I. Introduction

Les 12èmes Journées Scientifiques de Marcoule
4 – 8 juin 2012
Dépollution d’effluents aqueux par Chimie douce
Nom, Prénom : Lavaud Cyril
Contrat : CTBU
Responsables CEA : Causse Jérémy –
Goettmann Frédéric
Organisme co-financeur :
Directeur universitaire : Grandjean Agnès
Université d'inscription : Montpellier 2
Laboratoire d’accueil : LCFI
Ecole doctorale : Ed459
Date de début de thèse : 03/10/10
Master : Polytech’Montpellier Matériaux
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I. Introduction
La gestion des effluents aqueux issus du traitement des déchets, contenant des espèces
organiques est un problème majeur. De nombreuses industries, telles que l’industrie agro-
alimentaire, la papeterie et l’industrie nucléaire, utilisent des procédés physico-chimiques pour
leurs traitements. Elles génèrent d’importantes quantités d’effluents aqueux qui contiennent des
espèces chimiques et des substances organiques polluantes.
Afin de réduire l’effet polluant de ces substances sur l’environnement, les déchets doivent être
traités avant leur rejet. Des molécules, appelées tensioactifs, sont utilisées pour diminuer l’affinité
entre les phases aqueuses et les phases lipidiques. La solution tensioactive doit être traitée pour
concentrer les polluants en un volume très faible.
II. Chimie douce
La présente étude repose sur une méthode innovante pour séparer les micelles de tensioactif du
milieu aqueux. Cette méthode consiste à ajouter un précurseur de silice pour polycondenser la
solution jusqu’à la formation d’une phase de silice précipitée, incorporant les micelles. C’est la
réaction sol-gel, aussi appelée chimie douce. L’utilisation d’un tensioactif non-ionique adéquat
couplé avec un précurseur de silice favorise l’agrégation des micelles par un réseau naissant de
silice (photo 1).
Photo 1 : Exemple d’un simulant organique (en rouge) dans une solution tensioactive avant et après
l’addition d’un précurseur de silice (TEOS) pour une cinétique de 4h.
Les substances organiques sont piégées dans le cœur des micelles, qui a leur tour s’agrégeront
avec le réseau de silice. Suite à cette méthode, la solution micellaire ne contient ni polluants
organiques, ni micelles de tensioactif. La phase de silice précipitée est facilement récupérée sous
forme de poudre contenant toute la pollution.

Les 12èmes Journées Scientifiques de Marcoule
4 – 8 juin 2012
Schéma: Procédé de solubilisation du polluant organique dans les micelles suivi d’une réaction sol-gel
Cette poudre peut être intégrer dans un procédé de confinement tel que la vitrification du verre
nucléaire.
Les expériences sont menées avec un simulant de la pollution organique, dans un milieu d’acide
nitriques et avec un tensioactif choisi, suivies d’une réaction sol-gel par ajout d’un alkoxyde de
silice (TEOS). L’effet du précurseur de silice et de sa concentration, l’influence du polluant
organique, ainsi que la compréhension de la formation de la phase minérale seront étudiés par
diffusion dynamique de la lumière (DDL), diffusion de neutrons aux petits angles (DNPA) et
diffraction des rayons X aux petits angles (SAXS).
Les résultats ont montrés que le procédé de récupération du polluant organique par solubilisation
dans les micelles puis polycondensation sol gel est viable et permet une excellente dépollution.