Chimie
Elimination des ions nitrates par une résine échangeuse d'anions
La plus part des techniques de dénitratation des eaux utilisées actuellement sont efficaces, mais onéreuses en exploitation. L'échange d'ions est en revanche un procédé simple et économique pour la dénitratation des eaux polluées. Dans ce travail la technique d'échange faisant usage de la résine anionique Amberlite IRA 420 a été utilisée afin d'éliminer les ions nitrates des eaux. Nous avons étudié : Les propriétés physico–chimique de la résine Amberlite IRA 420 (la capacité d'échange, le taux de gonflement et l'humidité), détermination des ions présents dans la résine (nombres d'ions total, fixés et sorbés), l'influence de certains paramètres tels que (l'agitation de la solution, la concentration et la température) sur la cinétique d'échange et l'affinité de la résine vis-à-vis des sulfates et les nitrates. Les résultats ont montré que la sorption de l'électrolyte diminue lorsque la concentration de la solution externe est supérieure à 1 N, l'influence des trois paramètres a un effet favorable sur la cinétique d'échange, et la résine a plus d'affinité pour les ions nitrates que les sulfates. Voir les détails
Mots clés : Résine, Echange d'ions, Nitrates, Dénitratation.
Elimination des ions nitrates par une résine échangeuse d'anions
La plus part des techniques de dénitratation des eaux utilisées actuellement sont efficaces, mais onéreuses en exploitation. L'échange d'ions est en revanche un procédé simple et économique pour la dénitratation des eaux polluées. Dans ce travail la technique d'échange faisant usage de la résine anionique Amberlite IRA 420 a été utilisée afin d'éliminer les ions nitrates des eaux. Nous avons étudié : Les propriétés physico–chimique de la résine Amberlite IRA 420 (la capacité d'échange, le taux de gonflement et l'humidité), détermination des ions présents dans la résine (nombres d'ions total, fixés et sorbés), l'influence de certains paramètres tels que (l'agitation de la solution, la concentration et la température) sur la cinétique d'échange et l'affinité de la résine vis-à-vis des sulfates et les nitrates. Les résultats ont montré que la sorption de l'électrolyte diminue lorsque la concentration de la solution externe est supérieure à 1 N, l'influence des trois paramètres a un effet favorable sur la cinétique d'échange, et la résine a plus d'affinité pour les ions nitrates que les sulfates. Voir les détails
Mots clés : Résine, Echange d'ions, Nitrates, Dénitratation.
Etude de la permsélctivité d’une membrane échangeuse de cations au contact des cations Cd+2 et Pb+2
La permsélectivité décrit l’aptitude d’une membrane à favoriser la migration d’un type d’ion (contre-ion) tout en empêchant des ions de signe contraire (co-ion). Elle présente en effet un certain nombre de points communs avec la théorie des jonctions liquides des piles de concentration et elle est directement liée à l’étude dynamique des échanges d’ions. Nous nous intéressons dans cette étude à la caractérisation d’une membrane échangeuse de cations de type CDS. Nous avons effectué des mesures de potentiel d’une pile de concentration séparée par la membrane CDS à courant nul ce qui permet le calcul des nombres de transport des cations (Pb+2 et Cd+2). Le potentiel de membrane mesuré égal au potentiel de membrane théorique moins le potentiel de jonction. La détermination du potentiel théorique nécessite la connaissance des valeurs des coefficients d’activités et des forces ioniques des ions existants dans la solution d’équilibre de la membrane étudiée. Ces deux derniers sont calculés à l’aide de l’expression de Debye-Hückel. Les résultats des essais réalisés au laboratoire sur des solutions composées des ions métalliques (Pb+2 et Cd+2) montrent que la membrane CDS est plus permsélective qu’aux ions Cd+2 que les ions Pb+2. Voir les détails
Mots clés : Membrane échangeuse de cations, Permsélectivité, Nombre de transport
CARACTERISATION DES MEMBRANESD’ELECTRODIALYSE AU CONTACT DESOLUTIONS DE METAUX LOURDS
L’électrodialyse est une technique reposant sur la séparation à l’aide de membraneséchangeuses d’ions dont les paramètres physico-chimiques jouent un rôle déterminant.Dans ce travail, on a mené des investigations de caractérisation de deux membraneséchangeuses de cations au contact de solutions de métaux lourds plomb et cadmium àdifférentes concentrations. Il s’agit d’étudier les paramètres physico-chimiques : capacitéd’échange, nombre d’ions fixés, nombre d’ions sorbés, potentiel électrochimique,résistance électrique, teneur en eau, nombre de transport et coefficient de diffusion.Les résultats obtenus montrent que la sorption de l’électrolyte et la teneur en eauaugmentent avec la concentration de la solution externe tandis que la résistance de lamembrane diminue avec la concentration de la solution d’équilibrage. Les nombres detransport des ions Cd++ et Pb++ sont respectivement égaux à 1 et 0,85. La permsélectivitédes deux membranes vis-à-vis des ions Cd++ est plus importante que celle des ions Pb++. Lecoefficient de diffusion de l’ion Pb++ dans la membrane CMX est plus important que celuide Cd++ et réciproquement dans le cas de la membrane CDS. Voir les détails
Mots clés : Membranes échangeuses d'ions, caractérisation, propriétés physicochimiques, métaux lourds
Contribution à l’Etude de l’Influence des Couches Barrières sur le Phénomène de Diffusionà l’Interface Métal/Silicium pour des Couches Minces Formées par Evaporation par Effet Joule.
