Thèses de Doctorat et Mémoires de Magister
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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 Contribution à l'étude de bioadsorbants issus de la biomasse à des fins de dépollution(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Sadoun, Louiza; Benmounah, Abdelbaki(Directeur de thèse)Cette étude met l'accent sur le développement de biomatériaux à partir de biomasses de déchets d'arbres sous forme de sciure de bois de chêne zeen comme matrice principale. Tous d'abord la sciure a été utilisée sous sa forme brute (SCZ), pour être traités chimiquement par l'acide phosphorique et thermiquement afin de préparer deux biochars à deux températures différentes (SCZ4 et SCZ6). Ensuite la sciure a été encapsulée en utilisant l'alginate de sodium pour obtenir un matériau sous forme de sphères (Al/SCZ). En fin, au mélange précédent (sciure/alginate), un autre polymère (l'acide humique) a été rajouté, pour élaborer d'autres sphères (AH/Al/SCZ). Tous les matériaux obtenus ont été rigoureusement caractérisés par diverses méthodes à savoir : FTIR, MEB, DRX, ATG et BET. Leur chimie de surfaces a été également déterminée par la méthode de Boehm et la mesures du point de charge nulle (pHpzc), leur structure poreuse a été réalisée par la détermination de l'indice d'iode et l'indice de bleu de méthylène. Les propriétés adsorbantes des matériaux ont été évaluées en mode discontinu par l'adsorption de bleu de méthylène, de vert de malachite, de CrVI) et de Cu(II). L'influence des différents paramètres tels que le temps de contact, le pH, la température, la concentration initiale en polluant et la masse du matériau a été étudiée. Les cinétiques et les isothermes d'adsorption ont également été examinées et analysées à l'aide de différents modèles mathématiques classiques. Les résultats ont montré que les processus sont régis par des cinétiques du deuxième ordre. L'étude thermodynamique a révélé que tous les processus d'adsorption étaient spontanés, et favorables. Les sphères hybrides ont montré une bonne efficacité de régénération même après quatre cycles d'adsorption-désorption. Les différents bioadsorbants préparées ont montré des capacités d'adsorption intéressantes qui peuvent constituer une alternative peu coûteuse pour le traitement des eaux contaminées par les polluants organiques et inorganiquesItem 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 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 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 Caractérisation et valorisation des boues des stations d’épuration des eaux usées(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2022) Djoumad, Sonia; Benrachedi, Khaled(Directeur de thèse)L'objectif de la présente étude porte sur la valorisation d’un déchet urbain très abondant ; les boues des stations d’épurat ion des eaux usées urbaines, dans le domaine de la dépollution des rejets industriels. Une série de techniques d’analyse et de caractérisation ont été réalisées dans le présent travail, telles que les méthodes de détermination des propriétés physico-chimiques, la diffraction des rayons X (DRX), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier IRTF et la microscopie électronique à balayage (MEB) pour obtenir des informations sur leurs structures et leurs compositions. Dans le but d'étudier les performances de ce nouveau matériau, nous avons étudié l'adsorption du bleu de méthylène à partir de solutions synthétiques. Une série d'expérience en mode batch a été effectuée sur certains paramètres tels que: la concentration initiale en colorant, la masse de la boue, le temps de contact, le pH et la température. Les essais de rétention en mode statique du bleu de méthylène sur les deux matériaux obtenus, ont donné une capacité maximale d’adsorption (à 20°C à concentration initiale de 20 mg/l) de l’ordre de 16.65 mg/g pour la boue activée chimiquement et 11,84 mg/g pour la boue séchée. La modélisation des résultats expérimentaux a été étudiée à l’aide des modèles cinétiques et des isothermes d’adsorption. La modélisation des cinétiques du bleu de méthylène montre que la cinétique de pseudo-second ordre décrit mieux les résultats expérimentaux et l’étude thermodynamique révèle que le processus de sorption de BM par les boues d’épuration est spontané et endothermique. L’application des modèles connus de Langmuir, Freundlich et de Temkin ont permis de décrire les isothermes d’adsorption du bleu de méthylène, L’ident ificat ion de mécanisme de rétention de ce dernier montre que l’adsorption du colorant étudié est bien décrite par le modèle de Langmuir.Item Valorisation du Diss (Ampelodesmos mauritanicus) pour la lutte contre l’eutrophisation(Université M'Hamed Bougara Boumerdes : Faculté des Sciences, 2022) Benhathat, Amal; Amrani, MoussaLes eaux usées sont très souvent enrichies en phosphates issus des activités anthropiques, leur rejet dans le milieu naturel sans traitement adéquat entraîne une eutrophisation rapide du réseau hydrographique de surface. Cela a suscité un grand intérêt pour la recherche de nouvelles méthodes écologiques, rentables et efficaces pour assainir les eaux polluées. L'objectif de ce travail est ; de mettre en évidence le potentiel des tiges d’Ampelodesmos mauritanicus connue sous le nom du Diss en évaluant leur utilisation comme précurseur pour la production de charbon actif (AMSAC) et aussi de caractériser et d'évaluer les performances du charbon actif synthétisé pour l’élimination par adsorption des ions phosphates dans une solution aqueuse synthétique. Le charbon actif a été produit par activation à l'acide phosphorique (H 3 PO 4 ) suivie d'une carbonisation sous atmosphère inerte. L’effet des paramètres réactionnels influant l’adsorption tels que le temps de contact, le pH initial de la solution polluante ainsi que de la concentration initiale en phosphate a été étudiée et l’application des modèles de la cinétique et de l’équilibre d’adsorption a été détaillée. Les résultats obtenus démontrent que la température de pyrolyse, le temps de pyrolyse ainsi que la concentration en agent activant impactent les caractéristiques des charbons. Dans les conditions d'activation optimisées par la méthodologie de surface de réponse, les charbons actifs préparés ont des surfaces spécifiques S BET allant jusqu'à 1294 m²/g avec une texture essentiellement micro et méso poreuse. Les résultats ont révélé une cinétique d'adsorption de pseudo-second-ordre atteignant l'équilibre après 75 min environ. Le modèle de Langmuir semble le mieux adapté aux données expérimentales ; La capacité de sorption monocouche de l'AMSAC pour les ions PO 4 -3 a été déterminée à 4,52 mg/g à 25°C. Les paramètres thermodynamiques indiquent que le processus d'adsorption est exothermique. A terme, ce travail permettra de valoriser des matériaux lignocellulosique (Diss) pour la production de Charbon actif (AMSAC), un adsorbant de phosphate prometteur à faible coût.Item 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.