Le dessalement de l’eau de mer par osmose inverse connait un intérêt croissant depuis une vingtaine d’années afin de répondre aux besoins en eau potable et en eau d’irrigation dans de nombreuses régions dans le monde. Cependant, le bore contenu dans l’eau de mer est incomplètement éliminé par osmose inverse et des concentrations supérieures à la valeur limite de 0,3 mg/ sont obtenues. Dans cette étude, nous présentons des résultats sur l'élimination du bore de l'eau de mer en utilisant une technique hybride de résine échangeuse d'ions/microfiltration sans addition continue de résine. Une membrane de microfiltration en céramique a été utilisée pour retenir la résine échangeuse d'ions dans le réservoir d'alimentation et la boucle de circulation tandis que la solution modèle de bore ou l’eau de mer était continuellement ajoutée. Tout d'abord, des résines fines de taille moyenne 40 - 60 µm ont été obtenues par broyage et tamisage de résines commerciales (Amberlite IRA743, Diaion CRB05 et Purolite S108). Les résines ont ensuite été testées en système batch pour obtenir les cinétiques de sorption et par la technique hybride de sorption/microfiltration pour mesurer les courbes de perçage et le flux de perméat. L'effet de la dose de résine, de la concentration initiale en bore, de la pression transmembranaire et de la taille des pores de la membrane a été étudié. Dans une deuxième partie, l’effet de la taille des particules de résine sur les courbes de perçage en sortie d’une colonne a été déterminé et une comparaison entre les performances d’une colonne et d’un système hybride a été proposée. Dans une dernière partie, les isothermes et cinétiques de sorption expérimentales sont comparées à des équations classiques, et les courbes de perçage en colonne et en système hybride sont modélisées. En conclusion, il est suggéré que le procédé hybride de résine échangeuse d'ions et microfiltration sans ajout continu de résines peut être une technique possible pour l'élimination du bore / The maximum concentration suggested by the World Health Organization is 0.3 mg/L. In this study, we investigated a hybrid process for boron removal from water which associates sorption on ion exchange resin and microfiltration, without continuous resin addition. First, fine resins were obtained by grounding and sieving at 40 and 60 µm commercial resins (Amberlite IRA743, Diaion CRB05 and Purolite S108). The resins were then tested in batch to obtain the kinetics and in the hybrid sorption/microfiltration process to measure breakthrough curves and permeate flux. A ceramic microfiltration membrane was used to retain the ion exchange resin in the feed tank and the circulation loop while the boron solution was continuously added and the permeate collected for analysis. The effect of resin dosage, boron initial concentration, transmembrane pressure and membrane pore size was studied. In a second part, the effect of the size of the resin particles on the breakthrough curves measured at the outlet of a column was determined and a comparison between the performances of a column and a hybrid system are proposed. For the Amberlite IRA743 resin, the overall process was tested: reverse osmosis followed by hybrid sorption/microfiltration. The hybrid process was able to re-duce concentration of bacterial and phytoplankton cells thanks to the steric rejection by the microfiltration membrane, suggesting that the same membrane can be used as a pretreatment before reverse osmosis in a desalination plant. In a final part, the experimental isotherms and kinetics are compared with classical models, and the breakthrough curves obtained with a column and with the hybrid sys-tem are modelised. Overall, it is suggested that the hybrid process of ion exchange resin and microfiltration without continuous addition of resin may be a possible technique for boron removal

La recherche visait à développer une technologie de biofilm à base de biofilms de microalgues pour le traitement des effluents riches en phosphore en vue de la production de produits de valeur secondaires, tels que la récupération du phosphore.Des recherches fondamentales ont été menées pour sélectionner des souches de microalgues efficaces en termes de traitement efficace des eaux usées et de production de biomasse algale, afin de mettre au point un procédé avec une faible addition d'électricité et de réactifs chimiques. Au total, 21 souches de microalgues ont été sélectionnées et sept souches ont été sélectionnées en fonction de leur taux de croissance. Le taux de croissance et l'efficacité d'élimination des éléments nutritifs de six souches ont été évalués dans différentes conditions de traitement des eaux usées