de l'IBP à partir de l'eau distillée (97,71 %), de l'eau minérale naturelle (92,47%) et de l'eau de mer (89,94 %) étaient comparables, ce qui montre que le procédé d’extraction par MLE est un procédé de séparation avancé très intéressant pour l’élimination de l'IBP à partir de matrices complexes comme l’eau minérale et l’eau de mer. la meilleure concentration de chlorure de potassium en phase interne donne une meilleure efficacité de désextraction (94,96%) de l’IBP est égale à 0,1 NItem CARACTERISATION ET ETUDE DU DEBIT ET DE LA DISTRIBUTION DE VITESSE D’ECOULEMENT D’UNE MATIERE GRANULAIRE DANS UN SILO(2014) Abderrahmane KHALFALLAHLa bonne compréhension de la physique des milieux granulaires permet une maîtrise optimale de la matière en grains dans de différents procédés industriels, ce qui conduit à des gains importants en termes d’énergie et qui est bénéfique pour l’environnement et entraine un abaissement considérable du coût total de la production. Nous avons fait une étude sur l’écoulement gravitaire d'un matériau granulaire dans un silo parallélépipédique, cette étude débute par une caractérisation du matériau, puis une étude du débit d’écoulement, et on termine par une étude de la distribution de vitesse des grains en utilisant une technique de mesure moderne qui est la technique PIV (Particle Image Velocimetry). Cette étude se termine par une comparaison des résultats théoriques des équations du débit et de la distribution de vitesse utilisées pour le dimensionnement des silos et la simulation d’écoulement de la matière granulaire avec les résultats pratiques. Par ailleurs il a été proposé une modification pour les équations de distribution de vitesse des grains afin d’approcher l’écoulement réel observéItem Activité sonochimique et taille des bulles acoustiques en solutions aqueuses : Étude théorique basée sur des modèles de la cavitation acoustique(2014) Slimane MEROUANICe travail de thèse porte sur l’étude de l’activité sonochimique et la taille des bulles acoustiques en solution aqueuse en utilisant un modèle théorique qui combine l’équation de Keller-Miksis pour la dynamique d’oscillation d’une bulle de cavitation acoustique avec un modèle de cinétique chimique consistant en une série de réactions chimiques se déroulant dans la bulle au moment de son implosion violente sous l’action d’une onde ultrasonore. L’influence des paramètres opératoires sur l’activité chimique des bulles et sur leur taille a également été étudiée. Les résultats obtenus montrent que la quantité des oxydants augmente avec l’augmentation de l’amplitude acoustique dans l’intervalle 1,5–3 atm. Il existe une pression statique optimale pour une production maximale des oxydants dans la bulle. La valeur optimale de la pression statique est déplacée vers des valeurs élevées lorsque l’amplitude acoustique augmente. Similairement, il existe une température optimale pour la production des oxydants dans la bulle. La valeur de la température optimale est déplacée vers les basses températures lorsque l’amplitude acoustique augmente. L’effet de la fréquence et de l’amplitude acoustique sur la taille de la population active a été examiné. Des simulations numériques des réactions chimiques se déroulant dans la bulle ont été effectuées pour plusieurs rayons ambiants de la bulle à différentes fréquences et amplitudes acoustiques. Les résultats numériques ont montré qu’il existe un rayon optimal pour une production maximale des oxydants dans la bulle. La gamme de rayons ambiants pour la population active diminue avec l’augmentation de la fréquence et augmente lorsque l’amplitude acoustique augmente. Le rayon optimal diminue avec l’augmentation de la fréquence et augmente lorsque l’amplitude acoustique augmente (tendance générale). Les résultats des simulations effectuées pour une large gamme de conditions opératoires ont montré qu’il existe une température optimale d’environ 5200±200 K et une pression optimale d’environ 2500±200 atm pour la production des •OH dans la bulle. Ces valeurs optimales estimées de température et de pression sont en bon accord avec celles