Chimie
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Item Evaluation de la contamination par les métaux lourds des sols agricoles, eau d’irrigation et les cultures maraichères de la région de Boumerdès(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Sciences, 2025) Aksouh, Mohamed Younes; Benosmane, Nadjib(Directeur de thèse)Ce travail analyse la contamination des sols agricoles et des cultures maraîchères par les métaux lourds, un phénomène préoccupant pour la santé publique et l'environnement. Les principales sources de cette pollution incluent les activités industrielles, minières, les émissions provenant des transports, ainsi que l’utilisation inadéquate des eaux usées. Ces métaux lourds peuvent s’accumuler dans les sols agricoles et être absorbés par les cultures, représentant ainsi un risque direct pour la santé humaine lors de leur consommation. L’étude porte sur trois matrices principales : l’eau d’irrigation, les sols agricoles et les cultures maraîchères. La qualité de l'eau d’irrigation est d'abord évaluée, et des échantillons prélevés seront analysés par spectroscopie d'absorption atomique (SAA) afin de déterminer les niveaux de contamination. Les résultats permettront d’évaluer l’étendue de la pollution dans chaque matrice et de comprendre le mécanisme de transfert des métaux lourds. Par ailleurs, une analyse des risques sanitaires associés à la consommation de cultures contaminées sera réalisée en utilisant plusieurs paramètres d’évaluation des risques, tels que le Taux de Risque Total (THQ), le Taux de Risque Total Harmonisé (TTHQ), l’Indice de Risque Sanitaire (HRI), l’Indicateur de Risque Sanitaire (HI), l’Exposition Diététique Estimée (EDI) et le Facteur de Transfert (TF). Cette recherche vise à mieux comprendre les enjeux sanitaires liés à la contamination des sols et des cultures et à formuler des recommandations visant à atténuer ces risquesItem Elaboration et caractérisation de nanoparticules et de polymères conducteurs pour la réalisation de matériaux composites multifonctionnels(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Sciences, 2024) Makhloufi, Mohamed Cherif; Djelali, Nacer-Eddine(Directeur de thèse)Cette thèse vise à améliorer les performances électrochimiques des matériaux pseudocapacitifs tels que le MnO2, le PPy, la PANI, le nanocomposite PPy/ZnO et le nanocomposite PANI/TiO2 pour les utiliser comme matière active dans les supercondensateurs. Les caractérisations physico-chimiques telles que l'IRTF, le DRX, le MEB-EDS, la surface BET, ainsi que les caractérisations électrochimiques telles que la voltampérométrie cyclique (CV) et la spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE) ont été réalisées pour évaluer leurs performances et comprendre la relation entre leurs structures-propriétés et leurs performances électrochimiques. Le dioxyde de manganèse a été d'abord élaborée selon deux procédés, hydrothermal et par micro-ondes, afin d'obtenir différentes structures. Il a été observé une influence significative de la méthode de synthèse sur la morphologie et les performances des dioxydes de manganèse. La capacité spécifique a été calculée à 445 F.g-1 pour le MnO2-HT (synthèse hydrothermal) et à 577 F.g-1 pour le MnO2-MO (synthèse par micro-ondes). En outre, après 1000 cycles de charge-décharge, une perte de 15,7 % par rapport à la capacité spécifique initiale a été observée pour le MnO2-MO, ce qui indique une bonne stabilité électrochimique. La synthèse par micro-ondes a donc permis d'obtenir un matériau aux propriétés électrochimiques attractives, avec un gain de temps de synthèse considérable. Les performances des matériaux nanocomposites PPy/ZnO et PANI/TiO2 ont ensuite été évaluées avec succès. Ces matériaux ont été préparés par une simple polymérisation chimique in-situ, en utilisant la poudre de MnO2 comme agent d'oxydation. Les caractérisations électrochimiques ont révélé les excellentes performances du nouveau nanocomposite PPy/ZnO et PANI/TiO2, où leur capacité spécifique atteint respectivement 1299 F.g-1 et 1110 F.g-1. Ces valeurs sont supérieures à celles obtenues pour l'électrode PPy, qui est de 945 F.g-1, et pour l'électrode PANI, qui est de 800.25 F.g-1. L'introduction des nanoparticules (ZnO, TiO2) dans la matrice de polymère conducteur entraîne un effet synergique efficace entre les deux constituants, ce qui permet une amélioration de la conductivité électronique, de la capacité à haute vitesse de balayage et de la stabilité électrochimique durant le cyclage répétitif de charge/décharge. Ces bonnes performances électrochimiques indiquent que les poudres développées dans ce travail seraient prometteuses comme matériaux actifs