synthétiques. Chlorella vulgaris ACUF_809 a montré une efficacité d'élimination du phosphate supérieure à celle des souches sélectionnées. Chlorella sp. ACUF_802 a également été caractérisé par l'effet des conditions limitant l'azote et le phosphore dans le milieu de croissance. Des expériences en laboratoire ont été effectuées pour évaluer les performances de formation de biofilm sur des tissus. L’activité photosynthétique, le pourcentage de colonisation et la croissance de la biomasse ont été étudiés pour deux Chlorella spp. Les différences dans les performances de formation de biofilm étaient observées entre les souches. Il a été constaté que l’analyse combinée de méthodes optiques non destructives est une méthode efficace pour surveiller les premières étapes du développement d’un biofilm. L'épaisseur moyenne du biofilm (106,37 ± 47 µm) a été mesurée. En outre, la distribution et la localisation des phosphates au cours du développement des biofilms C: pyrenoidosa ACUF_808 et C. vulgaris ACUF_809 ont été examinées au fil du temps, tout en préservant le contexte spatial. En utilisant des mesures physiologiques combinées, des techniques microscopiques, spectroscopiques et spectrométriques de masse ont été déterminées pour déterminer la croissance cellulaire, l'adhésion cellulaire, la performance physiologique, l'élimination des nutriments (phosphate et nitrate) et l'accumulation de phosphate visualisée au niveau des cellules dans les biofilms.La production de biomasse et l'efficacité d'élimination des nutriments par les microalgues Scenedesmus vacuolatus et C. vulgaris ACUF_809 à partir d'eaux usées synthétiques dans un nouveau photobioréacteur (PBR) de biofilm en laboratoire ont été étudiées. Le développement de biofilms sur du tissu de coton a été suivi dans le PBR dans des conditions semi-discontinues pendant 41 jours. S. vacuolatus ACUF_053 a obtenu l’élimination complète des éléments nutritifs et cinq étapes de développement du biofilm ont été identifiées: 1) fixation, 2) formation de biofilm, 3) maturation I, 4) sélection / adaptation et 5) maturation II. En revanche, le développement du biofilm de C. vulgaris ACUF_809 a montré une croissance de la biomasse plus régulière et une efficacité d'élimination constante. Cette recherche offre de nouvelles informations fondamentales dans le domaine de la formation de biofilms de microalgues pouvant être utilisées dans un plus large éventail d'applications scientifiques, notamment la possibilité d'un traitement couplé des eaux usées avec une récupération potentielle du phosphate / The aim of this Ph.D. research was to develop a bench scale microalgae biofilm technology for phosphorus rich effluents treatment toward the production of secondary valuable products, i.e. phosphorus recovery.Fundamental research was conducted to select efficient microalgae strains in terms of successful wastewater treatment and algal biomass production, in order to develop a process with low addition of electricity and chemical reagents. A total of 21 microalgae strains were screened and seven strains were selected according to their growth rate. The growth rate and nutrient removal efficiency of six strains were evaluated under different synthetic wastewater conditions, Chlorella vulgaris ACUF_809 showed superior efficiency of phosphate removal compared with the strains screened. Chlorella sp. ACUF_802 was characterized additionally by the effect of nitrogen and phosphorus limitating conditions in the growth medium. Laboratory scale experiments were done to evaluate the biofilm formation performance on textile fabrics. Photosynthetic activity, colonization percentage and biomass growth were investigated for two isolated Chlorella spp. Diffferences in biofilm formation performance were obswerved between the strains. It was found that combined analysis of non-destructive optical methods is an effective methodology for monitoring the early stages of biofilm development. Biofilm average thickness (106.37 ± 47 µm) was measured. Furthermore, as a promising valuable recovery product, phosphate distribution and localization during C: pyrenoidosa ACUF_808 and C. vulgaris ACUF_809 biofilms development were examined over time and keeping the spatial context unaltered. Using physiology measurements combined to advance microscopic, spectroscopic and mass spectrometric techniques were determined cellular growth, cell adhesion, physiological performance and nutrient (phosphate and nitrate) removal and visualized phosphate accumulation at single-cell level within the biofilms.Biomass production and nutrient removal efficiency by the microalgae Scenedesmus vacuolatus and C. vulgaris ACUF_809 from synthetic wastewater in a new