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Soutenance doctorat en chimie: Issam Mechnou

Pr. Aziz AMINE PES, FST Mohammedia, Université HASSAN II Président Pr. Vanessa FIERRO PES-CNRS, Institut Jean Lamour, Université de Lorraine Rapporteur Pr. Rajae LAKHMIRI PES, FST Tanger, Université Abdelmalek Essaâdi Rapporteur Pr. Said BELAAOUAD PES, FS Ben M’Sick, Université HASSAN II Rapporteur Pr. Youssef HABIBI PES, Université Mohammed VI, UM6P Ben Guerir Examinateur Pr. Amane JADA PES, Ins. Sci. Matériaux Mulhouse, Université de Haute Alsace Examinateur Pr. Mohammadine EL HADDAD PES, FPD Safi, Université Cadi AYYAD Examinateur Pr. Miloudi HLAIBI PES, FS Ain Chock, Université HASSAN II Directeur de thèse Titre: Élaboration de nouveaux matériaux carbonés à partir des sous-produits de l’industrie oléicole par pyrolyse flash : Applications au traitement des eaux Résumé: La plupart des procédés d'extraction des huiles d'olive génèrent d'importantes quantités de sous-produits: solide les grignons d'olive et liquide les margines. Ces rejets liquides margines présentent une production mondiale d'environ 30 millions de litres par an. Il s'agit d’un rejet liquide très toxique, riche en carbone et souvent déversé dans l'environnement surtout aquatique sans traitement préalable. Dans ce travail, les sous-produits des unités d'extraction d'huile d'olive ont été convertis en différentes phases carbonées pour différentes utilisations. Une méthode originale, rapide et propre a été développée, basée sur la technique du processus de la pyrolyse flash directe avec choc thermique à haute température (500-950°C), sous pression atmosphérique, et sans gaz porteur. Les margines récoltées avaient une DCO réfractaire, une DBO5 élevée et une très faible biodégradabilité, d’où leur haute toxicité et le risque qu'elles présentent lorsqu'elles sont rejetées dans les zones aquatiques sans traitement préalable. En revanche, ces sous-produits des unités d'extraction d'huile d'olive ont montré une richesse importante en matière organique valorisable, dans la mesure où les margines contenaient 24% de carbone organique total et les grignons d'olive 48%. Un remplissage de la cellule de pyrolyse de 30%, un temps de séjour de 2 min et une température de 950 °C présentent les conditions optimales pour le processus de carbonisation efficace des margines. Alors que, 210 mg.cm-2, un temps de séjour de 30 secondes et une température de 950°C présentent les facteurs et les conditions expérimentales optimaux pour une conversion efficace des grignons d'olive. Les rendements de conversion des margines et des grignons d'olive sont de l'ordre de 18% et 54%, respectivement. Des tests d'application des charbons obtenus ont été réalisés. Il a été constaté que le charbon issu des grignons d'olive est le plus adapté à un usage énergétique compte tenu de son haut pouvoir calorifique (jusqu'à 8 kWh.Kg-1), tandis que le charbon issu des margines est approprié aux processus d'adsorption. Le charbon développé à partir des margines a été activé chimiquement avec de l'acide phosphorique (H3PO4), des chlorures de zinc (ZnCl2) et de la soude caustique (NaOH) par un procédé simple et efficace à température ambiante. L'état liquide des margines et leur richesse en carbone ont été subtilisés pour développer (in-situ) des matériaux composites carbone/élément attractif (agent dopant), en particulier: le chlorure d'aluminium (AlCl3) et la chaux (CaO). Les études d’analyse et de caractérisation des phases composites carbone développées ont montré et confirmé que ces phases sont hydrophobes, poreuses, riches en sites attractifs, et présentent des surfaces spécifiques élevées (jusqu'à 1939 m2.g-1). Les études des processus d’adsorption ont révélé et confirmé pour ces phases, des capacités d'adsorption maximales significatives pour, le bleu de méthylène (1141 mg.g-1), le violet de méthyle (1123 mg.g-1), l'orange de méthyle (514 mg.g-1), le jaune acide 61 (17 mg.g-1), le vert de malachite (1063 mg.g-1) et le paracétamol (469 mg.g-1). Ces phases composites carbones développées ont montré une sélectivité significative, jusqu'à 95% pour certains contaminants. En plus, les résultats ont indiqué que toutes ces phases composites carbones préparées présentent une stabilité significative dans la mesure où elles peuvent être utilisées de manière répétée sans dégradation de leurs qualités initiales. Les paramètres isothermes, cinétiques, thermodynamiques et d'activation relatifs aux processus réalisés ont été déterminés et les mécanismes impliqués ont été élucidés. Ce processus de carbonisation, selon la technique nouvellement développée et les paramètres identifiés, a assuré une conversion et une valorisation rentables, propres et durables de ces déchets, en particulier les margines.