Thèse soutenue

Études et optimisation de films minces par électrochimie pour le développement de procédés innovants de décontamination d’eaux polluées

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Auteur / Autrice : Rana Choumane
Direction : Sophie Peulon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 19/12/2018
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire analyse et modélisation pour la biologie et l'environnement (Evry, Essonne ; 1998-)
établissement opérateur d'inscription : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
Jury : Président / Présidente : Daniel Lincot
Examinateurs / Examinatrices : Sophie Peulon, Daniel Lincot, Christine Mousty, Hervé Gallard, Anne-Marie Gonçalves, Serge Palacin
Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Mousty, Hervé Gallard

Mots clés

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Résumé

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Dans ce travail de thèse, deux procédés de décontamination ont été développés vis-à-vis de métaux lourds présents en solutions aqueuses sous forme solubles. Le premier procédé utilise des films minces de birnessite, synthétisés et optimisés par électrochimie, avec des propriétés de sorption maximales. Parmi différents échantillons, les films minces de birnessite HB.4 possèdent des capacités d’adsorption importantes vis-à-vis du plomb et du cadmium, avec une simplicité dans leur préparation et leur utilisation. Un post-traitement électrochimique simple et rapide accroit encore significativement les capacités. La possibilité d’une désorption totale (plomb ou cadmium) en fonction de la chimie du milieu a été montrée. Ce matériau présente également de bonnes capacités de sorption vis-à-vis du nickel et du cuivre.Le second procédé de décontamination par électrochimie développé dans ce travail est innovant et particulièrement efficace. Il permet de décontaminer des solutions aqueuses chargées en Pb(II) jusqu’à une élimination de 99,99% et d’atteindre ainsi des concentrations acceptables pour l’environnement et l’eau potable, et ce même si la solution est concentrée et contient d’autres espèces chimiques ou métaux lourds. Ce procédé permet d’éliminer aussi le nickel, ou le cuivre mais pas le cadmium. Le principe est d’éliminer le métal soluble sous forme d’un film adhérent sur un substrat conducteur. Des caractérisations par MEB, DRX, EDS ont confirmé la nature des solides. Ces matériaux présentent des nanostructures particulières qui pourraient être valorisables. Enfin, ces deux procédés ont été appliqués avec succès sur des mélanges complexes et des échantillons réels