Etude des phénomènes de réactivité de surface des matériaux poreux utilises dans l’élimination de colorants organiques par adsorption

Abstract

Face à la pollution croissante des eaux causée par les rejets industriels en particulier les effluents colorés issus de l’industrie textile, cette thèse s’inscrit dans une démarche innovante de traitement durable par adsorption, l’objectif principal de ce travail est de développer des matériaux adsorbants performants, économiques et écologiques capables d’éliminer efficacement le BM, le BB41 et la RhB. Pour répondre à cet enjeu plusieurs matériaux ont été étudiés; des matériaux naturelles ( CLP et ArgB) et synthétiques (NaX et NaY) ainsi que des composites (ZCL, CLP_Fe2O3 et ZCL_Fe2O3) pour maximiser les performances d’adsorption. Ces matériaux ont été rigoureusement caractérisés par DRX, MEB-EDS, FTIR et pHpzc) afin d’évaluer leur propriétés structurales et activités de surface puis soumis à des essais cinétiques, isothermes et thermodynamiques. Les résultats ont montré que les performances d’adsorption varient selon la nature du colorant et du matériau utilisé. Les composites à base de CLP et ZCL modifiés par Fe2O3 ont présenté une capacité d’adsorption élevée pour des colorants spécifiques aussi que d’autres matériaux naturels ou synthétiques ont montré une meilleure efficacité dans d’autres cas. L’étude cinétique a permis d’identifier, selon les systèmes étudiés des mécanismes majoritairement de type PSO, l’analyse thermodynamique a mis en évidence selon le couple adsorbant/adsorbat, des processus spontanés, souvent endothermiques mais parfois exothermiques. Ces résultats soulignent l’importance d’adapter le choix du matériau en fonction du polluant ciblé et des conditions opératoires, l’utilisation de plans d’expériences (factoriel complet et Box-Behnken) a permis d’optimiser les conditions expérimentales tout en réduisant le nombre d’essais nécessaires, renforcé la validité des résultats et mis en lumière les paramètres clés influençant l’adsorption puis une évaluation économique des matériaux a démontré la pertinence de leur utilisation à grande échelle, donc ce travail apporte une contribution significative à la recherche sur les procédés de dépollution fiables et applicables pour le traitement des eaux colorées.