Doctorat
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Item Etude comparative entre l’élimination des HAP par les charbons organiques et inorganiques(Universite M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2025) Guettaf, Naima; Saoud, Abdesselam(Directeur de thèseL'objectif de cette étude est de préparer un adsorbant à partir d'os animal en utilisant la pyrolyse par activation chimique (en présence de l'acide phosphorique) L'étude a débuté par l'optimisation des facteurs influençant le processus de la pyrolyse en fonction du rendement massique et de la surface spécifique de charbon osseux préparé. La température de procédé, le temps de séjours, le taux d’imprégnation de la matière première avec l’acide phosphorique, diamètre des particules d’os animal….sont des facteurs essentielles qui influent sur l’efficacité et la performance de procède de la pyrolyse. Les résultats montrent que la surface spécifique de l'adsorbant préparé atteint une valeur maximale de 171,948 m 2 / g, et un rendement massique maximal entre 60% et 57% .le charbon osseux préparé possède des bonnes propriétés adsorbants tels que la grande surface spécifique, la présence des groupements fonctionnels a la surface, la morphologie, la répartition d’un mélange de cations et anions sur la surface, les macropores,….etc. Tout ça a été vérifié par différentes méthodes physico-chimiques d’analyse à savoir la BET, DRX, IR, MEB,…etc. L’application de charbon osseux préparé était l'élimination du plomb (II) de l'eau par adsorption. Plusieurs paramètres opératoires influents sur cette adsorption et Les pourcentages d’adsorption des ions de plomb (II) étaient d'environ 91,28 %, 90,78 %, 89,26 % à des températures de 27°C, 35 °C et 45 °C respectivement. Il a été déterminé que le système d'adsorption obéissait au modèle cinétique du pseudo- second ordre en considérant la valeur du coefficient de corrélation (R 2 > 0,99) avec une constante de vitesse d'adsorption de 1,45 minute -1 à une température ambiante de 27°C. L'isotherme de Langmuir a donné une meilleure réponse si l'on considère aussi les valeurs du coefficient de corrélation (R > 0.99). Les résultats indiquent que le charbon osseux préparé pourrait être utilisé comme un adsorbant alternatif et peu coûteux pour l'élimination des ions de plomb des solutions aqueuses, lorsque les conditions appropriées sont réunies avec une capacité d’adsorption de 182,56 mg/gItem Synthèse de matériaux moléculaires poreux de type Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIFs) :application en catalyse et en adsorption(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Lamari, Rachid; Benotmane, Benamar(Directeur de thèse)Les " Zeolitic Imidazolate Frameworks - ZIFs " sont des matériaux moléculaires poreux cristallins, topologiquement isomorphes aux zéolithes, se composent de métaux de transition divalents de coordinence tétraédrique, tels que le zinc ou le cobalt, liés entre eux par des ligands imidazolates. Grâce à leur grande diversité structurelle, tant au niveau de la taille que de la géométrie des pores, à leur remarquable stabilité thermique et chimique, de nombreuses applications prometteuses sont en train d'être élaborées, notamment en séparation membranaire, en adsorption et dans les applications électrochimiques. Dans ce travail, nous avons synthétisé le ZIF-11 par réaction de l'acétate de zinc dihydraté dissout dans un mélange de méthanol et de toluène avec le benzimidazole dissout dans un mélange de méthanol et d'ammoniaque pour l'utiliser en adsorption de colorants et d'ions de métaux lourds. Le résultat est une poudre blanche constituée de grains fins et durs et dont la caractérisation morphologique au MEB et physicochimique par DRX et ATG-DSC a montré des particules avec des formes, irrégulières et inhomogènes et une taille variable, une cristallinité et une stabilité thermique