Propriétés réactives en post-décharge temporelle des décharges électriques glissantes dans l’air humide : application à la dégradation de colorant azoïque et à la décontamination microbienne

• Auteur / Autrice : Georges Kamgang Youbi
• Direction : Jean-Louis Brisset, Avaly Doubla
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physicochimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasmas froids

Plasmas (gaz ionisés)

Relations plante-microorganisme

Désinfection

Dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma

Décontamination

Mots clés libres

Glidarc

Colorant azoïque

Eau activée par plasma

Post-décharge temporelle

Résumé

La décharge électrique glissante « Glidarc » dans l’air humide est une source de plasma non thermique efficace dans l’abattement de la pollution. Nous présentons dans ce mémoire l’utilisation des propriétés réactives en post-décharge temporelle (c'est-à-dire après extinction de la décharge) du glidarc. Nous avons considéré dans un premier temps la dégradation en milieu acide du méthylorange, un colorant azoïque. Après exposition de la cible pendant des durées brèves à la décharge plasma, la dégradation en post-décharge temporelle s’est effectuée suivant un processus global de 1er ordre avec conversion du colorant en N,N –diméthyl-4- Nitroaniline comme produit majoritaire. D’autre part, la post-décharge a été exploitée aussi pour inactiver les micro-organismes. Quatre micro-organismes dans les états planctonique et adhérent ont été considérés : Staphylococcus epidermidis et Leuconostoc mesenteroïdes comme bactéries à Gram positif, Hafnia alvei comme bactérie à Gram négatif et Saccharomyces cerevisiae comme modèle de levure. La post-décharge a été utilisée suivant deux voies : les cellules microbiennes étaient préalablement exposées la décharge pendant des durées brèves puis analysées en post-décharge ou alors elles étaient mises en contact avec une solution d’ « eau activée par plasma ». Dans tous les cas, on a obtenu des réductions significatives de la population microbienne suivant des cinétiques de 1er ordre. De tels résultas combinés avec la mise en évidence de la destruction par HNO2 et H2O2 suggèrent que les acides nitreux et peroxonitreux sont les principales espèces oxydantes impliquées dans le phénomène de post-décharge. Opérant en milieu acide, le rôle du cation nitrosonium NO+ a été également mis en évidence.

The gliding electrical discharge "Glidarc" in the humid air is a source of non-thermal plasma at atmospheric pressure efficient for pollution abatement. We present in this thesis the benefit use of reactive properties in temporal post-discharge (i. E. After switch off the discharge) of glidarc. In the first step, we considered the degradation of acidic methyl orange, an azoic dye. After target exposure for short periods to the discharge plasma, a strong temporal post-discharge degradation of the dye giving N,N-dimethyl-4-Nitroaniline, as the major yellow intermediate product with a relevant overall first-order kinetics, was observed. On the other hand, post-discharge has also been used to inactivate micro-organisms. Four micro-organisms in planktonic and adherent forms were considered: Staphylococcus epidermidis and Leuconostoc mesenteroïdes as Gram-positive bacteria, Hafnia alvei as a gram-negative bacterium and Saccharomyces cerevisiae as a yeast model. The post-discharge was used in two ways: the microbial cells were previously exposed to discharge for short periods or they were inactivated by a solution of "plasma activated water”. In all cases, significant reductions of the microbial populations were achieved with 1st order kinetic. Such results combined with the identification of the destruction by HNO2 and H2O2 suggest that nitrous and peroxonitrous acids are the main oxidizing species involved in the temporal post-discharge phenomenon. As the operation takes place under acidic medium, the role of nitrosonium NO+ was also highlighted.