Academic literature on the topic 'Sorption et désorption compétitives'

La contamination des eaux naturelles par les micropolluants organiques tels que les herbicides, nécessite le recours à des procédés très performants, en particulier l'adsorption sur charbon actif pour satisfaire aux normes de potabilité sur les eaux distribuées. Si le charbon actif en poudre (CAP) présente une bonne efficacité pour l'élimination des herbicides seuls dans l'eau distillée, la présence dans l'eau d'autres composés organiques et / ou minéraux aura pour conséquence la modification des paramètres de l'équilibre de l'adsorption du système initial et la modification des performances du matériau adsorbant. Cette étude a montré que le CAP utilisé présente une bonne affinité pour les deux herbicides étudiés (atrazine et diuron), dont les capacités d'adsorption, déterminées par le modèle de Langmuir, sont 1,42 et 1,72 mmol.g-1 respectivement. La présence de composés organiques tels que les tensioactifs anionique le dodécylsulfate de sodium (DSS), et cationique le bromure d'hexadécyl triméthyl ammonium (BHTA) provoque une forte diminution de la capacité d'adsorption des deux herbicides par le charbon actif. Le BHTA provoque l'effet le plus marqué, par contre, les ions calcium et bichromate n'ont pas d'influence sur l'adsorption des deux herbicides. Les essais de désorption ont montré que l'introduction des coadsorbats organiques provoque la désorption d'une partie de l'herbicide. Ce phénomène est accentué dans le cas du DSS en présence d'ions calcium. L'application de modèles simples de coadsorption, a permis de mettre en évidence l'existence presque exclusive de sites spécifiques d'adsorption pour chacun des substrats étudiés et une inhibition non compétitive due a une interdépendance possible entre les sites d'adsorption et une altération des interactions de chaque composé à la surface du charbon.

Les oasis des pays phœnicicoles sont réputées pour le savoir-faire ingénieux des femmes en matière de transformation des dattes en différents produits : pâte, jus, poudre, etc. Cependant, la transmission de ce savoir-faire traditionnel connaît une nette régression et la valorisation des produits à base de dattes reste insuffisante. Ce travail a pour objectif d'évaluer et d'améliorer le procédé traditionnel de préparation des pâtes de dattes « Tassabount » et « Toummit » des oasis de Tata au Maroc. Des critères physico-chimiques et hygiéniques de ces pâtes ont été évalués et un procédé amélioré a été appliqué pour la préparation de la pâte de dattes des variétés Bouittob et Bousthammi noire. La pâte obtenue a été caractérisée du point de vue physico-chimique, sensoriel, microbiologique et aptitude à la conservation. Selon les courbes de sorption, les pâtes traditionnelles ont montré un comportement peu hygroscopique permettant d'assurer une bonne stabilité microbienne. Toutefois, ce comportement engendre une désorption de l'eau au cours du stockage, entraînant un durcissement rapide. On a également enregistré une qualité hygiénique insuffisante de ces pâtes, due au non-respect des bonnes pratiques d'hygiène et de fabrication. La pâte préparée selon le procédé amélioré a présenté une qualité très satisfaisante. Le temps et la température de conservation ont eu un effet significatif sur les propriétés physico-chimiques, sensorielles et microbiologiques de la pâte. Un conditionnement et des conditions de stockage appropriés de cette pâte sont proposés.

Les teneurs en eau d’équilibre de désorption et d’adsorption des feuilles de marjolaine (Origanum majorana) ont été déterminées à 30, 40, et 50 °C par la méthode gravimétrique statique. L’équilibre a été obtenu après 12 jours pour la désorption et 9 jours pour l’adsorption. L’effet d’hystérésis thermique est observé dans la gamme des températures testées. Pour la modélisation des isothermes de sorption, et pour la prédiction du comportement hygroscopique lors du stockage ou du séchage, quatre modèles mathématiques ont été utilisés. Le modèle de Peleg à quatre paramètres optimise le lissage des points expérimentaux dans un domaine des activités de l’eau assez important. Des changements relativement importants se font sentir dans les propriétés thermodynamiques de la marjolaine en termes d’enthalpie différentielle et d’entropie Toutefois, ces derniers se compensent et il est possible qu’ils soient principalement le résultat de différences dans la structure de l’eau autour de la périphérie de la plante et du site qui se combine, tant avant qu’après la sorption.

