Thèse soutenue

Photodégradation de contaminants organiques de l'eau par l'intermédiaire d'une phénalénone supportée

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Auteur / Autrice : Maya Aimeur
Direction : Michel BauduFaiza Zermane
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences pour l'environnement
Date : Soutenance le 12/11/2020
Etablissement(s) : Limoges en cotutelle avec Université Saad Dahlab de Blida (Algérie)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie, écologie, géosciences et agrosciences Théodore Monod (Poitiers ; 2018-2022)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : PEIRENE
Jury : Président / Présidente : Patrick Mazellier
Examinateurs / Examinatrices : Michel Baudu, Faiza Zermane, Kahil Hanna, Nicolas Villandier, Omar Bouras, Youcef Boucheffa
Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Mazellier, Hakim Lounici

Mots clés

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Résumé

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L’objectif de ce travail est de développer un procédé de photodégradation de contaminants organiques de l’eau par l’intermédiaire la phénalénone (PN). Une mise en oeuvre du photosensibilisateur a été recherchée pour une réaction optimale et une séparation aisée de l’effluent traité. L’utilisation de la PN dans un contexte de traitement de l’eau, a été validé dans un premier temps, en phase homogène pour la photodégradation de deux molécules modèles en solution aqueuse, le phénol, et un fongicide, le tébuconazole (TEB). Cette étude a été menée dans un réacteur annulaire de 0,4 L avec une irradiation dans l’UV ou le visible dont l’émission couvre en partie le spectre d’absorbance de la PN. La PN a été associée à deux supports inorganiques, une halloysite naturelle par voie d’adsorption pour la dégradation du phénol et un sable par greffage chimique pour la dégradation du TEB. L’étude des mécanismes de photodégradation du phénol en solution a révélé que le mécanisme principal était un mécanisme de type II à travers l’oxygène singulet avec la participation du mécanisme de type I via l’intervention de la PN.. Lors de la photodégradation du tébuconazole en utilisant la PN supportée, l’oxygène singulet est la principale espèce oxydative responsable de la photodégradation avec principalement un mécanisme de type II avec une très faible contribution du mécanisme de type I. Ce mécanisme est précédé d’une phase de sorption importante sur le support (50% de l’abattement initial). Le greffage de la PN sur le sable, élargissait sa bande d’absorbance dans la région du visible, améliorant ainsi sa performance dans cette région du spectre avec une constante cinétique du même ordre que celle obtenue sous irradiation UV (1.3 × 10-3 min-1). Une étude à l’échelle du laboratoire a permis de valider l’utilisation d’une irradiation par des LEDs bleu (435nm à 465 nm). Les cinétiques de photodégradation du TEB dans le réacteur à lit fluidisé (38,7 L) sont similaires à celles obtenues dans l’unité de laboratoire. Un modèle de réaction d’ordre 1 dans un réacteur parfaitement agité permet de décrire le fonctionnement du lit fluidisé malgré une perte d’efficacité peut être due à une perte de molécules photosensibilisatrices.