Traitements biologique et photochimique des additifs éthérés de l'essence sans plomb : ETBE, MTBE et TAME

par Mourad Kharoune

Thèse de doctorat en Génie des procédés industriels

Sous la direction de André Pauss.

Soutenue en 2000

à Compiègne .

mots clés

• Essence -- Biodégradation

Résumé

L’éthyl t-butyl éther (ETBE) le t-amyl méthyl éther (TAME) et surtout le méthyl-t-butyl(MTBE) sont les additifs éthérés les plus communément utilisés dans la composition des essences reformulées pour limiter la pollution par le plomb et améliorer le rendement de la combustion des essences. Ces composés peuvent polluer les nappes phréatiques du fait notamment de leur utilisation massive, leur forte solubilité dans l’eau, et leur récalcitrante. Bien que leur toxicité ne soit pas clairement établie ils confèrent néanmoins à l’eau, même à de très faibles concentrations, un goût et une odeur la rendant impropre à la consommation. Dans cette étude, des cultures mixtes capables de minéraliser en aérobiose l’ETBE seul et en mélange avec le MTBE et le TAME ont été isolées à partir d’un sol contaminé par l’essence sans plomb. Un autre consortium isolé également de ce même sol minéralise rapidement l’intermédiaire majeur des traitements chimiques, physiques et biologiques de l’ETBE et du MTBE : le t-butyl alcool (TBA). Ces consortia ont pu être acclimatés à la dégradation de ces même polluants (TBA, ETBE seul et en mélange avec le MTBE et le TAME) dans des conditions dénitrifiantes. La biodégradation dans ces conditions est moins performante que celle obtenue en aérobiose mais elle peut se révéler très intéressante pour le traitement in situ des nappes phréatiques. Les substrats dégradés dans différentes conditions de culture (en batch et en continu ; en aérobiose en en dénitrification) sont utilisés comme seules sources de carbone et d’énergie. Les vitesses de minéralisation obtenues sont supérieures à ceux cités dans la littérature. La TBA est toujours le composé le plus facilement biodégradé par rapport à l’ETBE et surtout au MTBE et au TAME ce qui est en accord avec les études antérieures. L’oxydation partielle par irradiation UV et en présence de H2O2 de l’ETBE du MTBE et du TAME (seuls et en mélange) dans un réacteur annulaire, en batch et en continu, permet de rompre rapidement la liaison éther et de générer des produits facilement biodégradables tels que le t-amyl alcool, le t-amyl alcool et l’acétone (même ceux qui n’ont pas pu être identifiés). Contrairement au procédé biologique, le procédé H2O2 /UV permet le clivage de la liaison éther des trois polluants sans aucune spécificité de réaction. De plus, les conditions optimales de photolyse de H2O2 sont compatibles avec l’application d’un traitement biologique en aval. Un couplage de procédé H2O2/UV et d’un procédé biologique est donc envisageable afin de limiter d’une part le coût lié au traitement chimique et d’augmenter d’autre part l’efficacité de traitement de ces composés.

Titre traduit

Biological and photochemical treatments of unleaded gasoline additives : ETBE, MTBE and TAME

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