Les bois tropicaux sont largement produits dans le bassin du Congo et en Amazonie et leurs exportations sont source de beaucoup d’argent. Il est important de réduire les pertes suite à une utilisation d’un bon processus de séchage lié aux conditions de l’environnement (température et humidité relative de l’air). Dans ce travail, nous modélisons les isothermes de sorption de six bois tropicaux (Sapele, Afzelia, Obeche, Ebony, Frake et Moabi) en utilisant onze modèles, les points expérimentaux sont prix dans la littérature avec la température de l’air comprise entre 15 et 60°C et l’humidité relative de l’air comprise entre 0.02 et 0.98 %. Selon les valeurs moyennes des erreurs obtenues, les modèles de GAB, Luikov modifié et de Nelson sont les meilleurs modèles recommandés pour traduire les isothermes de sorption des bois tropicaux. Les mauvais modèles sont les modèles d’Halsey modifié, Smith modifié, GAB modifié et le modèle d’Iglesias, Chirife et Halsey. Les modèles qui donnent une description assez satisfaisante sont ceux de Henderson modifié, Oswin modifié et Chung et Pfost modifié. Le modèle de BET est approprié pour estimer la teneur en eau d’équilibre lorsque la monocouche est saturée. Les valeurs des énergies d’activation obtenues sont rangées entre 8420 et 13911 J/mol lors de la désorption et entre 3266 et 6499 J/mol lors de l’adsorption. Les points de saturation des fibres (PSF) et les énergies libres de Gibbs par gramme d’eau adsorbée obtenus décroisent lorsqu’augmente la température à une humidité relative de l’air donnée. Les PSF obtenus sont confinés entre 0.16 et 0.33 kg/kg. Les valeurs moyennes des énergies libres de Gibbs par gramme d’eau absorbée varient de 149 à 206 cal/g. la différence des enthalpies molaires de sorption entre les monocouches et les multicouches au-delà de la saturation de la monocouche est en général supérieure de la différence entre les enthalpies molaires de sorption des multicouches au-delà de la saturation de la monocouche et l’eau à l’état liquide. La teneur en eau d’équilibre au niveau de la saturation de la monocouche est située entre 0.025 et 0.08 kg/kg. A de faibles teneurs en eau, la chaleur isostérique de sorption des bois étudiés est importante et décroît avec une convergence vers 1760 kJ/kg à 40°C lorsqu’augmente la teneur en eau d’équilibre. La température influence la chaleur isostérique de sorption des bois tropicaux étudiés. Les humidités des planches recherchées durant leur séchage sont fonction du milieu d’utilisation (ville, intérieur, extérieur, intérieur conditionné). Ces valeurs sont présentées dans la dernière partie de ce papier.

Les substances per et poly-fluoroalkylées (PFAS) constituent un vaste groupe hétérogène de micropolluants émergents. Du fait de leur structure physico-chimique très stable, les PFAS sont persistantes et largement répandues dans l'environnement et posent de nombreux problèmes environnementaux. Ces dernières années, le devenir des PFAS a fait l'objet d'une attention croissante. Dans le cycle des PFAS, l'air, l'eau, le sol et les sédiments sont différents compartiments impliqués. À l'exutoire des grands bassins versants et à l’interface terre-mer, les estuaires sont considérés comme la principale voie d’entrée des PFAS vers le milieu océanique, puits ultime des PFAS. Les conditions estuariennes complexes affectent le comportement des PFAS dans les sédiments et déterminent le sort final des PFAS. Les estuaires jouent par ailleurs un rôle écologique majeur et sont soumis à une forte pression chimique, générant des risques environnementaux. Il est donc important d'étudier le devenir des PFAS dans les estuaires.Les sédiments estuariens constituent un réservoir important pour les PFAS, où la sorption et la désorption se produisent et contrôlent la distribution des PFAS. Les conditions géochimiques jouent un rôle essentiel dans ce processus. D'une part, les flux fluviaux apportent d'énormes quantités de particules en suspension qui absorbent les PFAS et se déposent finalement dans les sédiments estuariens. D'autre part, au cours des cycles de marée, les particules sont remises en suspension, transportées et remises en place, désorbant ou réabsorbant les PFAS. La distribution des PFAS entre les particules