Théses de Doctorat

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    Amélioration de la biodégradabilité d’un lixiviat de décharge par les procédés électrochimiques non conventionnels
    (2024-01-25) Mostefaoui, Nabil
    Cette thèse a porté sur l’exploitation du potentiel des procédés électrochimiques pour le traitement d’un lixiviat de décharge réel, prélevé au niveau du centre d’enfouissement technique (CET) d’Alger. Ce traitement représente un défi majeur pour les méthodes conventionnelles en raison de la présence d’une forte charge organique difficilement biodégradable. Trois procédés électrochimiques ont été étudiés, incluant deux procédés électrochimiques d’oxydation avancée (l’oxydation anodique (OA) et l’électro-Fenton (EF)) et le procédé d’électrocoagulation. Le premier objectif a été de mettre en évidence les avantages et les limites de chaque procédé. Le second objectif a été d’apporter des éléments de réponse sur la position la plus pertinente que pourrait occuper ces procédés dans une filière de traitement complète, en prenant en compte le potentiel couplage avec un traitement biologique. Ces travaux se sont déroulés dans le cadre d’un programme de recherche collaboratif soutenu par le PHC Tassili (Algérie / France). Les procédés d’OA et EF ont été étudiés en réacteur discontinu à l’échelle du laboratoire. Différents matériaux d’anode et de cathode ont été comparés afin de sélectionner la configuration la plus pertinente pour l’élimination des espèces organiques présentes dans le lixiviat de décharge brut. Le procédé d’OA utilisant une électrode en diamant dopé au bore (DDB) est apparu le plus approprié pour l’élimination de la charge organique. La production de radicaux hydroxyles à la surface de l’anode DDB permet une minéralisation non sélective de la matière organique. Par exemple, 81% du carbone organique totale (COT) a pu être éliminé après 6 h de traitement à 500 mA. Cependant, différentes limites du procédé ont été pointées. La première est liée à la consommation énergétique (CE) nécessaire pour atteindre un rendement élevé de minéralisation. Les conditions opératoires précitées correspondent ainsi à une CE de 116 kWh m-3. Le second inconvénient est lié à l’élimination partielle de la charge azotée. Le troisième est lié à l’oxydation des ions Cl- jusqu’en espèces chimiques indésirables tels que les ions ClO3- et ClO4-. L’intégration du procédé d’OA dans une filière de traitement peut être envisagé afin d’utiliser l’avantage lié à l’oxydation non-sélective de la matière organique tout en essayant de pallier les limites mises en évidences. En particulier, il a été étudié la combinaison de l'OA avec le procédé d’EC et un traitement biologique. L’objectif est de réduire la densité de courant et le temps de traitement nécessaire pendant le procédé d’OA. Il a ainsi été montré que l'application de l’EC pour le traitement du lixiviat peut contribuer à une élimination partielle de la charge organique (40%) avec une faible CE (2,8 kWh m-3). Cependant, la gestion des boues produite constituerait une problématique supplémentaire à étudier. Il a ensuite été montré que l’application du procédé d’OA à 200 mA pendant 4 h permet d’augmenter ce rendement de minéralisation à 65%. De manière prometteuse, il a également été observé que cette étape de traitement permet d’améliorer la biodégradabilité de la charge organique résiduelle. Cela permet ainsi de pouvoir envisager un effet synergétique pour l’élimination de la charge organique lors d’un potentiel couplage avec le bioréacteur à membrane actuellement installé sur le site du CET d’Alger. De plus, la réduction de la charge électrique permet de réduire fortement la formation des ions chlorates et perchlorates au cours du procédé d’OA. Une étude comparative a également montré que l’utilisation du procédé d’OA en tant que prétraitement est plus prometteuse que son utilisation en tant que post-traitement, que ce soit au niveau de la CE que de la minimisation de la formation des ions ClO3- et ClO4-. Par ailleurs, les résultats obtenus sur site montrent que le bioréacteur à membrane peut être adapté pour une élimination efficiente de la charge en azote. Une filière intégrant un procédé d’EC et d
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    Application du Bioventing pour le traitement de sols pollués par des produits pétroliers
    (2024-05-26) Moumed, Imane
    Ce travail vise la détermination des conditions optimales de biostimulation des microorganismes du sol et de mobilisation et solubilisation des hydrocarbures pétroliers HPs du sol pour la mise en œuvre de traitements in situ (bioventing, lavage assisté par surfactant) dans le cas une ancienne et forte pollution par des produits pétroliers. Les essais de lavage du sol en batch ont mis en évidence que la solubilisation des HPs augmente avec la dose de Tween 80 et est peu affectée par l’intensité de l’agitation. La bioremédiation du sol en microcosmes, phase solide, par biostimulation avec l’ajout de nutriments, de H2O2 et/ou de Tween 80 durant 90jours a montré que l’ajustement du rapport C/N/Pmolaire à 100/10/1 génère un taux d’élimination des HPs de 59,6% tandis que l’addition conjointe des trois facteurs de biostimulation améliore significativement la dégradation des HPs jusqu’à 71,9% pour un rapport C/N/Pmolaire optimal de 100/10/1 et des concentrations optimales de 0,6g Tween80/kg de sol et de 1,3 mole H2O2/kg de sol. L’optimisation par plan d’expériences a corroboré les résultats expérimentaux et a mis en évidence que le rapport N/P et le H2O2 sont les facteurs influents. La simulation de traitements in situ a donné des résultats très prometteurs, jusqu’à 85,2 et 55,62% d’enlèvement et de biodégradation des HPs respectifs après 90jours de traitement dans le cas du bioventing et jusqu’à 94,1% d’élimination des HPs du sol et une réduction de la durée du traitement à quelques heures (? 20h) dans le cas du lavage mettant en évidence la faisabilité et la possibilité d’améliorer l’efficacité du traitement d’un sol sujet à une ancienne pollution.