élevées. La stabilité thermique et chimique de ce matériau a été mise en évidence par des spectres infrarouges montrant les principaux groupes fonctionnels des anneaux de benzimidazole et les liaisons avec les atomes de zinc qui constituent sa structure. Une procédure expérimentale a été menée pour étudier l'adsorption en solutions aqueuses de vert de bromocrésol (VBC), de méthylorange (MO) et d'ions de chrome VI (Cr VI) par le ZIF-11 synthétisé. Les différents paramètres liés au processus d'adsorption ont été déterminés pour chaque substance, à savoir, le pH, la concentration initiale et la température de la solution, le point de charge nulle, le dosage du ZIF-11, le temps de contact et la vitesse d'agitation. Les taux d'élimination les plus élevés de VBC, de MO et de Cr (VI) ont été atteints, 89 %, 82% et 56.7% respectivement. Les isothermes d'adsorption de VBC et de MO ont été parfaitement corrélés aux modèles de Langmuir et Temkin avec une capacité d'adsorption maximale de 150 mg.g-1pour le VBC et 178,57 mg.g-1 pour le MO. Alors que l'isotherme d'adsorption du Cr VI a été bien ajustée aux modèles de Langmuir et de Freundlich avec une capacité d'adsorption maximale de 10,61 mg.g-1. L'adsorption en solution aqueuse de ces substances s'est produite une seule couche sur une surface hétérogène de ZIF-11. L'analyse des modèles de cinétique d'adsorption relatifs aux trois substances étudiées a montré l'adaptation des modèles de diffusion intraparticulaire de Boyd et de Weber mettant en évidence un processus en deux étapes. La première étape est contrôlée par la diffusion externe et implique 70% et 98% de la capacité d'adsorption maximale pour le VBC et le MO respectivement. Les valeurs des paramètres énergétiques relatifs à l'élimination de VBC, de MO et des ions Cr VI correspondent à une adsorption est physique, spontanée et endothermique. Au vu de ces résultats, les mécanismes probables mis en jeu dans le processus d'adsorption, à un pH basique, implique des interactions physiques de type ? - ? et anion - ? entre les cycles aromatiques des molécules de VBC ou de MO d'une part et de ZIF-11 d'autre part. Pour l'adsorption du Cr VI, les interactions électrostatiques peuvent se produire entre les charges positives du ZIF-11 et les ions HCrO_4^- se trouvant en abondance à un pH acide voisin de 2, où la charge globale du ZIF-11 est négative. La comparaison des capacités d'adsorption maximales avec celles d'autres adsorbants révèlent des performances prometteuses, pour l'utilisation du ZIF-11 en adsorption de colorants.Item Synthèse , caractérisation et application d'hydrogels basés sur le pva greffé par des monomères acryliques(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2023) Hocine, Salima; Ghemati, Djamila(Directeur de thèse)Les hydrogels intelligents présentent des caractéristiquesuniquesqui leur permettent de réagir aux conditions environnementales grâce à leur sensibilité au pH, aux ions et à la température. Une variété de polymères naturels et synthétiques a été utilisée pour fabriquer ces hydrogels, parmi eux, le polyvinyle alcool (PVOH) est l'un des polymères les plus couramment utilisés. Cette étude vise à préparer des hydrogels sensibles au pH. Des hydrogels d'alcool polyvinylique-g-poly (acide acrylique-co-2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique acide) avec un rapport molaire d'AA/AMPS variable ont été synthétiséspar copolymérisation radicalaire des monomères acryliques partiellement neutralisés, puis caractérisés par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), analyse élémentaire, diffraction des rayons X (DRX), microscopie électronique à balayage (MEB) et analyse thermogravimétrique (ATG). Ensuite, les propriétés mécaniques et le gonflement/rétraction dans l'eau distillée, la solution saline 0.9%, et les solutions physiologiques (SGF, pH = 1,2), (SIF, pH = 