et l'eau est la clé de l'étude du devenir des PFAS dans les estuaires. Les conditions contrastées de salinité et de turbidité des estuaires peuvent influencer la distribution des PFAS entre les particules et l'eau en facilitant ou en entravant la sorption/désorption, ce qui complique l'interaction entre les sédiments et l'eau pour les PFAS. Il est donc très important de réaliser des études approfondies sur la distribution des PFAS entre les particules et l'eau dans les conditions estuariennes.Ces travaux sont divisés en deux parties : 1) détermination des cinétiques d'adsorption et de désorption des PFAS seuls ou mélange (compétition) sur un substrat modèle, la kaolinite et 2) étudier l'influence de la salinité et de la turbidité sur la distribution particules-eau des PFAS en conditions estuariennes. Ces travaux fournissent des éléments importants pour paramétrer les modèles de devenir des PFAS et estimer les bilans de masse à l'interface terre-mer
To understand the fate of legacy and emerging PFAS at the land-sea interface, this work focused on the interactions with estuarine sediments. More precisely, we mainly studied the influence of co-existing PFAS, salinity (S) and suspended particulate matter (SPM) on the sediment-water partitioning of PFAS. First, to investigate the effect of coexisting PFAS on their adsorption and desorption, competitive adsorption and desorption experiments were conducted using single and mixed PFAS solutions at low concentrations, using kaolinite as model sorbent. Selected PFAS include eight perfluoroalkyl carboxylates (PFCAs), two perfluoroalkyl sulfonic acids (PFSAs) and one zwitterionic PFAS (8:2 fluorotelomer sulfonamide alkylbetaine (8:2 FTAB)), which were studied in three single-solute solutions and two mixture solutions. A pseudo-second-order kinetic model was used to fit in the adsorption and desorption kinetics data correctly. Their sorption and desorption on kaolinite were quite fast, with equilibrium reached within 2h. Sorption processes appeared to be influenced by the PFAS molecular structure: sorption increased and desorption decreased with increasing fluoroalkyl chain length, characterized by the increase of log Kd. Besides, PFSAs (i.e, PFHxS and PFOS) had greater sorption and weaker desorption than PFCAs (i.e, PFHpA and PFNA) with similar fluoroalkyl chain. The zwitterionic 8:2 FTAB showed stronger sorption and smaller desorption than anions (i.e., PFOS or PFNA) with a similar fluoroalkyl chain. Sorption and desorption data obtained for single and multi-solute experiments indicated that there was no significant statistical difference between such conditions. Thus, the influence of competitive adsorption and desorption was negligible at low concentrations. To study the influence of salinity and SPM on the sorption of PFAS, we used a sediment sample collected in the fluvial sector of the Garonne-Gironde system. We performed sorption kinetics and sorption isotherms tests for the same PFAS, under 35 combination of salinity and turbidity. Based on response surface methodology (RSM) modelling approach, results indicated the sorption kinetics of PFAS onto sediment can be described by pseudo-second-order model and 24h is the equilibrium time for targeted PFAS. Besides, PFAS sorption can be well fitted by linear model and Freundlich model, the linear sorption range for PFAS studied was in the range of 0.12 to 1.31 nM (equilibrium concentration). Moreover, based on RSM modelling approach, we found that Kd varied between 0.62 and 55271 L/kg and that both S and SPM were significant factors, i.e. the Kd of PFAS was positively related to S due to salting-out effect while it was negatively related to SPM concentration. Moreover, SPM had a stronger effect than salinity (S) for PFHxA and PFHpA, whereas S was the more dominant factor for most other compounds. For PFUnDA and 8:2 FTAB, S and SPM displayed nearly equivalent weights as drivers of Kd. In addition, a negative interaction between both factors was observed, i.e. if SPM increases, the effect of S on Kd is weaker. Overall, this work provides original results to model the sorption of legacy and emerging PFAS on estuarine sediments based on RSM modelling approach. It provides a new perspective to investigate the fate of PFAS at the land-sea interface

