Étude expérimentale et modélisation de l’élimination des polluants organiques dans les effluents liquides industriels

BENAOUNE, SALIHA (2025) Étude expérimentale et modélisation de l’élimination des polluants organiques dans les effluents liquides industriels. Doctoral thesis, Faculté des Sciences et de la technologie.

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Abstract

Cette thèse explore l’adsorption du glyphosate sur des biochars de Tamarix gallica traités par des acides (AC-H3PO4, AC-H2SO4, AC-HNO3) et évalue leur efficacité dans l’élimination de ce pesticide. L’objectif principal est de comprendre les mécanismes d’adsorption et d’identifier les paramètres clés influençant ce processus, comme le pH, la dose d’adsorbant, la cinétique et les propriétés texturales et chimiques des matériaux. Les résultats montrent que les traitements acides modifient significativement la structure des charbons actifs. Le traitement par l’acide phosphorique (AC-H3PO4) augmente la surface spécifique et la porosité microporeuse, tandis que l’acide nitrique (AC-HNO3) réduit ces propriétés. Les analyses FTIR révèlent l’introduction de groupes fonctionnels (phosphorylés, sulfonates) favorisant l’interaction avec le glyphosate. L’effet du pH révèle une adsorption optimale dans un milieu acide (pH 4–6), où les sites actifs positifs des adsorbants favorisent l’adsorption des molécules de glyphosate négativement chargées. La cinétique d’adsorption suit principalement un modèle pseudo-first ordre, indiquant une adsorption physique contrôlée par des forces d’interactions faibles. Les isothermes d’adsorption (modèles Freundlich et Temkin) suggèrent une adsorption sur des surfaces hétérogènes, avec des capacités maximales de 150–160 mg/g pour AC-H3PO4 et AC-H2SO4. L’étude montre que la dose optimale des adsorbants varie selon le matériau, avec une efficacité maximale à faible dose (5–40 mg). Les micrographies MEB révèlent une couverture des pores après l’adsorption, confirmant la fixation du glyphosate dans la structure poreuse. Cette recherche met en évidence l’importance des traitements acides pour améliorer les propriétés d’adsorption des charbons actifs. Les résultats soulignent l’efficacité des matériaux traités (notamment AC-H3PO4) pour éliminer le glyphosate, avec un rendement maximal dépassant 90 % sous les conditions optimales (pH 4–6, temps de contact 180–240 min). Ces découvertes ouvrent des perspectives pour des applications environnementales, en particulier la dépollution des eaux contaminées par le glyphosate. Enfin, cette thèse fournit des données scientifiques intéressantes sur l’utilisation des biochars modifiés comme adsorbants performants, tout en identifiant des pistes d’amélioration via l’optimisation des paramètres expérimentaux et la caractérisation approfondie des mécanismes d’adsorption. Les résultats contribuent à la recherche sur les solutions durables pour la gestion des contaminants chimiques dans l’environnement.

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