Thèses de doctorat

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Enlèvement des contaminants emergents en solutions aqueuses par ultrasons en combinaison avec des procédés innovants d’oxydation
(2023) Bendjama,Meriem
La pollution de l'eau constitue un problème d'actualité dans le monde entier. L'industrie textile et agroalimentaire contribuent largement à la contamination des eaux naturelles particulièrement par les effluents colorés. Au fait de la persistance et la toxicité de ces composés synthétiques, un traitement adéquat doit être mis en œuvre
Etude de l'elimination d'un polluant organique, par les procedes d'oxydation avancee, en utilisant des catalyseurs recyclables
(2023) Medkour, Amina
Procédés d'oxydations avancées l' ectif de cette thèse concerne la synthèse et la caractérisation de matériaux composites nanostructurés à base de polyoxométalates à partir d'hétéropolyanions mixtes saturés du type dawson ainsi que leurs applications dans la transformation catalytique des espèces polluantes comme les colorants azoïques toxiques comme le bleu de méthyle (bleu aniline) en utilisant les (poas). objNouveaux hétéropolyanions du type Dawson substitués en quelques cations métalliques (Cu2+, Zn2+, Fe3+, Ni2+, Cs+) sont élaborés et la structure est confirmé par caractérisation Uv-Vis, MEB-EDX, IRTF, RMN 31P, voltammétrie cyclique et DRX. Les composés montrent une très bonne activité pour la dégradation du BM par les procédés, Fenton Like (P2W12Mo5O62X /K2S2O8 (X =Cu, Zn, Fe, Ni), et photocatalyse solaire (HCs5P2W18O62, 16H2O / H2O2 /UV).
Elimination des polluants organiques des effluents industriels aqueux par le procédé electrofenton en combinaison avec la sonochimie et d'autres procédés d'oxydation innovants
(2023) Boulahbal, Ines
L'objectif de ce travail est d'étudier la dégradation d'un colorant azoïque à savoir, le Rhodamine B (RhB), en milieu aqueux, par le procédé Electrofenton (EF) , et d'autres procédés innovants d'oxydations. La dégradation électrochimique du colorant en question, a été étudiée dans des solutions aqueuses en utilisant une grille de platine comme anode et une cathode en acier inoxydable. L'effet de divers paramètres expérimentaux tels que l'intensité du courant électrique, l'effet de la concentration de l'électrolyte support, la concentration de Fe²?, l'effet de la température sur la dégradation, la concentration du colorant, effet de matrice sur la dégradation du Rhodamine B ont été examinés.
Extraction et concentration d’éléments de terres rares par membrane liquide émulsionnée
(2023) Taamallah, Ahlem
Pour cette même terre rare, une très bonne efficacité de piégeage et une excellente stabilité de l’émulsion ont été obtenues pour une phase interne d’acide nitrique (0,2N). Un rapport de traitement de 20/200 a été choisi dans cette étude. Le kérosène s’est avéré être le meilleur choix de diluant, enfin, la température a démontré un effet significatif sur l’extraction de samarium.
Synthèse de catalyseurs à base de zinc et leur application dans la dépollution des eaux
(2024) Bahri, Zakaria
Les catalyseurs synthétisés ont été évalués pour leur efficacité dans la dégradation du colorant azoïque BR29 en présence de persulfate. L'ajout de ces catalyseurs a considérablement augmenté les rendements de dégradation de Basic Red 29 BR29 par rapport au persulfate seul Les catalyseurs contenant plusieurs espèces de zinc ont présenté une activité supérieure par rapport à l'oxyde de zinc commercial ou aux catalyseurs à une seule espèce. Les paramètres opératoires ont influencé le processus d'activation du persulfate, mais les catalyseurs à plusieurs espèces ont montré une dépendance réduite à ces conditions. L'étude a également examiné le mécanisme de dégradation et identifié les principales espèces réactives responsables de la dégradation de BR29. Les effets synergiques de l'activation du persulfate avec le peroxyde d'hydrogène et l'irradiation ultrasonique ont été explorés, ce qui a permis de réduire les temps de réaction pour une dégradation complète du colorant.
Valorisation de la chaux résiduaire, sous-produit de la fabrication d’acétylène, dans le traitement des eaux
(2013) AYECHE Riad
L’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.
Complexation de métaux lourds Par des hétéropolyanions lacunaires De type DAWSON : extraction Par membrane liquide émulsionnée
(2010) ZABAT NACERA
L'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.
APPLICATION DES RESEAUX DE NEURONES POUR PREDIRE LE RENDEMENT DE L’EXTRACTION LIQUIDE- LIQUIDE DU PHENOL
(2008) MESSIKH Nabil
Le 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.