déterminées expérimentalement. L’énergie de la bulle augmente linéairement avec l’augmentation de l’amplitude acoustique dans l’intervalle 1,5–3 atm et diminue lorsque la fréquence augmente dans l’intervalle 200–1000 kHz. Il existe une pression statique optimale à laquelle la puissance est maximale. La valeur optimale de la pression statique est déplacée vers des pressions élevées lorsque l’amplitude acoustique augmente. La puissance de la bulle est légèrement affectée par l’augmentation de la température dans l’intervalle 10–60 °CItem Biosorption des colorants textiles, Ecarlate Solophényl BNLE et Vert Cibacron par la biomasse sèche de lentilles d’eau(2014) Samira GUENDOUZDans le cadre de cette thèse nous nous sommes intéressés au procédé de biosorption des colorants textiles, écarlate solophényl BNLE (ES) et vert cibacron (VC) abondamment utilisés dans l’industrie textile algériennepar une biomasse sèchede plantes aquatiques (lentilles d’eau) de type L. gibba. Cette biomasse localement disponible,constitue une ressource naturelle et renouvelable et pourrait être un outil potentiel pour l’épuration des effluents des industries textiles particulièrement dans les étapes d’affinage. La première partiedu travail expérimental consistait à déterminer quelques caractéristiques physicochimiques de cette biomasse végétale notamment la surface spécifique (305,08 m 2 /g), les groupements fonctionnels de surface ainsi que le point de charge nulle (4,6). La deuxième partie de l’étude concernait l’évaluation de l’effet de certains paramètresopératoires (temps de traitement, dose de biomasse, concentration initiale du colorant, pH de solution, température et vitesse d’agitation) sur la capacité sorbée des polluantsen système mono-soluté.En particulier, les expériences ont montré une dépendance entre la quantité de colorant sorbée et sa concentration initiale dans la solution contaminée avec des taux de biosorption variant de100 à 76% et de 91 à 47% respectivement pour ES et VC.La modélisation mathématique par les isothermes d’adsorption de ce phénomène a montré que l’équation de Langmuiret celle de Dubinin-Radushkevich (D-R) donnaient un meilleur ajustement des données expérimentales pour le colorant rouge et vert respectivement. L’application des modèles cinétiques aux résultats a permis de constater que le modèle de pseudo-second ordre représentait mieux l’évolution de la quantité sorbée du polluant (ES ou VC) avec le temps. La dernière partie concernait l’étude de la biosorption simultanée des deux colorants présents en système bi-soluté par le biosorbant. Les résultats obtenus ont montré que l’effet compétitif n’est observé que lorsque les deux polluants sont présents à des concentrations de 15 mg/L.La capacité de sorption de la biomasse est approximativement réduite de 15% en présence des deux colorants textiles.En outre, la modélisation de la cinétique du procédé a révélé une bonne concordance avec le modèle de pseudo-second ordre. Parallèlement, à partir de la modélisation des équilibres, il s’est avéré que l’isotherme modifiée de Freundlich décrivait bien le processus de sorption simultanée des deux colorants.Finalement, à l’issue des données fournies par l’étude de la biosorption simultanée des deux polluants, on peut dire que l’écarlate solophényl a plus d’affinité avec la biomasse de L. gibba que le vert cibacron, puisque son coefficient de compétition est plus élevé.Item CARACTERISATION ET ETUDE DU DEBIT ET DE LA DISTRIBUTION DE VITESSE D’ECOULEMENT D’UNE MATIERE GRANULAIRE DANS UN SILO(2014) Abderrahmane KHALFALLAHLa bonne compréhension de la physique des milieux granulaires permet une maîtrise optimale de la matière en grains dans de différents procédés industriels, ce qui conduit à des gains importants en termes d’énergie et qui est bénéfique pour l’environnement et entraine un abaissement considérable du coût total de la production. Nous avons fait une étude sur l’écoulement gravitaire d'un matériau granulaire dans un silo parallélépipédique, cette étude débute par une caractérisation du matériau, puis une étude du débit d’écoulement, et