pour les supercondensateurs à haute performanceItem Synthèse électrochimique de films d'hydroxydes doubles lamellaires sur un substrat métallique : application à l'environnement(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Sciences, 2023) Meguellati, Zineb; Ghemmit-Doulache, Naïma(Directeur de thése)L'augmentation de la consommation de produits chimiques a considérablement amplifié la contamination organique des effluents aquatiques et des ressources des eaux. L'objectif de ce travail est l'élaboration des hydroxydes double lamellaires (HDL) suivant deux méthodes, et leur application dans le domaine environnemental. Plusieurs techniques physicochimiques, notamment XRD, FTIR, SEM/EDS, TGA/DTG et caractérisations électrochimiques, ont été utilisées afin d'évaluer les propriétés structurelles et morphologiques des poudres de MgAl-HDL, MgFe-HDL et CoAl-HDL synthétisées par la méthode de coprécipitation. D'autre part, des films minces de MgAl-HDL et de CoAl-HDL ont été électrodéposés avec succès sur des substrats métalliques (électrodes de Nickel et d'acier inoxydable). Des poudres MgAl-HDL, MgFe-HDL et CoAl-HDL ont été appliquées pour l'adsorption de l'azocarmine G (ACG), et les paramètres expérimentaux ont été optimisés à l'aide de la méthode des surfaces de réponse pour atteindre des capacités d'adsorption (mg/g) expérimentales maximales de 105,9 ; 101,6 et 98,66 pour MgAl-HDL, MgFe-HDL et CoAl-HDL, respectivement. Le comportement d'adsorption du MgAl-HDL électrodéposé sur une électrode en acier inoxydable a été testé en vue de l'élimination du bleu de bromophénol (BPB), l'effet des conditions expérimentales a été étudié et la capacité d'adsorption maximale était de 4,96 mg/g. Plusieurs modèles cinétiques et isothermes ont été appliqués aux résultats expérimentaux pour évaluer les processus d'adsorption. L'aspect énergétique des processus a été également étudié en déterminant les paramètres thermodynamiques tels que l'énergie libre standard de Gibbs (?G?), l'enthalpie (?H?) et l'entropie (?S?). La régénération des matériaux a été étudiée par deux voies chimiques et électrochimiques ; les expériences ont révélé que l'utilisation de poudres a permis d'obtenir des capacités d'adsorption extrêmement élevées, tandis que l'avantage de l'utilisation de film formé réside dans la rapidité, la simplicité et l'efficacité de la régénération. La poudre de MgFe-HDL synthétisée via la méthode de coprécipitation a été utilisée pour la modification de l'électrode en graphite (électrode G/MF). L'électrode modifiée a été ensuite testée pour la détection électrochimique sélective du métronidazole (MNZ) par voltamétrie cyclique. Le capteur développé a présenté de bonnes performances en termes de sensibilité et de sélectivité avec une limite de détection de 0,74 mMItem Application de l'adsorption et de la photocatalyse dans la dépollution des eaux(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Sciences, 2023) Merrad, samiya; Abbas, Moussa(Directeur de thèse)Dans ce travail, deux semi-conducteurs à base de titanates ainsi qu'un charbon actif dérivé des coquilles de noix ont été élaborés par des méthodes simples, pour des applications environnementales. Diverses techniques d'analyses ont été utilisées pour la caractérisation des matériaux, notamment l'analyse thermique, la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage, la spectroscopie FTIR-ATR, l'analyse texturale, la caractérisation optique, ainsi que des mesures électrochimiques et électriques des catalyseurs. Les résultats mettent en évidence le défi associé à la dépollution des eaux contenant des colorants, par l'utilisation des Pérovskites SrTiO3-? et BaTiO3-?, révélant un fort potentiel de photo-oxydation du " Rouge Congo " grâce à l'exploitation de la lumière solaire. Par ailleurs, le charbon actif (ACWS) a également démontré une capacité d'adsorption considérable en éliminant le colorant cationique " Vert de Malachite ". Une étude d'optimisation des variables influençant les cinétiques d'élimination des deux colorants a été effectuée. De plus, la régénération chimique et oxydante du charbon, en le combinant avec les Pérovskites, souligne la durabilité du processusItem Développement d’un nano matériau radio-formé à base de polymère et son application dans la protection de l’environnement(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Sciences, 2023) Benamer-Oudih, Samah; Kebbouche-Gana, Salima(Directeur de thèse)Dans cette étude, des nanoparticules de chitosane (ChNs) ont été élaborées et utilisées comme adsorbant pour l'élimination simple et simultanée de colorants cationiques (bleu de méthylène BM) et anioniques (méthyle orange MO). Les