Valorisation de la chaux résiduaire, sous-produit de la fabrication d’acétylène, dans le traitement des eaux
(2013) AYECHE Riad
L’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.
Destruction Sonochimique de Perturbateurs Endocriniens du Type Alkylphénol dans l’Eau : Influence des Matrices Minérale et Organique et Modélisation
(2011) CHIHA Mahdi
L’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.
Activité sonochimique et taille des bulles acoustiques en solutions aqueuses : Étude théorique basée sur des modèles de la cavitation acoustique
(2014) Slimane MEROUANI
Ce 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 °C
Synthèse et caractérisation d'un inhibiteur pour la protection des conduites en acier au carbone contre la corrosion: Application aux circuits de refroidissement
(2014) BRINIS Hassene
Étude des propriétés adsorbantes des charbons activés issus des noyaux de dattes. Application au traitement d’effluent aqueux
(2013) SEKIRIFA Mohamed Lamine
Deux 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.
Traitement Sonochimique des Eaux Contaminées par le Vert de Malachite
(2013) MOUMENI Ouarda
L’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).
Elimination de perturbateurs endocriniens, produits pharmaceutiques et colorants en milieu aqueux par une technique d’extraction avancée
(2014) DAAS Attef
Ce 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.
Enlèvement de colorants à partir de solutions aqueuses par des matériaux sorbants non conventionnels et à faible coût
(2013) GUECHI El-Khamssa
Ce 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 colorants
Immobilisation d’enzymes dans des membranes polymériques en vue d’élaborer des capteurs biologiques pour la détection des polluants organiques
(2015) BAALI SOUAD
Ce travail propose le développement d’un biocapteur impédimètrique utilisant une enzyme bactérienne (la lipase de Candida rugosa) immobilisée dans une matrice organique composé de BSA et de glutaraldéhyde. L’objectif principal de cette présente étude est d’étudier la possibilité d’élaborer un biocapteur capable de détecter les pesticides organochlorés à l’état de trace dans les milieux aqueux. La première étape a donc consisté à optimiser l’immobilisation de l’enzyme sur les électrodes ainsi que les protocoles de mesures de l’activité de la lipase. Par ailleurs, ces mesures ont été réalisées en faisant varier un certain nombre de paramètres caractéristiques du système étudié afin de mieux définir le rôle des différents éléments qui interviennent dans l’élaboration de la partie réceptrice du capteur à savoir : L’effet de la température et l’effet du pH du milieu. Ainsi nous avons montré que la membrane enzymatique qui contient la lipase de Candida rugosa est sensible à la présence des pesticides organochlorés le diclofop méthyle. Nous avons également étudié la sélectivité de la détection de la substance cible en présence d’interférents de quelques métaux lourds (Cadmium, Cobalt, Zinc et plomb) ainsi que d’autre pesticide (Paraquat, Chlorothalonil et le Chlorpyriphos-éthyle (pesticide organophosphoré)). Ces résultats nous ont permis de développer différents biocapteurs pour la détection des pesticides (organochloré et organophosphoré). Les techniques choisies (les impédances, la voltamétrie cyclique et la conductimétrie) ont permis de conclure que le biocapteur élaboré présente des performances optimales tant du point de vue sensibilité que stabilité et que la détection de polluant organique se fait par l’hydrolyse de ce dernier par l’enzyme (la lipase de Candida rugosa). Pour la détection de pesticide organochloré (le diclofop-méthyle) dans les milieux aqueux ; une étude comparative des réponses de deux biocapteurs à base des enzymes d’origine différents (la lipase de Candida rugosa (CRL) et la lipase de pancréas de porc (LPP)) a été présentée. L’intérêt d’un tel système est d’offrir un capteur de dimensions très réduites et de mettre au point d’outils analytiques simples, capable de donner une information en temps réels dans des domaines d’application variés
Biosorption des colorants textiles, Ecarlate Solophényl BNLE et Vert Cibacron par la biomasse sèche de lentilles d’eau
(2014) Samira GUENDOUZ
Dans 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.
