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Soutenance de thèse - 17/12/2014

Saloua AYADI DAOUD

 
a soutenu sa thèse le 17 décembre 2014
 
Membranes en carbone et procédés de filtration baromembranaire et électrochimique : application au traitement d’effluents de l’industrie textile

Préparée au sein de l’école doctorale Sciences Chimiques et de l’Institut Européen des Membranes de Montpellier et du Laboratoire des Sciences des Matériaux et Environnement de l’Université de Sfax.

devant le jury composé de :

  • M. Mohamed DAMMAK Professeur à la Faculté des Sciences de Sfax - Rapporteur
  • M. Fabrice MAUVY Professeur à l’Université Bordeaux - Rapporteur
  • M. Mohamed KSIBI Professeur à l’Université de Sfax - Examinateur
  • M. Didier TICHIT Directeur de recherche à l’ENS chimie de Montpellier - Examinateur
  • Mme. Raja BEN AMAR Professeur à la Faculté des Sciences de Sfax - Co-Directeur de thèse
  • M. Marc CRETIN Professeur à l’Université de Montpellier - Co-Directeur de thèse
  • Mme. Sophie CERNEAUX Maître de Conférences à l’ENS chimie de Montpellier - Invitée

Résumé :

Résumé
L’objectif de ce travail de thèse est, à l’aide d’une approche « génie d’élaboration », de préparer des membranes à base de carbone graphite montrant des propriétés conductrices adéquates pour réaliser le couplage entre la filtration baro-membranaire et le procédé électro-Fenton pour le traitement d’effluents aqueux. Ce travail décrit la réalisation d’une membrane en carbone constituée d’un support macroporeux conducteur revêtu d’une couche de microfiltration. L’élaboration de ces éléments filtrants implique la mise en oeuvre des techniques utilisées dans l’industrie céramique (les procédés de mise en forme tels que l’extrusion, le coulage et la carbonisation de la pièce élaborée par traitement thermique). Les valeurs de porosité et de taille de pores du support macroporeux peuvent être maitrisées en variant la granulométrie de la poudre de carbone utilisée et la température de carbonisation. L’objectif principal était de définir les
conditions optimales menant à un matériau poreux et conducteur sans affecter autant que possible la résistance mécanique et chimique. Ces différentes étapes d’élaboration, illustrant la démarche depuis la poudre de graphite jusqu’au produit final, ont été caractérisées. Les performances de ces membranes pour le traitement des eaux usées industrielles de l’industrie textile ont été étudiées en termes de flux de perméat et de la rétention des polluants. Ces membranes de filtration élaborées ont été utilisées, par la suite, en tant qu’électrodes pour la
minéralisation d’un colorant synthétique modèle, l’Acide Orange 7 (AO7) en appliquant le procédé électro-Fenton. Des tests en électro-filtration sur l’Acide orange 7 ont été réalisées pour déterminer les propriétés d’oxydation avancée et des propriétés filtrantes du système couplé.
Mots clés : Membrane, Carbone, Microfiltration, Electrochimie, Effluents Textiles.
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Abstract
The objective of this PhD work is to prepare graphite based membranes showing
adequate conductive and electrochemical properties to realize the coupling between filtration and electrochemical degradation of organic pollutants by the electro - Fenton process. This work describes the realization of a carbon based membrane constituted by a macroporous conductive support coated by a microfiltration layer. The elaboration of these filters implies the use of techniques derived from the ceramic industry (extrusion, dip-coating, carbonization…). Porosity and pores size of the macroporous support were controlled by varying the particle size of the carbon powder used as precursor and by thermal treatments. The main objective was to define the optimal conditions leading to
a porous and conductive material without affecting as far as possible the mechanical and chemical resistance.
Elaboration steps, from the graphite powder to the membrane were characterized. The performances of these membranes toward real waste water treatment of the textile industry were studied in terms of flow and tretention of pollutants. The ability of this carbon graphite membranes to be used as working electrodes in the electro-Fenton Advanced Oxidation Process (AOP) was demonstrated by studying decolorization and degradation of a dye. Tests in electro-filtration of the molecule Acid Orange 7 (AO7) chosen as model were realized to determine the properties of the system.
Keywords : Membrane, Carbon, Microfiltration, Electrochemistry, Textile Effluents.