laboratory configuration biofilm photobioreactor (PBR) was studied. Biofilm development on cotton fabric was followed in the PBR under semi-batch conditions during 41 days. Complete nutrient removal was obtained by S. vacuolatus ACUF_053 and five stages in the development of the biofilm were identified: 1) attachment, 2) biofilm formation, 3) maturation I, 4) selection/adaptation and 5) maturation II. In contrast, C. vulgaris ACUF_809 biofilm development showed a more regular biomass growth and constant removal efficiency. This research offers novel fundamental information in the field of microalgae biofilms formation with a scope for a wider range of scientific applications, including the possibility of coupled wastewater treatment with potential recovery of phosphate

Le choléra est une maladie diarrhéique contagieuse strictement humaine, causée par Vibrio cholerae, un bacille gram négatif. La maladie se traduit par une diarrhée acqueuse profuse parfois accompagnée de vomissements survenant quelques heures à quelques jours après l'ingestion d'eau ou d'aliments souillés par V. cholerae. Dans l'environnement, V. cholerae est retrouvé dans les eaux saumâtres des zones d'estuaire où il colonise la surface de certaines algues et de copépodes, pouvant ainsi persister en l'absence de l'homme pendant des périodes de temps prolongées. C'est le cas dans les zones estuariennes d'Asie du Sud-Est telle que la région du golfe du Bengale, où la maladie est connue depuis la plus haute antiquité. Après avoir été relativement épargnée par les six premières pandémies, l'Afrique continentale a été frappée par la 7ème pandémie en 1970. Depuis cette date, selon l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS), plus de 90 % des cas de choléra sont rapportés par l'Afrique sub-saharienne. La République Démocratique du Congo (RDC) fait partie des pays les plus touchés. En RDC, de 2000 à 2008, 208 875 cas et 7 335 décès (létalité de 3,51%) dus au choléra ont été notifiés à l'OMS, soit 15 % des cas et 20 % des décès rapportés dans le monde pour la même période. Ces cas de choléra touchent essentiellement les provinces de l'est de la RDC, situées dans la région des grands lacs. Après plus de trente ans de lutte contre le choléra en RDC, une étude épidémiologique de la dynamique du choléra a été initiée dans ce pays dans le but de comprendre les facteurs de récurrence épidémique et de proposer des ajustements sur les approches opérationnelles. Les principaux résultats de ce travail de recherche ont permis de mettre en évidence qu'à peine 10 % des zones de santé, toutes situées à proximité des lacs de l'est de la RDC, jouent le rôle de zones sanctuaires pour le choléra. Ces résultats ont également permis de mettre en évidence la saisonnalité du choléra, avec moins de cas en saison sèche, et le rôle spécifique des populations de pêcheurs, de commerçants et de mineurs artisanaux dans l'émergence et la diffusion des épidémies de choléra. Il a également été démontré que le choléra n'est pas endémique dans toutes les régions de l'est de la RDC. Le fonctionnement du choléra dans cette région d'Afrique est globalement instable avec des flambées épidémiques suivies de phases d'extinction relativement prolongées, les flambées épidémiques se produisant selon un mode métastable lorsqu'on considère l'Est de la RDC dans son ensemble. Cependant, il a aussi été montré que certains foyers fonctionnant jusque-là sur un mode métastable sont, depuis quelques années, passés à un fonctionnement endémique. C'est le cas des foyers de Kalemie et de Goma. Sur la base de ces résultats, il a été recommandé la mise en place d'un projet de lutte contre le choléra avec pour objectif d'éliminer cette maladie de l'ensemble de la RDC. Ce plan vise à concentrer les efforts de lutte sur les sept foyers sanctuaires identifiés en privilégiant les apports en eau potable parmi l'éventail des moyens de lutte existant. Lorsque les premières actions ont été mises en oeuvre sur le site pilote de Kalemie, nous avons constaté une diminution importante de l'incidence du choléra, tandis que les examens microbiologiques ont confirmé que les quelques cas de diarrhée encore rapportés à Kalemie n'étaient plus dus à V. cholerae mais à d'autres bactéries. L'épidémiologie du choléra telle que nous l'observons dans la région des Grands Lacs africains est différente de celle décrite en zone estuarienne d'Asie du Sud-Est. Même si plusieurs questionnements subsistent concernant les modes de persistance du choléra dans les zones lacustres ou la pérennité du V. cholerae dans les eaux des lacs, les résultats de ce travail sont porteurs d'un nouvel espoir pour la relance de la lutte contre cette maladie négligée.