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    Biodégradation du colorant diazoïque Bleu d’Evans par quatre souches de Streptomyces isolées des différents sols d’Algérie
    (2024-05-16) Kameche, Karima
    Les rejets provenant du processus de teinture sont devenus une cause majeure de pollution des ressources d’eau en raison de leurs caractéristiques xénobiotiques et de leur nocivité pour l’environnement et les êtres humains. Pour remédier à ce problème, nous avons opté pour une approche de traitement biologique visant à éliminer les colorants indésirables et leur toxicité. Dans un premier temps, nous avons réussi à isoler quatre souches distinctes de Streptomyces, provenant de différents types de sols, et présentant un potentiel significatif de dégradation du colorant azoïque Blue d’Evans. Ces souches ont été identifiées comme appartenant à Streptomyces maritimus, S. mutabilis et S. ardesiacus. Dans un deuxième temps, nous avons réalisé une série d'expériences visant à étudier les paramètres qui influencent la dégradation du colorant Blue d’Evans. Ces paramètres comprenant : le temps d'incubation, la température, le pH, la source de carbone, la concentration en colorant, la concentration en sel et la présence de certains ions métalliques. Enfin, nous avons examiné la biodégradation du Bleu d’Evans par HPLC et également étudié la capacité des Streptomyces identifiés à dégrader d'autres colorants azoïques tels que le Noir amido 10B, le Noir de chlorazol E, le Rouge Congo, le Rouge de méthyle, la Nigrosine et le Sudan II.
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    Biodégradation du gasoil d’un sol pollué
    (2024-02-12) Baghdadi, Yacine
    Certaines activités humaines entraînent une pollution du sol et des eaux souterraines. De nombreux procédés physiques et chimiques sont utilisés pour éliminer ou réduire cette contamination. Ces procédés sont coûteux et peuvent être très invasifs pour les écosystèmes. La bioremédiation est une méthode de dépollution qui utilise la capacité métabolique des bactéries à dégrader les polluants organiques. Certains paramètres ont cependant un impact significatif sur le développement des bactéries, à savoir le niveau d'oxygène et la teneur en nutriments, notamment en azote et en phosphore (N et P). Dans cette étude, nous avons étudié l’effet de ces deux paramètres sur la croissance bactérienne et le pouvoir de décontamination d'un sol pollué par du gasoil à 10 g/kg. Des bioréacteurs à colonnes à bulles ont été utilisés ; chaque bioréacteur a été rempli de sol pollué. Les expériences ont été réalisées dans deux configurations, A et B, afin de caractériser séparément le taux de biodégradation généré uniquement par l'activité bactérienne et le taux d'élimination généré par l'aération. Dans le premier cas, la bio-stimulation a été utilisée pour augmenter la flore bactérienne, tandis que dans le second, la flore bactérienne a été neutralisée à l'aide d’un bactéricide. Le sol contaminé a été amendé avec des solutions de NH4Cl et KH2PO4 selon des rapports molaires C/N/P de 100/10/1, 100/5/1, 100/25/1, 10/10/3 et 100/10/0,33. Les résultats ont montré une relation significative entre le débit d'air, le rapport molaire C/N/P et l'élimination de l'huile diesel d'une part, et la croissance de la biomasse d'autre part. Après 26 jours, les taux d'élimination étaient de 58, 70, 79, 78 et 97 % pour 0,25, 0,5, 1, 1,5 et 2 L/min, respectivement, pour un rapport molaire C/N/P de 100/10/1. De plus, le meilleur taux de biodégradation était de 36 % obtenu après 12 jours, avec un débit d'air de 1 L/min et un rapport molaire C/N/P de 100/10/1. Il serait intéressant de poursuivre cette recherche afin de déterminer les meilleures conditions pour augmenter le taux de biodégradation.
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