Dans le contexte des futurs stockages des matières nucléaires en couches géologiques profondes, le transfert desélénium 79 des eaux de nappes vers la biosphère, par le biais de l'irrigation, est un des scenarii envisagés parl'ANDRA. Le sol servirait alors d'interface entre la géosphère et la biosphère.Le modèle actuellement utilisé pour évaluer la mobilité de nombreux éléments dans le sol repose sur une représentationsimple de leur distribution entre la quantité adsorbée sur le sol et la quantité restante en solution (modèleKd), considérée comme instantanée, réversible et linéaire avec la concentration de contamination. Ce modèleprésente des lacunes vis-à-vis du sélénium puisque ce dernier peut être présent sous différents états redoxqui contrôlent sa mobilité et dont les cinétiques de transformation entre ces états sont peu connues (Se(-II), Se(0),Se(IV) et Se(VI)).Dans le but d'améliorer les prédictions faites sur la mobilité du sélénium dans un sol, le séléniate (Se(VI)), qui estla forme la plus mobile, a été utilisé pour étudier ses interactions vis-à-vis de deux sols différents (sol B et sol R).Un modèle cinétique, alternatif au modèle Kd, a été développé pour décrire l'évolution des stocks de Se(VI) ensolution, en considérant une fraction de sélénium associée au sol de façon réversible (potentiellement mobile) etune fraction stabilisée sur le sol (fixée pseudo-irréversiblement). Ce modèle intègre des cinétiques de stabilisationbiotique et abiotique sur le sol, et une cinétique de réduction en solution.Afin d'acquérir les paramètres des modèles, des expériences en batchs et en réacteurs à flux ouvert avecl'utilisation de sacs à dialyse ont été réalisées. L'acquisition des paramètres a permis de confronter les modèlescinétiques et Kd dans différents scenarii réalistes de contamination (chronique ou séquentielle) d'un sol de surfacepar du 79Se(VI).De plus, les mécanismes de sorption du Se(VI) au sein des deux sols ont été évalués en batch avec l'ajout de compétiteursspécifiques vis-à-vis de certains sites pouvant sorber ce dernier (acides humiques et carbonates de calcium).Ceci a été complété avec l'étude de la sorption du Se(VI) sur des phases pures commerciales (silice, hydroxyded'aluminium, goethite, bentonite, carbonate de calcium et acides humiques) ou extraites d'un sol (substanceshumiques), pour différentes concentrations en Se(VI) (10-8, 10-6 et/ou 10-3 mol/L), de l'impact de l'ajout dephases pures réactives, dans les sols, sur la sorption du Se(VI).Il a été montré que le Se(VI) était sorbé sous la forme de complexes de sphères externes (CSE) au sein du sol Rpour des concentrations inférieures à 10-6 mol/L, tandis que dans le sol B, la majorité était sorbée sous la formesde complexes de sphère internes (CSI). La formation de CSE étant réversible et instantanée, l'utilisation du modèleKd était donc suffisante pour décrire la sorption du Se(VI) au sein du sol R, dans les expériences en réacteursà flux ouvert.A contrario, pour le sol B, il a été montré que le modèle Kd, contrairement au modèle cinétique, présentait deslacunes pour décrire la sorption pseudo-irréversible du Se(VI), engendrée par la formation de CSI.Il a été montré que les mécanismes biotiques étaient majoritaires au sein du sol B, en raison de l'apport de nutrimentspour les microorganismes, par l'utilisation de sacs à dialyse en cellulose régénérée. Cependant les mécanismesabiotiques ont aussi eu lieux au sein du sol B.14/256Les études sur les phases pures ont montré que seuls l'hydroxyde d'aluminium (pH 5,2 et 8) et la goethite (pH 5,2)pouvaient sorber le Se(VI) respectivement de manière pseudo-irréversible et réversible (pour [Se(VI)] < 10-6mol/L).Enfin, il a été montré que l'ajout de certaines phases pures (goethite et hydroxyde d'aluminium) au sein des deuxsols, pouvait entrainer une augmentation ou une diminution de la sorption du Se(VI) par rapport à celle attendue(additivité réactionnelle). Les interactions solide/solide directes et/ou indirectes, (la plus connue étant le coating)peuvent être à l'origine de la difficulté d'évaluation, de manière générique, de la sorption du Se(VI) au sein dusol, connaissant seulement sa composition élémentaire.