6,8), (PBS, pH = 7,4), la modélisation de la cinétique du gonflement et le mécanisme de diffusion, la biodégradabilité des hydrogels ont été étudiés. L'inclusion et la libération contrôlée de l'albumine de sérum bovin (BSA) sur les hydrogels synthétisés ont été étudiées en fonction des différents paramètres physico-chimiques, et la cinétique de libération a été évaluée par plusieurs modèles mathématiques. L'adsorption des colorants organiques le bleu de méthylène (BM) et le rouge Congo (RC) a été étudiée en fonction de plusieurs paramètres, ainsi que la modélisation des isothermes d'adsorption et la régénération des hydrogels. L'effet du rapport molaire d'AA/AMPS et du pH sur les propriétés de gonflement des hydrogels a été optimisé. Les résultats montrent que les hydrogels obtenus sont sensibles à la fois au pH et à la force ionique ; le taux de gonflement est maximal à un pH =6.8 et diminue en diminuant le pH ou en augmentant la force ionique. La diffusion des molécules d'eau dans les hydrogels présente un comportement non-Fickien, et le modèle de deuxième ordre (Schott H) décrit de manière adéquate la cinétique du gonflement des hydrogels. L'incorporation de l'albumine de sérum bovin (BSA) dans les hydrogels peut être réalisée en utilisant la méthode de gonflement. La quantité adsorbée de BSA augmente avec l'augmentation de taux d'AMPS, et elle dépend principalement du comportement de gonflement de l'hydrogel. L'hydrogel avec une quantité adsorbée élevéeen BSA présente un taux de libération plus rapide et plus élevé. Le meilleur taux de libération est obtenu à pH gastrique (pH=1.2). La cinétique de libération de BSA a suivi la cinétique de Hixson-Crowell. Enfin, la capacité d'adsorption de bleu de méthylène sur les hydrogels est plus grande que celle du rouge Congo, et elle dépend de pH de la solution. L'étude de la cinétique d'adsorption montre que le modèle pseudo-second ordre décrit mieux le phénomène d'adsorption, tandis quele modèlede Langmuir décrit mieux les valeurs expérimentales. Ces hydrogels peuvent être réutilisés dans l'adsorption des colorants après régénération.Item Traitement des eaux résiduaires industrielles (ERI) par des filtres plantés de canna Indica à flux vertical(Universite de Boumerdes : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2023) Ghezali, Katia; Bentahar, Noureddine(Directeur de thèse)Le sujet de cette thèse s'inscrit dans le cadre général de l'évaluation des filtres plantés (FP) pour le traitement ou polissage des eaux résiduaires des raffineries de pétrole en Algérie. Les eaux résiduaires de raffinerie de pétrole ont été caractérisées avec différents types de polluants organiques et inorganiques. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail de thèse a été de développer des solutions innovantes, permettant la conception de FP pour traiter les eaux usées industrielles, permettant de rejeter une eau de qualité acceptable dans l'environnement, en particulier dans les pays en développement. A cet effet, des pilotes de FP à écoulement vertical sous surfacique (FVSS) plantées avec la macrophytes Canna indica ont été conçues et construites pour le traitement des eaux résiduaires de Raffinerie d’Alger issus du bassin API en termes d'élimination de la matière organique, des nutriments, des solides en suspension et des métaux lourds. Afin d’étudier les interactions plante/polluant, il a été nécessaire de commencer, en premier lieu, par une étape de caractérisation des racines de C. indica par des analyses physico-chimiques (pH, pH PZC , CEC, surface spécifique...) et spectroscopiques (IR, MEBEDX). En deuxième lieu, l’adsorption binaire des métaux de Zn 2+ et Cd 2+ par les racines a révélé le potentiel de Canna Indica en tant que biomatériau sorbant prometteur contre le risque de contamination par les métaux lourds et montre clairement la relation entre les propriétés de