Le travail présenté dans ce mémoire se divise en deux parties. Dans la première partie, nous avons étudié les paramètres d ‘évaporation de l’évaporateur MECA2000 acquit dans le cadre du laboratoire ENMC de l’université F.Abbas de Sétif. L’objectif dans la deuxième partie est l’élaboration des structures Cu/Sb/Si et l’étude de l’interdiffusion Cu-Sb dans ces structures. Nous avons en premier lieu déposé une couche mince de cuivre (Cu) sur une autre couche mince d’antimoine (Sb), déposée sur un substrat de silicium Si(100), par évaporation par effet joule. Dans un deuxième temps, nous avons étudié à l’aide de la diffraction des rayons X, SEM, EDX, la cinétique de formation des diverses phases en fonction des épaisseurs de cuivre et d’antimoine et des températures de recuit, 200°C et 400°C, sous atmosphère d’azote et sous vide. Nous avons pu, mettre en évidence la formation de la phase Cu2Sb à 200°C et la coexistence de Cu2Sb et Cu9Sb2 à 400°C. Le traitement thermique a conduit aussi à la formation, à l’interface Cu/Si, des composés siliciure Cu3Si, ou Cu5Si respectivement à 200 et 400°C. Voir les détails
Mots clés : cuivre, Antimoine, Silicium, Siliciures de Cuivre, diffusion, EDX, DRX, MEB, PVD
Décontamination métallique d’une boue industrielle par électromigration
Le traitement des boues industrielles par des métaux lourds est un sujet préoccupant du fait que ces boues sont généralement plus concentrées en métaux que l’eau par effet de sédimentation. Pour éviter un déplacement métallique des boues vers les nappes souterraines ainsi qu’un relargage en surface, le traitement de ces boues est nécessaire dans le cas d’une pollution métallique avérée. Plusieurs méthodes de dépollution adaptées aux sols et boues sont déjà testées ; elles sont chimiques, thermiques, lixiviation etc. Toutes ces méthodes si elles ne sont pas coûteuses (thermiques) risquent de produire une seconde pollution chimique (emploi de réactifs). Dans cette étude, il est proposé un procédé électrocinétique innovant applicable « in-situ » et également « ex- situ » pour la décontamination d’une boue industrielle polluée par des espèces métalliques lourdes. Le principe électrocinétique décrit d'une manière succincte, consiste à appliquer un champ électrique entre deux électrodes plongées dans un sol ou boue. Sous l'effet de ce champ, les espèces chargées contenues dans la matrice solide et plus précisément dans le liquide des pores ou liquide interstitiel se déplacent vers l'électrode de charge opposée. Voir les détails
Mots clés : décontamination, boue, métaux, électromigration
Modélisation de l’impact des polluants organiques sur l’environnement
Les polluants organiques contaminent l’eau, l’air et la terre mettant en péril les humains et l’environnement et constituent un souci pour le développent durable.Le calcul direct des propriétés physicochimiques ou des activités biologiques de ces contaminants à partir du travail expérimental est très difficile, couteux et même dangereux. Cela nécessite de rechercher d’autres outils robustes et fiables qui peuvent donner des informations sur des molécules organiques en se fondant sur la relation structure-propriété/activité.Des modèles quantitatifs de QSAR/QSPR présentent une solution statistique pour tirer des informations à partir des descripteurs numériques caractérisant la structure moléculaire dans le but de prédire les propriétés/activités des nouvelles structures.En exploitant les outils statistiques et informatiques (algorithmes) des modèles seront construits et développés. La validation et l’analyse des résultats peuvent prouver la robustesse et la stabilité des modèles Voir les détails
Mots clés : QSPR, QSAR, Modèle, MLR, Liquides Ioniques, réseaux de neurones, SVM, descripteurs
Decontamination of industrial metal sludge by électromigration
The processing industrial sludge with heavy metals is a concern that this sludge is generally a higher concentration of metals from water by sedimentation effect. To avoid a metallic mud displacement towards groundwater and a release surface, the treatment of the sludge is necessary in the case of proven metal pollution. Several methods of remediation adapted to the soils and sludges are already being tested, they are chemical, thermal, leaching etc. All these methods if they are not costly (thermal) may produce a second chemical pollution (reagents employment). In this study, for decontamination of industrial sludge contaminated with heavy metal species. Voir les détails
Mots clés : decontamination, sludge, metals, electromigration