Le cadmium (Cd) est l’un des métaux les plus toxiques car il produit des effets néfastes sur l'activité biologique du sol, les plantes, le métabolisme, et la santé de l'homme et des animaux. L’objectif de cette étude est de déterminer la sorption et la désorption du Cd dans deux sols, un sol sableux et un sol limono-argileux, amendés avec 10% de matériaux biologiques (quantité destinée à la restauration des sites contaminés). Les quatre matériaux biologiques mis à l’essai sont: i) un compost à base de bovins de boucherie et de sciure de bois (CBS), ii) un compost à base de bovins de boucherie et de paille (CBP), iii) un compost commercial à base de tourbe et de déchets de crevettes (CTC) et iv) une farine de coquilles d’oeufs de poules (FCO). L’application des matériaux biologiques a rehaussé la capacité des sols à retenir le Cd. Une augmentation progressive de la sorption a été observée avec les temps de contact allant de 0,5 h à 4 semaines. Le rehaussement de la température de 5 à 450C a augmenté la quantité de Cd sorbée. Les données de sorption pour des concentrations de Cd2+ ajoutée variant de 0 à 2000 mg Cd/kg ont été le mieux décrites par la forme linéaire de l’équation de Freundlich. La quantité de Cd sorbée a augmenté avec l’accroissement de sa concentration dans la solution d’équilibre. D’une manière générale, la capacité des sols à retenir le Cd augmentait dans l’ordre suivant: sols amendés de CBS ou de CBP < sols amendés de CTC < sols amendés de FCO. L’étude de désorption du Cd fraîchement sorbé a été réalisée au moyen d’extractions singulières utilisant la solution Mehlich-3 ou DTPA-TEA-CaCl2 et d’extraction séquentielle utilisant successivement les solutions Ca(NO3)2, TEA-DTPA-CaCl2 et HCl. La quantité de Cd désorbée est directement proportionnelle à la quantité de Cd fraîchement sorbée. Les résultats suggèrent que les amendements biologiques pourraient être appliqués aux sols afin de rehausser leurs propriétés de rétention du Cd.

L’objectif des travaux présentés dans cette thèse était d’améliorer la compréhension de la réponse électrique des senseurs CPC « chémo-résistif » par l’utilisation d’un système modèle tel que l’EEA-37% NPC, constitué d’une matrice élastomère thermoplastique chargée de nanoparticules de carbone. Des études réalisées avec des senseurs CPC en couche mince ont permis de valider le potentiel de détection de ces transducteurs et de qualifier les capacités barrière au toluène de matériaux nanocomposites isolants tels que le PA12-MMT, poly(amide 12) chargé de nanoplaquettes de montmorillonite. Une expérimentation spécifique a été mise en place afin d’étudier les phénomènes multi-physiques induits au sein d’un CPC sous forme de plaque plane exposé à un composé organique volatile (COV). Le suivi simultané de l’évolution de la masse, des températures, du volume et de la résistance a ainsi permis d’obtenir des résultats inédits destinés à valider les modèles développés par la suite. Des expérimentations spécifiques ont permis d’établir une corrélation mathématique entre la résistivité électrique et la teneur en vapeur organique. Le développement d’un modèle numérique 1D a permis une meilleure interprétation des temps de réponse et des amplitudes des variations mesurées pour la résistance électrique grâce à la visualisation des densités de courant dépendant des gradients de concentration
The aim of this work is to improve the understanding of the electrical response of chemo-resistive CPC sensors. EEA-37% CNP was chosen as model system due to its thermoplastic elastomer matrix filled with carbon nanoparticles. In a first step, the use a thin CPC transducers has allowed to demonstrate their good sensing performances for the quantification of barrier effect towards toluene vapour diffusion of montmorillonite platelets filled poly(amide 12) films. A specific experiment was created to study multi-physics phenomena induced in a flat sheet of CPC exposed to a VOC. The simultaneous monitoring of the behaviour of mass, temperature, volume and resistance has produced innovative results to be used to validate the numerical models developed subsequently. Specific experiments established a mathematical relation between solvent concentration and electrical resistivity. The development of a one-dimensional numerical model was found useful to interpret time lags and amplitudes of resistance variations through the visualisation of current densities depending on concentration gradients