on termine par une étude de la distribution de vitesse des grains en utilisant une technique de mesure moderne qui est la technique PIV (Particle Image Velocimetry). Cette étude se termine par une comparaison des résultats théoriques des équations du débit et de la distribution de vitesse utilisées pour le dimensionnement des silos et la simulation d’écoulement de la matière granulaire avec les résultats pratiques. Par ailleurs il a été proposé une modification pour les équations de distribution de vitesse des grains afin d’approcher l’écoulement réel observé.Item Elimination d’un polluant organique modèle par sonochimie et procédés d’oxydation avancés(2014) BOUTAMINE ZinebLe présent travail est focalisé sur l’élimination d’un colorant azoïque, le Basic Red 29 (BR29), en milieu aqueux par irradiation ultrasonore de haute fréquence (300 kHz). L’ensemble des résultats obtenus montre l’efficacité du traitement ultrasonore des eaux contaminées par ce colorant modèle. La caractérisation du sonoréacteur utilisé pour la dégradation du Basic Red 29 a été faite par la méthode calorimétrique et trois dosimétries (KI, Fricke et dosage du H2O2). Les dosimétries prouvent la production des espèces oxydantes telles que les radicaux hydroxyles et le peroxyde d’hydrogène. La présente étude montre que la dégradation sonolytique du BR29 est due à la réaction du colorant avec les radicaux hydroxyles. La vitesse initiale de dégradation augmente graduellement avec la concentration initiale du colorant et elle ne suit pas une cinétique du premier ordre. Les rendements d’élimination sont plus importants pour les puissances électriques les plus élevées. A pH 3, la dégradation du BR29 est maximale. Il existe un optimum de concentration en Fe2+ pour améliorer l’efficacité d’élimination du colorant. Les expériences menées dans les eaux naturelles montrent une légère amélioration de la dégradation dans l’eau de mer, l’eau de rivière et l’eau minérale naturelle par rapport à celle obtenue dans de l’eau distillée. La saturation du milieu réactionnel avec de l’air fait augmenter l’efficacité du traitement ultrasonore, par contre, la saturation en azote a un effet inhibiteur sur la cinétique d’élimination. La dégradation sonolytique du BR29 est améliorée en présence des mélanges Fe2+/TiO2 et Fe3+/TiO2. La DCO de la solution aqueuse de BR29 n’est pas complètement éliminée sous l’action des ultrasons seuls même après une longue durée de traitement (240 minutes), alors qu’en présence de divers additifs tels que le TiO2, le Fe2+ et le mélange Fe2+/TiO2, des efficacités d’abattement de l’ordre de 90 % sont atteintes.Item Elimination de perturbateurs endocriniens, produits pharmaceutiques et colorants en milieu aqueux par une technique d’extraction avancée(2014) DAAS AttefCe travail a pour objectif d'optimiser la préparation des émulsions E/H et de les utiliser pour la séparation des colorants anioniques, des perturbateurs endocriniens (PEs) et des anti inflammatoires non stéroïdiens (AINSs), présents à faibles concentrations dans des solutions aqueuses, par la technique d'extraction par membrane liquide émulsionnée (MLE). Les résultats obtenus montrent qu'une émulsion E/H contenant une phase aqueuse de carbonate de sodium (Na2CO3), un tensioactif nonionique (Span 80) et de l'hexane comme diluant est capable d'extraire les molécules des colorants anioniques. La préparation de cette émulsion avec une excellente stabilité a été réalisée en utilisant une concentration de tensioactif de 4 % (en masse), une concentration de Na2CO3 dans la phase interne de 0,1 N et un rapport volumique de la phase interne sur la phase membrane de 1 sous une agitation à très grande vitesse pendant 5 minutes. Les résultats de l'extraction du rouge Congo (RC) par MLE montrent que l'utilisation d'une concentration de 0,1 N d'acide sulfurique dans la phase externe, pour ajuster le pH et pour équilibrer la pression osmotique d'un côté et de l'autre de la membrane liquide, améliore l'efficacité d'élimination du colorant. L'augmentation de la vitesse d'agitation augmente le transport du RC, mais