Dépollution d’effluents aqueux par Chimie douce Nom, Prénom : Lavaud Cyril Responsables CEA : Causse Jérémy – Goettmann Frédéric Directeur universitaire : Grandjean Agnès Laboratoire d’accueil : LCFI Date de début de thèse : 03/10/10 Contrat : CTBU Organisme co-financeur : Université d'inscription : Montpellier 2 Ecole doctorale : Ed459 Master : Polytech’Montpellier Matériaux ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 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 agroalimentaire, 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. Les 12èmes Journées Scientifiques de Marcoule 4 – 8 juin 2012