Ce travail constitue une contribution à l'étude de l'influence de la déformation libre des fibres textiles sous l'effet des contraintes hydriques sur la structure globale d'un tricot Jersey et d'un tissu Toile en coton, ayant subi les mêmes traitements de finition. Une comparaison entre les capacités de sorption du Jersey et des fils défilés de leur structure montre que le serrage géométrique limite les capacités de sorption du Jersey. Les coefficients du tenseur déformation plane du Jersey sous l'effet d'un cycle d'adsorption/désorption montre un gonflement croissant en fonction de l'humidité au moment de l'adsorption et un rétrécissement presque linéaire au moment de la désorption pour reprendre ses valeurs initiales marquant ainsi l'effet mémoire de l'état relaxé de la structure. L'influence du repassage sur le comportement de la Toile en coton sous l'effet de deux cycles continus successifs d'adsorption/désorption est étudiée. Les résultats montrent que l'aplatissement des fils dans la structure génère une amplification de la déformation plane résultante. Un deuxième cycle d'adsorption successif montre l'annulation complète de l'effet de repassage. Une comparaison entre les isothermes d'adsorption et de désorption d'un tissu Toile repassé et non repassé montre que les isothermes de sorption de la Toile repassée et non repassée se collent dés la troisième zone de l'isotherme du premier cycle d'adsorption, ce qui explique que l'encombrement stérique des molécules d'eau dans la structure de la Toile repassée génère un réarrangement stéréochimique de la structure supramoléculaire pour reprendre une forme similaire à la Toile non repassée
The 2D deformation of bleached plain weave and Jersey cotton ready to wear clothing was measured during adsorption and desorption cycles. The strain along warp and weft directions and the shear deformation were evaluated by image correlation process. The dimensional variations are explained by geometrical consideration of the structure at microscopic (fibers scale) and macroscopic levels (yarns scale). Indeed, the reaction between water vapor molecules and material enlightens two steps. At first, the swelling fibers fill the micro pores inside the yarns. Then, the yarns swell and push on their neighbors to fill up the macro pores and cause the macroscopic swelling of the overall structure. During the desorption phase, the fibers shrink to create a free space inside the plain weave structure that will be relaxed to find its initial state. The shear deformation is related to the cohesion by twist between cotton fibers. The ironing generates flattened yarns and increases their friction which amplifies the deformation during the first adsorption cycle. However, this effect is cancelled at the end of the first adsorption / desorption cycle with no memory effect of the ironing process. These results are confirmed by comparison between sorption isotherms of ironed and not ironed plain weave samples. A comparison between the sorption capacity of Jersey and yarn made of the same structure shows that the geometric form decreases the sorption capacity of jersey especially at high humidity. Then knitting infects the swelling of yarns and decreases their sorption capacity

Dans le contexte des futurs stockages des matières nucléaires en couches géologiques profondes, le transfert de sélénium 79 des eaux de nappes vers la biosphère, par le biais de l'irrigation, est un des scenarii envisagés par l'ANDRA. Le sol servirait alors d'interface entre la géosphère et la biosphère. Le modèle actuellement utilisé pour évaluer la mobilité de nombreux éléments dans le sol repose sur une repré- sentation simple de leur distribution entre la quantité adsorbée sur le sol et la quantité restante en solution (mo- dèle Kd), considérée comme instantanée, réversible et linéaire avec la concentration de contamination. Ce mo- dèle présente des lacunes vis-à-vis du sélénium puisque ce dernier peut être présent sous différents états redox qui contrôlent sa mobilité et dont les cinétiques de transformation entre ces états sont peu connues (Se(-II), Se(0), Se(IV) et Se(VI)). Dans le but d'améliorer les prédictions faites sur la mobilité du sélénium dans un sol, le séléniate (Se(VI)), qui est la forme la plus mobile, a été utilisé pour étudier ses interactions vis-à-vis de deux sols différents (sol B et sol R). Un modèle cinétique, alternatif au modèle Kd, a été développé pour décrire l'évolution des stocks de Se(VI) en solution, en considérant une fraction de sélénium associée au sol de façon réversible (potentiellement mobile) et une fraction stabilisée sur le sol (fixée pseudo-irréversiblement). Ce modèle intègre des cinétiques de stabilisation biotique et abiotique sur le sol, et une cinétique de réduction en solution. Afin d'acquérir les paramètres des modèles, des expériences en batchs et en réacteurs à flux ouvert avec l'utilisation de sacs à dialyse ont été réalisées. L'acquisition des paramètres a permis de confronter les modèles cinétiques et Kd dans différents scenarii réalistes de contamination (chronique ou séquentielle) d'un sol de surface par du 79Se(VI). De plus, les mécanismes de sorption du Se(VI) au sein des deux sols ont été évalués en batch avec l'ajout de com- pétiteurs spécifiques vis-à-vis de certains sites pouvant sorber ce dernier (acides humiques et carbonates de cal- cium). Ceci a été complété avec l'étude de la sorption du Se(VI) sur des phases pures commerciales (silice, hy- droxyde d'aluminium, goethite, bentonite, carbonate de calcium et acides humiques) ou extraites d'un sol (subs- tances humiques), pour différentes concentrations en Se(VI) (10-8, 10-6 et/ou 10-3 mol/L), de l'impact de l'ajout de phases pures réactives, dans les sols, sur la sorption du Se(VI). Il a été montré que le Se(VI) était sorbé sous la forme de complexes de sphères externes (CSE) au sein du sol R pour des concentrations inférieures à 10-6 mol/L, tandis que dans le sol B, la majorité était sorbée sous la formes de complexes de sphère internes (CSI). La formation de CSE étant réversible et instantanée, l'utilisation du mo- dèle Kd était donc suffisante pour décrire la sorption du Se(VI) au sein du sol R, dans les expériences en réacteurs à flux ouvert. A contrario, pour le sol B, il a été montré que le modèle Kd, contrairement au modèle cinétique, présentait des lacunes pour décrire la sorption pseudo-irréversible du Se(VI), engendrée par la formation de CSI. Il a été montré que les mécanismes biotiques étaient majoritaires au sein du sol B, en raison de l'apport de nutri- ments pour les microorganismes, par l'utilisation de sacs à dialyse en cellulose régénérée. Cependant les méca- nismes abiotiques ont aussi eu lieux au sein du sol B. 13/256 Les études sur les phases pures ont montré que seuls l'hydroxyde d'aluminium (pH 5,2 et 8) et la goethite (pH 5,2) pouvaient sorber le Se(VI) respectivement de manière pseudo-irréversible et réversible (pour [Se(VI)] < 10-6 mol/L). Enfin, il a été montré que l'ajout de certaines phases pures (goethite et hydroxyde d'aluminium) au sein des deux sols, pouvait entrainer une augmentation ou une diminution de la sorption du Se(VI) par rapport à celle attendue (additivité réactionnelle). Les interactions solide/solide directes et/ou indirectes, (la plus connue étant le coating) peuvent être à l'origine de la difficulté d'évaluation, de manière générique, de la sorption du Se(VI) au sein du sol, connaissant seulement sa composition élémentaire.

L'objectif de ce travail est de comparer la rétention de deux herbicides, l'isoproturon et le diflufénicanil, et d'un métabilite de l'isoproturon l'isopropylaniline, pour trois occupations de sols contrastées: un sol cultivé, un sol souis bande enherbée et un sol forestier. Pour chaque sol, différentes fractions granulométriques ont été isolées. sur chaque sol et chaque fraction, la sorption et la desorption des trois molécules ont été caractérisées. La rétention des molécules est plus élevée dans les sols enherbés et boisés que dans les sols cultivés. Des différences significatives des coefficients Koc entre les horizons superficiels sous culture, parairies et forêt, suggèrent que le nature des matières organiques (MOS) est en cause dans les différences observées. Les matières organiques particulaires ont des capacités de rétention particulièrement élevées vis à vis des trois molécules étudiées. Les résultats montrent que l'aromaticité des MOS, leur caractère hydrophobe et leur surface spécifique sont les principaux paramètres régulant les capacités de sorption des pesticides étudiés.

