Thèse soutenue

Les hydrochars de déchets de paille de lavandin valorisés comme combustible solide et comme matériau adsorbant

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Auteur / Autrice : Sümeyra Seniha Baran
Direction : Charlotte HurelClaire Lomenech
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 30/01/2024
Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Physique de Nice
Jury : Président / Présidente : Nicolas Marmier
Examinateurs / Examinatrices : Charlotte Hurel, Nicolas Marmier, Vanessa Fierro, Stéphane Mounier
Rapporteurs / Rapporteuses : Irina Volf, Vanessa Fierro

Résumé

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La région Provence-Alpes-Côte d'Azur, dans le sud-est de la France, est depuis des siècles l'un des principaux centres de production de l'industrie des parfums et des cosmétiques. L'extraction du lavandin permet d'obtenir 100 kilogrammes/ha d'huile essentielle, tandis qu'une grande quantité de déchets solides, connus sous le nom de paille de lavandin, est générée. L'objectif de ce travail de thèse était d'explorer des voies de valorisation économiques et écologiques de ces déchets afin de les convertir en produits à haute valeur ajoutée.Pour cela, la paille de lavandin a été soumise à un traitement thermique de carbonisation hydrothermale (HTC) afin d'obtenir un matériau carboné appelé hydrochar. Deux voies de valorisation de la paille de lavandin et de ses hydrochars ont été étudiées : d'une part en tant que combustible solide et d'autre part en tant qu'adsorbant.Pour la valorisation en tant que combustible solide, un traitement thermique à différentes températures (180 à 260ºC) et à différents temps de rétention (1 à 20 h) a été appliqué à la paille de lavandin. Le propriétés combustibles des hydrochars ont été évaluées en fonction du facteur de sévérité calculé à partir de la température appliquée pendant le traitement et du temps de rétention. Les hydrochars obtenus présentaient des propriétés combustibles proches du charbon sub-bitumineux et de la lignite.Pour la valorisation du lavandin en tant qu'adsorbant, l'hydrochar le plus approprié pour l'adsorption a été sélectionné. L'adsorption de Ni(II), Cd(II), Pb(II) sur la paille de lavandin, l'hydrochar, l'hydrochar modifié par NaOH et HNO3 a été étudiée en fonction du temps de contact, du pH, de la concentration initiale de chaque métal, des concentrations initiales mixtes des métaux. Les résultats montrent que le Pb(II) est adsorbé plus efficacement que le Ni(II) et le Cd(II) sur tous les adsorbants. Lorsque les métaux sont présents simultanément, une compétition se produit à la surface en faveur du Pb. Les modifications de surface à l'aide de NaOH ou de HNO3 améliorent la capacité d'adsorption de l'hydrochar, mais le rendement de production de l'hydrochar modifié est faible lorsqu'une forte concentration d'acide est utilisée pour le traitement de la surface.Ce travail de thèse permet de conclure que les deux voies de valorisation de la paille de lavandin comme combustible solide et comme adsorbant constituent une alternative écologique et économique viable, dans un contexte d'économie circulaire.