réduction des NOx provenant d`installations fixes sur systèmes

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UN NI IV VE ER RS SI IT TE E L LO OU UI IS S P PA AS ST TE EU UR R D DE E S ST TR RA AS SB BO OU UR RG G
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Discipline : CATALYSE
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Présentée et soutenue publiquement par
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Mi ig gu ue el l- -A An ng ge el l G GO OM ME EZ Z- -G GA AR RC CI IA A
20 décembre 2004
Membres du jury
Pr. G. DJEGA-MARIADASSOU Rapporteur externe
Pr. M. DATURI Rapporteur externe
Pr. F. GARIN Rapporteur interne
Pr. A. KIENNEMANN Directeur de thèse
Dr. V. PITCHON Membre invité
Dr. F. DELACROIX Membre invité

R
Re em me er rc ci ie em me en nt ts s
Je tiens tout d’abord vivement à remercier le professeur Alain Kiennemann de m’avoir
accueilli au sein de son équipe, d’avoir été toujours disponible pour répondre à mes questions,
pour partager ces connaissances et compétences.
Je remercie également à l’Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales,
por haberme brindado la comisión de estudios y el apoyo durante estos tres años de tésis.
Tous mes remerciements vont aussi à tous ceux qui m’ont aide à réaliser ce travail : à
Mme Suzanne Libs, M. Yvan Zimmermann et M. Pierre Bernhardt pour ses innombrables
qualités qui ont permis de venir à bout des difficultés techniques rencontrées en la conception
et mise au point du bâti catalytique ; au docteur V. Pitchon pour son encadrement, les
précieuses discussions et sa bonne humeur ; à Mme R. Touroude qui m’a initié au technique
de spectroscopie de rayons X. Je suis reconnaissant de m’avoir consacré une partie de son
temps pour réaliser une étude de caractérisation par XPS. Je remercie également à tous les
autres membres du laboratoire : A. C. Roger, C. Petit, C. Courson, M. Bacri et F. Jacky.
J’adresse mes plus vifs remerciements aux membres de jury qui m’ont fait l’honneur
de bien vouloir examiner et juger mon travail.
Tous mes remerciements vont aussi pour mes amis :
Javier : Gracias por ser parte de este sueño, por ser mi hermano.
Kevin, Edison, Luces, Ana Maria, Paula, doña Adela, don Angel : Gracias por
el apoyo constante y el cariño incondicional que siempre me han brindado.
Andrés Rosales : Gracias por todo ... mil gracias.
Profesor Luis Carvallo y Gerardo : Gracias por sus consejos y por la amistad.
Chciatbym podziękować Rodzinie Dobrosz za mitość jaką mnie obdarzyli.
Dziękuję bardzo, ze mogtem się poczuć częścią waszej rodziny.
Dla moje Izy … Dziękuję bardzo za tuoją mitość, za nosze marzenia,
za nadzieję ...
Un très grand merci a mis Padres, a mi Hermano y a Luzmila por el apoyo constante
durante toda mi vida. A ellos va dedicado este trabajo.
Je transmets également mes remerciements chaleureux pour tous les bons moments
passés ensemble à tous mes amis et collègues du laboratoire, spécialement à Darek, Svetlana,
Sébastien, Iza, Loïc, Marta, Yvonne, Fatima, Anjia, Thomas, Lara, Anne et Christian …
et ceux que j’ai pu oublier me pardonne.
Enfin, je tiens à remercier à l’ADEME pour avoir financé ce projet.

S
SO
OM MM MA AI IR RE E
C
Ch ha ap pi it tr re e 1 1. . E Et tu ud de e b bi ib bl li io og gr ra ap ph hi iq qu ue e
Introduction 1
1.1. Généralités sur la combustion 2
1.2. Les oxydes d’azote (NOx) 4
1.2.1. NOx thermique 6
1.2.2. NOx carburants 8
1.2.3. NOx rapides 8
1.3. L’impact des NOx 9
1.3.1. Toxicité 9
1.3.2. Impact sur l’environnement 9
1.4. Contrôle des émissions 10
1.5. Approches actuelles pour la réduction des NOx provenant de sources fixes 11
1.5.1. Réduction catalytique sélective des NOx 13
1.5.2. Conclusions sur la réduction catalytique sélective des NOx 15
1.6. Nouvelles techniques pour l’élimination des NOx 15
1.6.1. Recirculation sélective des NOx (SNR) 15
1.6.2. Stockage et réduction des NOx (NSR) 15
1.6.3. Régénération des matériaux pour le piégeage des NOx 16
1.6.3.1. Processus d'Oscillation de Pression (PSA) 17
1.6.3.2. Processus d'Oscillation de Thermique (TSA) 18
1.6.3.3. Cycles d’oxydation-réduction 18
1.6.4. Conclusions sur les nouvelles techniques pour
l’élimination des NOx 18
1.7. Matériaux pour le piégeage des NOx 18
1.7.1. Oxydes métalliques 19
1.7.1.1. Oxydes de métaux de transition 19
1.7.1.2. Oxydes de terres rares 20
1.7.1.3. Oxydes alcalino-terreux 22
1.7.2. Spinelles (AB2O4) 25
1.7.3. Perovskites (ABO3) 25
1.7.4. Structures à double couche, La2-xBaxSrCu2O6 27
1.7.5. Hydrotalcites 29
1.7.6. Zéolithes 30
1.7.7. Matériaux carbonés 32
1.7.8. Hétéropolyacides 34
1.7.9. Conclusions sur les matériaux pour le piégeage des NOx 40
1.8. Objectifs de ce travail 41
Références bibliographiques 43