ChNs ont été préparés selon la méthode de gélification ionique en utilisant du tripolyphosphate de sodium (TPP). L'optimisation du processus de synthèse des ChNs en utilisant un plan factoriel fractionnaire 2 (5-2) a été réalisée pour analyser l'influence du poids moléculaire, de la concentration du chitosane (CS), de la concentration de TPP, du rapport CS/TPP et de la vitesse d'agitation sur la taille finale des nanoparticules et le potentiel zêta. Les réponses mesurées de la taille moyenne des particules et de la charge de surface ont été déterminées par le Zetasizer Nano ZS, Les nanoparticules obtenues ont été caractérisées par FTIR, BET, SEM, XRD, DSC. Les expériences ont montré que la taille des nanoparticules synthétisées dépendait de la concentration du CS, du poids moléculaire du CS, de la concentration en TPP et de la vitesse d'agitation dans les limites choisies. Cependant, le potentiel zêta a été significativement influencé par le poids moléculaire du CS, la concentration du CS et par la vitesse d'agitation. Les expériences d'adsorption en batch ont montré qu'en mode d'adsorption simple, l'élimination du BM est meilleure en pH alcalin, contrairement à l'absorption du MO qui présente une plus grande efficacité d'élimination en milieu acide. L'élimination simultanée du BM et du MO de la solution binaire par les ChNs a été réalisée dans des conditions neutres. Les résultats des études cinétiques d'adsorption ont montré que l'adsorption du BM et du MO pour les systèmes d'adsorption simple et binaire s’adaptent au modèle du pseudo-second ordre. Les isothermes de Langmuir, Freundlich et Redlich Peterson ont été utilisés pour la description mathématique de l'équilibre d'adsorption simple, tandis que les isothermes de Langmuir non modifié et de Freundlich étendu ont été utilisées pour ajuster les résultats de l'équilibre de co-adsorption. Les capacités maximales d'adsorption du BM et du MO dans un système d'adsorption de colorant unique étaient respectivement de 315,01 et 257,05 mg/g. D'autre part, dans le système d'adsorption binaire, les capacités d'adsorption étaient respectivement de 49,05 et 137,03 mg/g. La capacité d'adsorption du BM diminue dans une solution contenant du MO et vice versa, ce qui suggère un comportement antagoniste du BM et du MO sur les ChNsItem Synthèse de complexes à ligands hétérocycliques : activité biologique et étude électrochimique(Université M'hamad Bougara : Faculté des Sciences, 2021) Belkhir-Talbi, Drida; Makhloufi, Malika(Directeur de thèse)La chimie de coordination est une discipline qui associe le plus souvent la chimie inorganique et la chimie organique : les molécules organiques (comme ligands) et un ion inorganique comme élément central. Les principes régissant la stabilité et la spécificité du complexe métal-ligand dépendent des propriétés à la fois du métal et des ligands [1-3]Item Proprietes multi-echelles et parametres physicochimiques de materiaux magneto-stimulables(Université M'hamad Bougara : Faculté des Sciences, 2021) Ikhaddalene, Soumia; Zibouche, Fatima(Directeur de thèse)Cette thèse a pour object if d’élaborer un matériau composite magnéto-stimulable avec la méthode de fusion. Les propriétés rhéologiques de ce dernier ont été étudiées en présence et en absence d’un champ magnétique extérieur. Cette méthode d’élaboration se résume en une dispersion des nanoparticules de maghémite dans une matrice bio-polymère de chitosan. Ces deux précurseurs ont été mélangés et réticulés à l’aide d’un dialdéhyde (glyoxal) pour produire un hydrogel magnétique (ferrogel). Le contexte que nous proposons est de synthétiser des nanoparticules de maghémite citratées par le processus de coprécipitation et de les recouvrir ensuite d’un poly-électrolyte cationique appelé poly chlorure de diallyldimethylamonium (PDADMAC) ; la quantité nécessaire pour recouvrir toute la surface des particules a été déterminée par la mobilité électrophorétique. C’est à l’aide d’un rhéomètre rotatif, équipé d’une nouvelle cellule magnéto-rhéologique, que fut l’étude du comportement rhéologique de l’hydrogel magnét ique sous température contrôlée, avant et après le processus de gélification en présence d’un champ magnét ique continu. L'influence de la teneur en oxyde de fer sur le temps de gélification de l'hydrogel magnétique a été étudiée en comparant deux ferrogels, ayant une teneur en particules différente. Les mesures d’écoulement et d’oscillat ion ont montrés que l'application d'un champ magnétique provoque la formation d'une nouvelle structure. Ce qui a été confirmé par une observation au microscope optique in situ (structure sous forme de bâtonnet). L'étude cinétique réalisée par la