ÉTUDE CINÉTIQUE DE LA COAGULATION ET L’ÉLECTROCOAGULATION DES COLORANTS DE L’INDUSTRIE DES TEXTILES. EFFETS DU pH ET LA NATURE DU COAGULANT (FER/ALUMINIUM)
L’industrie des textiles utilise de larges quantités d’eau et produits chimiques pour les procédés de coloration et finition. Les eaux usées de l’industrie des textiles contiennent un certain nombre de polluants y compris des acides, des bases, des matières dissoutes, et des composés toxiques qui sont détectables même à de très faibles concentrations et exigent d’être enlevés avant que les eaux usées ne soient déchargées [Balla et al. (2010), Meas et al. (2010)]. Les méthodes conventionnelles d’épuration des eaux usées se composent de diverses combinaisons de procédés biologiques, physiques et chimiques [Daneshvar et al. (2006)]. Le traitement biologique d’eaux usées de colorants est plus coûteux que les autres méthodes, mais il est moins efficace dans la décolorisation à cause de la toxicité de l’eau usée et le besoin d’un système d’aération. Même si les substances colorées dans les eaux usées peuvent être efficacement détruites par l’oxydation chimique avancée telle que l’UV/H2O2 et l’ozone [Chen et al. (1999), Chu et al. (2000)] et l’adsorption utilisant le charbon actif [Lin et Lai (2000), Sun et Xu (1997)], les coûts de ces méthodes sont relativement élevés pour un traitement économiquement faisable des eaux usées de l’industrie des textiles. La technique d’électrocoagulation (EC) est considérée comme un outil potentiellement performant pour l’épuration des eaux usées de l’industrie des textiles avec une efficacité de réduction élevée. L’EC est un procédé consistant à créer des flocs d’hydroxydes métalliques au sein de l’eau usée par l’électro-dissolution des anodes solubles, faites habituellement de fer et aluminium. L’EC a été appliquée avec succès pour le traitement de l’eau potable [Vik et al. (1984)], les eaux usées de l’industrie des textiles [Aoudj et al. (2010)], les suspensions aqueuses contenant la bentonite [Ghernaout et al. (2008)], l’émulsion d’huile de coupe [Aoudjehane et al. (2010)], et les solutions d’acide humique [Ghernaout et al. (2009)]. Même si le processus de l’EC connait un développement considérable en termes de publications et applications industrielles, peu d’études ont été consacrées à l’étude de la cinétique de l’EC. En effet, suivre cinétiquement le processus d’EC pourrait apporter des éléments de réponse sur les mécanismes réactionnels impliqués dans ce procédé électrochimique. Cette Thèse de Doctorat aura comme objectif l’étude de la cinétique de l’EC des colorants de l’industrie des textiles en comparant avec la coagulation chimique (CC). Le pH et la nature du coagulant (fer/aluminium) sont les principaux paramètres clés qui vont être étudiés lors de cette étude. L’originalité de ce travail de recherche proposé est : le suivi cinétique de l’EC en vue d’apporter une meilleure compréhension de l’EC des colorants en comparaison avec la CC. electrflotation Voir les détails
Mots clés : colorant, electrocoagulation, electroflotation, poluant, coagulant
ÉLECTRODEPOSITION ET CARACTERISATION DES FILMSMINCES DE POLYANILINE DOPE EN METAUX DE TRANSITION
Dans le cadre de la préparation de la thèse de doctorat, le travail est portésur une mise au point bibliographique sur les polymères organiques conducteursconjugués et en particulier la polyaniline, les électrodes modifiées, lesmatériaux composites et leur application. La partie expérimentale de ce sujet estporté dans un premier temps sur l’électropolymérisation de monomère sur desélectrodes de verre ITO suivi de la détermination de meilleures conditionsexpérimentales telles que l’épaisseur des films, la concentration de monomère,le pH du milieu. L’analyse des propriétés électrochimiques par la technique devoltamétrie cyclique et l’analyse spectroscopique par la techniqued’impédancemétrie. La caractérisation du matériau ITO/polymère parmicroscopie électronique à balayage couplé par EDX afin de confirmer lamorphologie des films et leur composition. Ce travaille sera suivie parl’incorporation des particules de métaux de transition telque le cuivre, nickel etle cobalt suivi de la détermination des meilleurs conditions expérimentalestelles que la concentration de sels métalliques, la durée de trempage, le pH dumilieu et le nombre d’incorporation puis la caractérisation des matériauxcomposite ITO/polymère-métal par lés différent méthode électrochimique etphysicochimique, enfin leur application . Voir les détails
Mots clés : Electropolymérisation, polyaniline, Electrodes modifiés, Métaux de transition, Voltamétrie cyclique, chronoampéromètrie