Ce travail visait à évaluer le transport d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de métaux dans des sols multi pollués, en s’intéressant plus particulièrement au couplage transport-réaction dans la zone non saturée du sol, selon deux axes de travail. En premier lieu, puisque de nombreux sites industriels sont multi pollués, nous avons choisi d’étudier l’influence des métaux sur la sorption des HAP et vice versa en système modèle. Nous avons montré que lors d’une pollution simultanée par du fluoranthène et du zinc, ce dernier est beaucoup moins retenu que lorsqu’il est présent seul et peut donc migrer plus facilement vers la nappe phréatique. Le plomb, quant à lui, est plus fortement retenu en présence de fluoranthène. En revanche, l’effet des métaux sur la rétention du fluoranthène est plus limité. En second lieu, nous avons évalué le transport des HAP et des métaux dans une terre d’une ancienne cokerie lorraine à plusieurs échelles : en colonne de laboratoire en conditions saturées et non saturées ainsi qu’en lysimètre de terrain, afin d’évaluer le pouvoir prédictif des sytèmes de laboratoire. Nous avons montré que les expériences en colonne de laboratoire surestiment la sortie des HAP telle qu’elle a lieu sur le terrain. En revanche, la sortie des métaux est bien prédite par de telles expériences. Mais le lysimètre ne peut pas être utilisé lors d’études de risque puisqu’il demande des durées d’expériences de plusieurs années afin d’avoir une vue globale des phénomènes qui s’y produisent. C’est pourquoi nous avons conçu un système original au laboratoire, capable d’évaluer leur transport conformément à ce qui se passe sur le terrain
PAHs and heavy metals are major soil pollutants and most of former industrial soils are co-polluted by both types of compounds. The aim of this work was to assess their transport in polluted soils under saturated and unsaturated flow conditions. This study was carried out by two approaches. First, heavy metal influence on PAH sorption and vice versa was studied with a “model” system. We showed that when the soil was simultaneously contaminated with fluoranthene and zinc, zinc retention was lower than when it was alone in the soil. As a consequence zinc would be expected to migrate more easily to the water table in co-polluted soils. Lead was more strongly retained in the presence of fluoranthene. But heavy metal influence on fluoranthene sorption was of minor importance. Then, PAH and heavy metal transport in a former coking plant soil was evaluated at the laboratory scale, under saturated and unsaturated flow conditions, by means of column experiments, and at the lysimeter scale under natural atmospheric conditions. The goal of these experiments was to compare PAH and heavy metal migration in a field-like situation with results obtained in the laboratory and to determine the appropriate experimental device for risk assessment studies. We showed that column experiments may overestimate PAH migration at the field scale. However heavy metal leaching was in accordance with what was expected from lysimeter experiments. But such experiments are rather time consuming and quite expensive, and as a consequence not adapted for risk assessment studies. Therefore we designed an original laboratory set up able to represent PAH and heavy metal migration at the field scale

La réduction de la consommation énergétique dans le secteur de bâtiments présente aujourd’hui une priorité primordiale dans les politiques des pays industrialisés. En France, le secteur du bâtiment consomme environ 43 % de l’énergie finale et contribue pour près d’un quart aux émissions nationales de gaz à effet de serre [ADEME]. Il se positionne comme un acteur clé pour parvenir à résoudre les inquiétants défis environnementaux auxquels nous devons faire face. Face à ces véritables défis, l’augmentation des niveaux d’exigence des réglementations thermiques s’est poursuivie et intensifiée pendant les 40 dernières années, jusqu’à la naissance de la réglementation thermique 2012, qui a permis de construire des bâtiments basse consommation (BBC) qui équivaut à 50 kWh/m².an. Cette nouvelle réglementation plus exigeante constitue une incitation forte à l'innovation des matériaux, produits et systèmes d'enveloppe. Dans ces conditions, l’amélioration des performances hygrothermiques des matériaux de construction aura des retombées économiques et environnementales conséquentes. C’est dans ce contexte que ce travail a été mené. Il vise à étudier et à améliorer les performances des produits de l’entreprise Briqueteries du Nord (BdN). Il est réparti sur deux axes principaux : le premier consiste à l’étude de l’inertie thermique et du pouvoir hygroscopique des briques en terre crue. Le second axe vise à élaborer des solutions possibles concernant l’amélioration de la résistance thermique des briques en terre cuite. Ce travail de recherche a été réalisé au laboratoire de l’Ecole Centrale de Lille avec une étroite collaboration avec l’université d’Artois et l’entreprise (BdN)
Nowadays, the reduction of energy consumption in buildings industry represents a major issue in industrialized countries’ policies. In France, the building sector consumes about 43% of final energy and accounts for nearly a quarter of the national emissions of greenhouse gas emissions [ADEME]. It is considered as a key factor to overcome the environmental challenges we have to face.In front of these significant challenges, the thermal regulations requirements were seriously intensified during the last 40 years until the notification of the thermal regulation 2012. This latter enable the construction of low energy buildings (BBC) whose consumption is equivalent to 50 kWh/m² per year on average. This new regulation provides a strong incentive for innovation of materials, products and envelope systems. Under these conditions, improving hygrothermal performance of building materials will allow a substantial economic and environmental benefits. This work was conducted in this context. It aims to study and improve the performance of the company Briqueteries du Nord (BdN) products. It is divided in two main axis: the first consists on studying the thermal inertia and hygroscopic capacity of unfired clay bricks. However, the second axis aims to develop possible solutions for improving the thermal resistance of fired clay bricks. This research was conducted in the laboratory of the Ecole Centrale de Lille with close collaboration with the University of Artois and the BdN company