spectroscopie mécanique, a démontrée que le temps de gélification dépend à la fois de la teneur en oxydes de fer et du champ magnétique appliquéItem Réduction de la charge polluante de la margine des huileries d’olives par procédé de photo d’oxydation avancée(Université M'hamad Bougara : Faculté des Sciences, 2021) Yahia, Zineb; Ziati, Mounir(Directeur de thèse)La margine est identifiée comme un sous-produit de l’industrie de l’huile d’olive, dont le rejet sans aucun traitement préalable nuit à l’environnement et pose de sérieux problèmes. La caractérisation de cet effluent, par analyse de plusieurs paramètres physicochimiques, a montré une charge polluante importante exprimée notamment par la matière organique (DCO, DBO5, COT et polyphénols). Donc le traitement de ces eaux s’impose. L’objectif de cette étude est l’élimination de ces polluants organiques de la margine par un procédé physicochimique reconnu, d’emploi facile et peu coûteux, appelé procédé d’oxydation avancée (POA). Différents oxydants ont été testés tels que : la photolyse directe, la photolyse du peroxyde d’hydrogène, le Fenton (Fe+2/H2O2), le photo Fenton (Fe+2/UV/H2O2), la photocatalyse hétérogène (ZnO/H2O2), (ZnO/H2O2/UV), (Fe2+/Cu2+/Mn2+/ H2O2 / UV) et l’électro Fenton. D’après les résultats expérimentaux trouvés, toutes les techniques de POA ont montré leur efficacité ; néanmoins, le meilleur traitement est par association des sels ternaires (Fe2+/Cu2+/Mn2+/H2O2/UV) où il y a une bonne élimination des paramètres suivis : 95 % pour la DCO, 75 % pour le COT, 80 % pour la DBO5 et 59 % pour les polyphénols. Des cinétiques de dégradation d’ordre 1 apparent ont été observées dans tous les cas . D’autre part, l’étude électrochimique relative au comportement de l’acier en carbone vis-à-vis la margine confirme une formation d’une couche d’oxyde sur la surface de l'électrode de travail qui forme une barrière entre l'électrode et l'électrolyte. Enfin, en vue d’une valorisation éventuelle de cette margine prétraitée, l’extraction liquide/liquide de la matière organique présente dans la margine nous a permis d’identifier les molécules extraites comme les acides gras, les lipides et les hydrocarbures aromatiquesItem Contribution à l’étude des techniques de lutte biotechnologiques appliquées contre la biocorrosion des installations pétrolières(Université M'hamad Bougara : Faculté des Sciences, 2021) Khoukhi, Faiza; Gana Kebbouche, Salima(Directeur de thèse)La CIM en milieu anaérobie est un processus de corrosion très complexe. Même si le mécanisme global est connu et que des méthodes pour lutter contre le phénomène sont effectives, il n’empêche que la recherche des techniques de lutte biotechnologiques reste un moyen en cours de développementItem Synthèse et caractérisation d'un matériau composite à base de polymère conducteur - oxyde : application environnementale(Université M'hamed Bougara : Faculté des sciences, 2021) Belkessam, Celia; Djelali, Nacer-Eddine(Directeur de thèse)Ce travail de recherche porte sur la synthèse, caractérisation, immobilisation d'une série de NPs d'oxyde Ni0.3Co2.7O4 et leur utilisation comme matériau d'électrode pour catalyser la réaction de réduction de l'oxygène (RRO) et générer des espèces peroxydes (H2O2...), dans le but de dégrader des polluants organiques. La voie Sol-gel a été adoptée pour la préparation de ce matériau, en utilisant différents précurseurs de synthèse, à savoir : les nitrates, les sulfates et les chlorures, aboutissant à trois types d'oxydes, ayant d'intéressantes propriétés physico-chimiques et surtout électrocatalytiques. Parmi cette série, l'oxyde obtenu avec les chlorures (Cl : Ni0.3Co2.7O4) présente les meilleures performances électrocatalytiques pour réduire l'O2, d'une manière sélective, via un mécanisme mettant en jeu un transfert de 2 électrons avec une production de H2O2 de 96%, sur une large gamme de potentiel. Cela nous a incité à retenir ce composé pour réaliser les tests de dégradation de trois contaminants organiques (Ethylène glycol (EG), Bleu de méthylène (BM) et Atrazine), en appliquant et en comparant plusieurs processus c.-à-d. Electroctalyse (EC), Photocatalyse (PC) et photoelectrocatalyse (PEC). Pour la génération quantitative des peroxydes, une électrode à cavité en Téflon, contenant les NPs de cet oxyde (Cl : Ni0.3Co2.7O4), a été fabriquée au laboratoire. Les résultats obtenus sont très prometteurs, notamment dans le cas de PEC où de très bon taux de dégradation sont notés, dont les valeurs sont de 76%, 88% et 92% pour l'Atrazine, EG et BM, respectivement. De plus cette électrode est stable avec une efficacité de 92% maintenue, même au delà de 7 cycles de réutilisation