Enlèvement des polluants émergents dans l’eau par membrane liquide émulsionnée
(2015) CHAOUCHI Sarah
Ce travail a pour objectif d'étudier l'élimination des composés aromatiques, 4-nitophénol (4- NP) et aniline (AN), d’une substance pharmaceutique, l’acétaminophène (ACTP) ou le paracétamol, et d’un perturbateur endocrinien, le propylparabène (PP), présents à faibles concentrations dans des solutions aqueuses par la technique d’extraction par membrane liquide émulsionnée (MLE) en utilisant des émulsions stables eau-dans-l’huile (E/H) de types I et II. Dans un premier temps, une émulsion E/H de type I est utilisée pour l'élimination de 4-NP par MLE. L'étude de la stabilité de l’émulsion montre qu’une concentration de Span 80 de 3 % (en masse), une concentration de 0,1 N de Na2CO3 dans la phase réceptrice, un temps d’émulsification de 4 min et un rapport volumique de la phase interne sur la phase organique de 1 et de l’hexane comme diluant ont mené à la formation d'une émulsion E/H très stable avec une rupture inférieure à 1 %. Les résultats de l’extraction montrent qu’une élimination totale du polluant est atteinte en présence de 0,1 N d'acide sulfurique dans la phase externe pour équilibrer la pression osmotique d'un côté et de l'autre de la membrane liquide et pour améliorer l'efficacité d'élimination de 4-NP. Une augmentation de la vitesse d'agitation favorise le transport de 4-NP, mais au-dessus de 300 tr/min, la rupture et le gonflement de l’émulsion deviennent notables. Dans les mêmes conditions opératoires, l'élimination totale de l’AN est obtenue après 15 minutes de temps de contact. Après une désémulsification chimique, une excellente efficacité de piégeage de 4-NP dans la phase interne est obtenue (>99%). La récupération de la membrane liquide est totale et l’efficacité d’enlèvement est maintenue jusqu’à trois utilisations de la membrane récupérée, sans aucun appoint en tensioactif. Pour l’enlèvement d’ACTP par MLE, une émulsion E/H de type II, formée d’un tensioactif (Span 80), un extractant (Aliquat 336), l’hexane comme diluant et une phase aqueuse de chlorure de potassium (KCl), est utilisée. La préparation de cette émulsion avec une excellente stabilité a été réalisée en utilisant une concentration de Span 80 de 8 % (en masse), une concentration d’Aliquat 336 de 5 % (en masse) et une concentration de KCl dans la phase interne de 0,5 N. L’étude de l’extraction montre qu’une élimination maximale d’ACTP est obtenue pour une concentration de 1 N d'acide sulfurique dans la phase externe, des rapports volumiques de la phase interne sur la phase membrane égale à 1 et de l’émulsion sur la phase externe de 30/250 et une vitesse d’agitation de 250 tr/min. L’extraction par MLE est efficace pour l’enlèvement d’ACTP à partir de différentes matrices réelles telles qu’une eau minérale, l’eau de mer et un effluent d’eau usée épurée. L’extraction de PP par une émulsion E/H de type II, composée de 4% (en masse) en oxyde de trioctylephosphine (TOPO) comme extractant et 5% (en masse) de Span 80 comme tensioactif, conduit à une élimination complète des molécules de PP (100%). Une très bonne efficacité de piégeage et une excellente stabilité de l’émulsion sont obtenues pour une phase interne de carbonate de sodium (0,1 N). Pour assurer un maximum d’enrichissement des molécules de PP dans la phase à traiter, un rapport de traitement de 30/250 est sélectionné dans cette étude. L’extraction dans des matrices réelles est également étudiée. Les rendements d'extraction obtenus après 40 minutes de temps de contact est de 71,4% dans l'eau naturelle, 79,6% dans l'eau usée épurée et 91,9% dans l'eau de mer. Ainsi, le traitement par MLE est un procédé de séparation intéressant et efficace pour l’enlèvement de PP présent à faibles concentrations dans des matrices réelles. La récupération de la membrane liquide est totale et le rendement d'extraction de PP est maintenu jusqu'à sept utilisations de la membrane organique récupérée, sans aucun appoint en tensioactif et en extractant
Dégradation sonochimique, plasmachimique et photolytique du colorant anthraquinonique "C.I. Acid Blue 25" dans l’eau
(2015) GHODBANE Houria
