Étude expérimentale et théorique du procédé d`électrocoagulation

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ECOLE NATIONALE SUPÉRIEURE DES INDUSTRIES CHIMIQUES
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LABORATOIRE DES SCIENCES DU GÉNIE CHIMIQUE
------------------------
ECOLE DOCTORALE RP2E
THÈSE EN COTUTELLE
AVEC
L’INSTITUT INTERNATIONAL D’INGENIERIE
DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT DE OUAGADOUGOU (2IE)
présentée à
L’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE
pour l’obtention du titre de
DOCTEUR DE L’INPL
Spécialité : GÉNIE DES PROCÉDÉS ET DES PRODUITS
par
Inoussa ZONGO
Sujet :
Soutenue publiquement le 3 novembre 2009 devant la commission d’examen
Jury :
Rapporteurs :
M. Christophe DAGOT, Professeur ENSIL, Limoges, France
M. Christophe VIAL, Maître de conférences HDR, ENSCCF, Clermont-Ferrand, France
Examinateurs :
Mme Marie-Noëlle PONS, Directeur de Recherche CNRS, LSGC Nancy, France
M. Amadou Hama MAIGA, Professeur 2iE, Ouagadougou, Burkina Faso
M. Joseph WETHE, Maître de conférences 2iE, Ouagadougou, Burkina Faso
M. François LAPICQUE, Directeur de recherche CNRS, LSGC Nancy, France
Membres invités :
M. Jean-Pierre LECLERC, Directeur de Recherche CNRS, LSGC Nancy, France
M. Pascal MULLER, Directeur, VEOLIA, Amnéville, France
ÉTUDE EXPÉRIMENTALE ET THÉORIQUE DU PROCÉDÉ
D’ELECTROCOAGULATION : APPLICATION AU
TRAITEMENT DE DEUX EFFLUENTS TEXTILES ET D’UN
EFFLUENT SIMULÉ DE TANNERIE.

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PLAN GENERAL
AVANT PROPOS………………………………………………………………………......3-4
INTRODUCTION GENERALE…………………………………………………………....5-7
CHAPITRE I : Etude bibliographique…………………………………………………..…9-42
CHAPITRE II: Matériel et méthodes……………………………………………………..43-62
CHAPITRE III: Résultats expérimentaux……………………………………………….63-110
CHAPITRE IV : Modélisation........................................................................................111-140
CHAPITRE V: Etude d'un procédé d'électrocoagulation pour le traitement des effluents
industriels de Ouagadougou……………………………………………........................141-172
CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES………………………………..173-176
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES .......................................................................176-190
LISTE DES SIGNES ET SYMBOLES ………………………………………………..191-193
LISTES DES FIGURES ……………………………………………………………….195-200
LISTE DES TABLEAUX ………………………………………………………………..…201
ANNEXES……………………………………………………………………………...203-222

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AVANT-PROPOS
Ce travail de recherche réalisé dans le cadre d’une thèse en cotutelle entre l’INPL et le 2iE et
financé par le Service de Coopération et d’Action Culturelle de l’Ambassade de France au
Burkina Faso a été réalisé au Laboratoire des Sciences du Génie Chimique (LSGC) de Nancy
et au Laboratoire de Contrôle de Pollution des eaux sous climat tropical (LCP-Eau) du 2iE.
Cela a été un réel plaisir pour moi de travailler dans ce milieu universitaire de recherche.
J’ai été recruté au Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST)
pour travailler sur le thème de l’environnement et la dépollution, il me fallait trouver de
meilleures armes que le diplôme d’ingénieur en vue de la formation d’une future équipe dans
ce thème porteur nouvellement acquis pour ce département scientifique du CNRST.
Ce fut une chance pour moi que la direction du 2iE, cette école inter états regroupant plus de
14 pays d’Afrique ait accepté de me soutenir dans mes nombreuses démarches jusqu’à ce que
j’obtienne ce financement ; je remercie toute la direction du 2iE, M. Paul GINIES, le
Directeur Général, Pr Amadou Hama MAIGA, le Directeur Général Adjoint, codirecteur de
ma thèse et Dr Joseph WETHE qui m’ont soutenu pour que ce travail arrive à terme
aujourd’hui.
Je ne peux pas oublier la génèse de cette belle histoire qui je l’espère perdurera. Quand on
veut faire une thèse, pour nous autres qui n’avons pas fait l’université dans notre pays, on se
tourne vers l’extérieur et surtout l’Europe. Pendant que j’étais à la recherche désespérée d’un
directeur de thèse en France pour monter les dossiers de financement, je tombai sur une
ancienne connaissance qui me mit en contact avec Mme Marie-Noëlle PONS. Elle proposa
ma candidature à M. Jean-Pierre LECLERC qui l’accepta après étude de mon CV et qui
codirigea la thèse avec M. François LAPICQUE. Du côté du 2iE, j’ai pu aussi m’approcher
du Dr WETHE (par l’intermédiaire d’une autre connaissance) qui me mit en relation avec le
Pr MAIGA. La suite est donc cette thèse en cotutelle que je présente aujourd’hui.
Je tiens à remercier les personnes qui ont œuvré à cette rencontre Dr Fatou Touti N’Diaye, Dr
Marie-Noëlle PONS, Dr Joseph WETHE et M. Yacouba KONATE, merci pour votre esprit
d’aide et de partage, votre esprit sans empreint d’égoïsme.
Ceux qui ont été très proches de moi pendant les initiatives au départ et même pendant la
thèse ont bien été patients pour me transmettre au fil des trois années, des connaissances et du
savoir faire qui m’ont été utiles et resteront utiles pour ma future carrière scientifique :
- Je remercie M. François LAPICQUE qui m’a transmis les connaissances en
électrochimie et qui m’a supporté pendant mes expériences en brillant par sa gentillesse, sa
générosité et ses encouragements. Je lui suis reconnaissant pour toute son aide et son
amabilité ;
- M. Jean-Pierre LECLERC pour m’avoir transmis les bonnes méthodes de travail,
pour ses initiatives multiformes dans la rédaction de la thèse, sa volonté à faire continuer cette
collaboration et son appui administratif. Quelle ne fut pas grande ma joie lorsqu’il est venu au
Burkina Faso pour s’enquérir de l’évolution de mes travaux et chercher une collaboration plus
franche avec le 2iE, merci;
- Pr Amadou Hama MAIGA, malgré ses occupations administratives, il a souvent eu
le temps de prendre la température de mes travaux et de m’orienter sans oublier son soutien
administratif au 2iE aux côtés du Directeur Général M. Paul GINIES. Recevez toute ma
reconnaissance ;
- M. Joseph WETHE, pour ses nombreux conseils et ses orientations dans la rédaction,
merci.
Je remercie les membres du jury, MM. Christophe DAGOT et Christophe VIAL pour avoir
accepté de sacrifier une partie de leur précieux temps pour être rapporteurs de cette thèse puis
membres du jury ; Dr Pascal MULLER pour avoir accepté notre invitation et apporté une