pour une vitesse d'agitation de 400 tr/min, le gonflement de l'émulsion devient important et l'efficacité d'extraction diminue. Dans les meilleures conditions expérimentales, le rendement de séparation du RC est supérieur à 98% et l'efficacité d'extraction de ce colorant n'est pas affectée en présence de NaCl jusqu'à 5 g/L. Pour des concentrations élevées en sel (10-35 g/L), l'efficacité d'enlèvement diminue graduellement. L'élimination totale du colorant anthraquinonique "Acid Blue 25" (AB25) est atteinte après 10 minutes d'extraction et du mélange équimassique des deux colorants anioniques (AB25 et RC) est obtenue après 15 minutes de temps de contact dans les conditions optimales. Après une désémulsification chimique, une excellente efficacité de piégeage du colorant (> 99%) dans la phase interne est obtenue. La récupération de la membrane liquide est totale et le rendement d'extraction du colorant anionique est maintenu jusqu'à sept utilisations de la membrane organique récupérée, sans aucun appoint en tensioactif. Pour l'élimination du bisphénol A (BPA) par MLE, une émulsion E/H formée de Span 80 comme tensioactif, d'hexane comme diluant et d'une phase aqueuse d'hydroxyde de sodium (NaOH) est utilisée. L'étude de la stabilité montre qu'un temps d'émulsification de 5 minutes, une concentration de tensioactif de 3 % (en masse), une concentration de la phase interne de 0,05 N en NaOH et un rapport volumique de la phase interne sur la phase membrane de 1 conduisent à la formulation d'une émulsion stable avec un taux de rupture inférieur à 1 % pendant l'extraction. Les résultats de l'extraction du bisphénol A (BPA) montrent que la présence de 0,1 N d'acide sulfurique dans la phase externe est nécessaire pour assurer la forme moléculaire du BPA dans cette phase, pour équilibrer la pression osmotique d'un côté et de l'autre de la membrane liquide et pour améliorer l'efficacité d'élimination du BPA. Un rapport de traitement de 50/400 assurant le maximum d'enrichissement et une cinétique d'extraction rapide des molécules de BPA a été choisi. L'hexane et l'heptane ont été sélectionnés comme meilleur choix pour l'élimination du BPA par MLE car ils ont conduit à une excellente efficacité d'extraction et une bonne stabilité de l'émulsion. L’extraction du 4-cumylphénol (4- Cyp) a donné un rendement de séparation de 86%. La présence de NaCl dans la phase d'alimentation n’a pas d’effet notable sur la cinétique et l'efficacité d'extraction du BPA même à des concentrations élevées. La meilleure concentration d'hydroxyde de sodium dans la phase interne conduisant à une très bonne efficacité de désextraction du BPA (98%) et une excellente stabilité de l'émulsion est de 0,05 N. Pour la séparation des AINSs par MLE, l’émulsion préparée pour l’extraction des colorants anioniques est utilisée. Les résultats de l'extraction de l’ibuprofène (IBU) montrent que pour une meilleure efficacité d’élimination, il faut une concentration en tensioactif de 3 % (massique), un temps d'émulsification de 5 minutes, une concentration de la phase interne de 0,1 N en Na2CO3 et un rapport volumique de la phase interne sur la phase membrane de 1. La présence de 0,1 N d'acide sulfurique dans la phase externe est nécessaire pour assurer la forme moléculaire de l’IBU dans cette phase, équilibrer la pression osmotique d'un côté et de l'autre de la membrane liquide et améliorer l'efficacité d'élimination de l’IBU et du kétoprofène (KTO). Un rapport de traitement de 60/600 assurant le maximum d'enrichissement et une cinétique d'extraction rapide des molécules d’IBU a été choisi. L'hexane a été sélectionné comme le meilleur choix et la présence de NaCl dans la phase d'alimentation a un faible effet négatif sur la cinétique et l'efficacité d'extraction de l’IBU. La meilleure vitesse d’agitation conduisant à une très bonne efficacité d’extraction de l’IBU, à partir de l’eau pure (99,3%), de l’eau minérale (97,3%) et de l’eau de mer (94,0%), est de 250 tr/min. Dans les conditions expérimentales optimisées, environ 97,4% de KTO sont éliminés en moins de 20 minutes de temps de contact.