surface et la capacité de rétention de ces métaux par les racines des plantes. En dernier lieu, l’étude menée sur l’efficacité des filtres remplis du sable, granulats d'argile expansée et planté de Canna Indica a montré que les filtres plantés pourraient traiter les MES, DCO, les composé azotés (TN, NO 3 - , NH 4 + , NO 2 - ) et les métaux lourds (Cr, Cd, Ni, Pb, Cu, Zn, Al et Fe) des eaux résiduaires de la raffinerie de pétrole en dessous des normes algériennes avec des efficacités d'enlèvement très élevées. De plus, C. indica a eu d'excellentes performances dans l'élimination des métaux lourds. Enfin, les paramètres de conception à grande échelle ont été déterminés pour répondre aux effluents rejetés par la raffinerieItem Traitement des polluants organiques en milieux aqueux par adsorption sur le charbon actif de la ferula(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2022) Messabih, Sidi Mohamed; Benrachedi, Khaled(Directeur de thèse)Cette étude est consacrée à la préparation d’un charbon actif en poudre à partir des tiges broyées de la Ferula communis récoltées dans les coteaux de la wilaya de Tipaza au nord de l’Algérie. La matière végétale a été imprégnée à l’acide phosphorique (H 3 PO 4 ) en utilisant deux rapports d’activation pour obtenir deux charbons actifs de la Ferula (CAF1 , CAF2), puis carbonisée à 550°C dans un four à moufle. Les résultats obtenus par caractérisation des matériaux adsorbants ont montré une importante porosité et une surface spécifique de 593 m 2 /g et 1403 m /g. Les applications de l’adsorption des colorants cationiques du bleu de méthylène et du rouge neutre sur les charbons actifs élaborés, dans un milieu aqueux, ont révélé une capacité d’élimination de l’adsorbat assez importante. L’étude thermodynamique a montré que le processus de l’adsorption est spontané et endothermique.Item Elaboration de billes à base d'alginate : étude rhéologique et de comportement(2016) Hamimed, FatihaL'alginate, polymère naturel extrait principalement des algues brunes (Phéophycées). Ces biopolymères étant facilement disponibles (biodégradable) et moins coûteux que les polymères synthétiques (industriels), ils présentent un grand potentiel d'utilisation pour l'enlèvement des métaux toxiques, des effluents industriels. Ce travail représente quelques résultats de gonflement des billes d'alginate, produisent par la réticulation ionique des alginates avec les cations de calcium. Nous avons étudie l'influence de certains paramètres de la réaction (effet du solvant, température, pH) sur le degré de gonflement. Dans cette recherche, un nouvel hydrogel a été synthétisé à base d'alginate de sodium (Alg-Na) et de carboxyméthyle de cellulose (CMC) en présence des ions de calcium. Les hydrogels obtenus sont identifiés par la spectroscopie de FTIR, MEB, DSC/ATG: les résultats confirment la présence d'alginate de sodium. Une application pour l'élimination du chrome des solutions aqueuses commerciales et des eaux usées issues d'une tannerie par des billes d'Alg-Ca est étudiée. Les expériences d'adsorptions sont établies en batch à différents pH. Les résultats expérimentaux des isothermes d'adsorption sont le plus souvent en accord avec le modèle de Langmuir et de Freundlich, et l'adsorption du chrome sur les alginates est une réaction endothermiqueItem Caractérisation physicochimique des amandes amères (prunus amygdalus). possibilité de valorisation(2015) Trachi, MahmoudLa présente étude porte principalement sur la caractérisation physicochimique des amandes (Prunus amygdalus) amères et leur valorisation. Le matériel végétal utilisé provient d'une plante sauvage poussant dans la région d'Ait-Ouerthilène (Sétif). Dans un premier temps, différentes propriétés physiques (morphologiques, géométriques, gravimétriques et de frottement) ont été déterminées sur la graine entière et sur le noyau et comparées à