Ce travail est consacré à l‟étude de l‟élimination d‟un colorant anthraquinonique modèle, Acid Blue 25 (AB25), en phase aqueuse par diverses techniques d‟oxydation avancées utilisant des ultrasons de haute fréquence (1700 kHz), des irradiations ultraviolettes et des décharges luminescentes à courant continu. La présente étude a montré que l‟AB25 peut être dégradé en solution aqueuse par l‟irradiation ultrasonore de haute fréquence (1700 kHz). La production d‟espèces oxydantes par les ondes ultrasonores est déterminée par la dosimétrie KI, la réaction de Fricke et le rendement de production de H2O2 . Les trois méthodes étudiées montrent clairement la production d‟espèces oxydantes pendant la sonolyse à 1700 kHz et reflètent les effets sonochimiques de l'irradiation ultrasonore de haute fréquence. La vitesse de dégradation de l‟AB25 dépend de la concentration initiale en colorant, du pH et de la température de la solution. Les sels ajoutés à la solution du colorant poussent les molécules d‟AB25 de la solution vers l‟interface des bulles de cavitation et augmentent ainsi la vitesse de dégradation. La dégradation sonochimique menée dans les eaux distillée et naturelle montre que la dégradation est plus efficace dans l'eau naturelle par rapport à l‟eau distillée. L‟ajout de Fe(II) améliore significativement la vitesse initiale de dégradation du polluant. L‟ajout de H2O2 dans le système augmente sensiblement l‟efficacité de la dégradation. La concentration du peroxyde d'hydrogène joue un rôle prépondérant dans le perfectionnement de la dégradation. La dégradation sonochimique de l‟AB25 en phase aqueuse en utilisant des ultrasons à 1700 kHz en présence de CCl4 est aussi étudiée. Les effets des paramètres opératoires sur la dégradation de l‟AB25 sont examinés. Les résultats obtenus montrent que la vitesse de dégradation est considérablement dépendante de la concentration de CCl4 , de la température et du pH de la solution. Il paraît que l‟acide hypochloreux (HClO) est le réactif intermédiaire clé pour la dégradation de l‟AB25 en présence de CCl4 . Les dosimétries sonochimiques corroborent bien l‟amélioration des effets sonochimiques en présence de CCl4 . La meilleure vitesse de dégradation de l‟AB25 en solution aqueuse est obtenue à 1700 kHz comparativement à 22,5 kHz. La dégradation du colorant en présence de CCl4 est inhibée, mais pas complètement, par l‟ajout de tert-butanol. Les procédés photolytiques (irradiation UV seule, UV/H2O2 , UV/Fe(II), UV/IO4 − ) sont examinés pour la dégradation de l‟AB25 en solutions aqueuses. Les expériences réalisées en utilisant l‟irradiation UV directe montrent que la dégradation augmente avec la diminution de la concentration initiale du colorant, mais la vitesse initiale de dégradation augmente avec la concentration initiale d‟AB25. Une meilleure dégradation est obtenue à pH très acide (1,4). La vitesse de dégradation augmente par le procédé UV/H2O2 comparativement à l‟irradiation UV seule. Les résultats obtenus montrent que la vitesse de dégradation augmente avec la concentration de H2O2 jusqu'à une certaine limite à partir de laquelle le peroxyde d'hydrogène diminue la dégradation en piégeant les radicaux ●OH. Les effets de divers sels sur la dégradation de l‟AB25 par la technique UV/H2O2 ont été examinés. La vitesse de dégradation diminue significativement en présence de NaCl et CaCl2 . La légère diminution de la dégradation en présence de NaHCO3 est due à la formation des radicaux CO3 ●– . La vitesse de dégradation est améliorée de façon nette par photocatalyse homogène en présence de Fe(II) sous irradiation UV par rapport à l'irradiation UV seule. La meilleure concentration de Fe(II) conduisant à une dégradation rapide par le procédé photocatalytique homogène est de 30 mg L–1 . La vitesse de dégradation augmente considérablement par le procédé UV/IO4 − comparativement à l'irradiation UV seule. La vitesse de dégradation augmente avec la concentration d‟ion periodate jusqu'à une certaine limite (1 mM), au-delà de cette concentration, la dégradation diminue légèrement. L‟enlèvement du colorant par le procédé UV/IO4 – diminue lorsque la concentration de l‟AB25 augmente, mais la vitesse initiale de dégradation augmente avec la concentration initiale du colorant. La vitesse de dégradation de l‟AB25 dépend du pH de la solution. L‟effet du tert- 2 butanol, connu comme étant un piégeur efficace des radicaux hydroxyles (●OH), sur la dégradation du colorant par le procédé UV/IO4 − n‟est pas très clair. Le traitement par une décharge luminescente à courant continu générée au-dessus de l‟eau est utilisé pour la destruction de l‟AB25. Il a été constaté que dans le cas de la polarité positive, la production de H2O2 est plus élevée que dans le cas de la polarité négative. En outre, le rendement de production de H2O2 augmente avec l‟augmentation du courant à polarités positive et négative. Les effets de certains paramètres opératoires sur la dégradation de l‟AB25 ont été examinés. Les résultats obtenus montrent que l'efficacité de dégradation est fortement dépendante de la concentration, du pH de la solution, du courant et de la conductivité. La dégradation de l‟AB25 par plasma est plus efficace dans l'eau distillée que dans l'eau de mer et l'eau naturelle. La dégradation du colorant est inhibée, mais pas complètement, par l'addition d'éthanol. Une analyse par CLHP-SM des solutions d‟AB25 traitées a permis l‟identification des produits intermédiaires de dégradation aidont ainsi l‟étude du mécanisme réactionnel de la dégradation du colorant

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