Etude des procédés de sorption des polluants inorganiques (nitrates et métaux lourds) par le biochar: application à l'eau et au sol

par Ibtissem Mannai

Projet de thèse en Sciences - STS

Sous la direction de Emmanuel Guillon.

Thèses en préparation à Reims en cotutelle avec Faculté des Sciences de Bizerte , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (ICMR) Institut de Chimie Moléculaire de Reims (laboratoire) depuis le 12-04-2018 .


  • Résumé

    Au cours des dernières décennies, les réservoirs d'eau ainsi que les sols ont connu une pollution d'ampleur dont les métaux lourds sont parmi les causes majeures à l'échelle du globe. La présence des ces polluants est due essentiellement aux activités humaines telles que l'emploi abusif des fertilisants (engrais chimiques, composts), l'activité minière ainsi que le rejet des eaux usées domestiques et industrielles dans le milieu récepteur. Le traitement de ces eaux usées en vue d'éliminer les métaux lourds se fait généralement par adsorption sur le charbon actif, laquelle technique présente un coût élevé et est difficile à appliquer à grande échelle. Récemment, de plus en plus d'intérêt est accordé au développement de nouveaux adsorbants moins onéreux et durables dont la production est basée sur la biomasse renouvelable. C'est le cas du biochar qui est un matériau solide riche en carbone obtenu par conversion thermochimique de la biomasse dans un environnement pauvre en oxygène (processus de pyrolyse). Promu initialement comme moyen de séquestration du carbone et voie de valorisation des déchets organiques, de nombreux travaux indiquent que grâce à sa porosité et sa surface spécifique élevées, le biochar pourrait constituer un adsorbant très efficace à même de retenir différents types de polluants, notamment les métaux. Dans ce contexte, on souhaite au terme de cette thèse évaluer l'opportunité d'employer le biochar comme adsorbant en vue de réduire les teneurs en métaux lourds (le cuivre et le plomb) dans les effluents liquides avant leur rejet dans le milieu récepteur. Pour ce faire, on se propose dans un premier temps d'étudier la performance de ce matériau en termes d'adsorption à travers une étude en solution aqueuse au laboratoire. Dans un deuxième temps, le transfert vertical des métaux sélectionnés sera évalué à travers une étude en colonne en mode dynamique.

  • Titre traduit

    Sorption study processes of inorganic pollutants (nitrates and heavy metals) by biochar: application to water and soil


  • Résumé

    In the last decades, soil and groundwater pollution by heavy metals has become a worldwide concern. The presence of these pollutants is mainly due to human activities such as the abuse use of fertilizers, mining and the release of domestic and industrial wastewater in the environment. The treatment of this waste water in order to remove heavy metals is generally performed through sorption on active carbon, which is an expensive technique. Recently, more interest is given to the development of new low cost and durable sorbents whose production is based on the renewable biomass. It is the case of biochar, a solid material rich in carbon obtained through the pyrolysis of biomass. Several studies showed biochar can constitute a very efficient sorbent able to retain many pollutants and metals notably. Against this backdrop, this Ph.D. thesis aims to assess the opportunity of using biochar for the removal of heavy metals in the liquid effluents before their release in the environment. Thus, as a first step, the performance of biochar as a sorbent will be evaluated through a laboratory study in aqueous solution. In the second step, the vertical transfer of metals in biochar-filled columns will be assessed through leaching experiments.