celles d'une autre variété d'amandes douces (Prunus dulcis) cultivées dans la région d'Oued-Zenati (Guelma). L'analyse de variance (ANOVA) a prouvé que globalement, les graines d'amandes sauvages et douces ont des propriétés semblables (p < 0,05), les deux variétés n'étant jamais été étudiées avant. D'autre part, il importe de souligner que 74% du poids total de la graine d'amande amère se concentre dans la coquille, ce qui met en évidence l'intérêt à accorder à sa valorisation. Dans notre travail la valorisation consiste en la préparation, par différentes méthodes, d'un adsorbant actif. La coquille a été caractérisée avant et après activation par différentes analyses physicochimiques et sa capacité d'adsorption a été étudiée. Cinq modèles ont été appliqués pour décrire la cinétique d'adsorption : Pseudo-premier-ordre, Pseudo-deuxième-ordre, Elovich, modèle de diffusion et celui de Peleg. Celui-ci, n'a jamais été employé dans l'étude du phénomène d'adsorption. Ce modèle s'est avéré, dans notre cas, le plus adéquat (R² = 0,99) aussi bien avant qu'après activation. Ces résultats concordent avec ceux obtenus par le modèle de Pseudo-deuxième-ordre. Pour la modélisation des isothermes d'adsorption les modèles de Frendlich, Langmuir et Tempkin ont été vérifiés. Ce dernier a donné les résultats les plus concluants pour l'adsorption par la coquille brute. Après l'activation de cette matière, il semble que le modèle de Frendlich décrit mieux cette adsorptionItem Etude cinétique et thermodynamique de l'adsorption des métaux lourds par l'utilisation des adsorbants naturels(2013) Aksas, HammoucheCette étude a pour objectif d'étudier le potentiel d'utilisation de matériaux naturels (mélange homogène de noyaux de dattes et de grignons d'olives) issus de l'activité d'agriculture pour le traitement des eaux usées, chargées en polluant métallique : le chrome. Ces deux matériaux ont été activés chimiquement par l'acide phosphorique, en les mélangeant à différents pourcentages, afin d'obtenir une solution solide homogène et d'améliorer leur capacité adsorptive. Une caractérisation des adsorbants obtenus s'est avérée primordiale. Ainsi toute une gamme d'analyses physico-chimiques a été effectuée dont : la fluorescence X et la spectroscopie IRTF. L'adsorption des ions du chrome est étudiée en milieu dispersé (batch) et dynamique (colonne) à la fois sur les matériaux pur et à l'état du mélange à différentes proportions, composées d'une quantité fixe en noyaux de dattes fixe, et des quantités du grignon d'olive variées. Les résultats d'adsorption du chrome montre : qu'elle est maximale à un pH =5.6, croit avec la température et avec la concentration initiale du chrome dans la solution. Le modèle de Langmuir simule mieux les isothermes d'adsorption du chrome que d'autres modèles étudiés. Voyant l'hétérogénéité de l'adsorbant obtenu à partir du mélange de deux matériaux, le modèle de D-R est étudié et a donné une capacité d'adsorption considérable. Les paramètres thermodynami ques (ÀG, ÀH et ÀS ) ont été évalués de même que les paramètres cinétiques. La réaction d'adsorption du Cr suit incontestablement une loi cinétique d'ordre 2. Le processus d'adsorption semble cependant contrôler par la diffusion intra particulaire. Les essais de désorption ont démontré que les adsorbants (mélange du grignons d'olive et noyaux de dattes), peuvent être employés pour plusieurs cycles (trois) d'adsorption élution sans perdre leur capacité d'enlèvement du chrome. Les paramètres d'adsorption en colonne (débit d'alimentation, la hauteur du lit, concentration initiale..) et les systèmes mathématiques ont été étudié, et donnent des résultats assimilables à ceux obtenus expérimentalement. Finalement, il s'avère que l'adsorption du chrome, augmente ave c l'augmentation du taux du grignon d'olive dans le mélange d"adsorbant (grignon d'olive et noyau de date)