L'arsenic, existe dans l'environnement sous une grande variété de formes et à divers degrés d'oxydation. Aux pH naturels, l'arsenic libre se rencontre essentiellement sous forme inorganique aux degrés d'oxydation +III (arsénite) et +V (arséniate). Il est reconnu que l'efficacité des processus d'élimination de l'arsenic dépend fortement de la possibilité de convertir les espèces de l'arsenic (III) en celle de l'arsenic (V), plus faciles à extraire. La recherche développée au cours de cette thèse démontre d'abord qu'il est possible d'éliminer l'arséniate de solutions aqueuses par extraction par des polymères solubles (LPR : liquid-phase polymer-based retention). La technique LPR utilise l'ultrafiltration sur membrane pour la séparation, basée sur des effets de taille, d'espèces ioniques suite à leur complexation par des polyélectrolytes solubles. Les espèces oxo-anioniques de l'arsenic(V), associés à des polyélectolytes du type polyalkyammonium, ne passent pas à travers la membrane et peuvent être ainsi séparés des espèces non-complexées de plus petite taille. Nous avons aussi montré la grande activité catalytique des matériaux composites du type nanoparticules de Pt0 et Pd0 dispersées dans des matrices de poly(pyrrole-alkylammonium), pour l'oxydation électrochimique de l'arsénite en arséniate. En particulier, des microélectrodes de carbone modifiées par des films de ces nanocomposites ont été appliquées à l'analyse de l'arsenic(III). Enfin, l'oxydation exhaustive de solutions d'arsénite a été réalisée sur des électrodes de carbone modifiées de grande surface. L'utilisation de sels poly(alkyl-ammonium) jouant le rôle à la d'électrolyte support et d'agent d'extraction des espèces de l'arsenic(V) a permis de combiner les processus d'électrocatalyse et d'extraction par LPR, permettant ainsi d'extraire efficacement des traces d'arsenic de solutions aqueuses.

Les composés organiques volatils (COV) sont une catégorie de polluants de l'air dont les techniques d'analyse et méthodes d'échantillonnage peuvent être affectées par l'humidité. Deux voies ont été explorées pour éliminer l'humidité des échantillons de COV avant leur analyse. D'une part, l'élimination de l'humidité par diffusion à travers les parois des sacs d'échantillonnage en film polymère, méthode appelée Sample Water Removal. En plaçant des sacs en Tedlar et Nalophan dans un caisson balayé d'air sec, des échantillons humides de 10 L ont été séchés en respectivement 7 h et 3,5 h. Aucune perte significative de COV jusqu'à 500 ppbv n'a été constatée avec les sacs en Tedlar et 10 µg/m3 avec le sac en Nalophan. D'autre part, l'utilisation de nouveaux adsorbants hydrophobes à base de nanostructures de carbone élaborés au laboratoire ont été testés. Durant les essais d'échantillonnage d'un mélange de COV à 500 ppbv en air humide, ces adsorbants n'ont pas donné les résultats espérés.

Dans un contexte de société où le développement durable est mis de l'avant, la gestion de lisiers provenant de la production d'animaux d'élevage est de plus en plus difficile. En effet, l'épandage de lisiers est soumis à des lois gouvernementales plus strictes afin de prévenir les problèmes environnementaux pouvant y être associés. Une solution envisagée est de traiter le lisier avant de l'épandre afin d'en réduire la charge polluante. L'objet de la présente étude consiste donc à optimiser l'élimination de l'azote contenu dans un lisier de porc synthétique (affluent) à l'aide d'un procédé biologique. Plus spécifiquement, l'étude comprend le démarrage, le développement et l'opération d'un biofiltre percolateur où le lixiviat (l'effluent traité) est recirculé dans le but d'éliminer la charge azotée sous forme d'ammonium (NH 4+ ) de l'affluent. Deux biofiltres percolateurs ont été opérés en étant alimentés en continu en lisier synthétique. La première étape du traitement consiste à un procédé biochimique de nitrification effectué par des bactéries autotrophes dans un environnement en aérobiose. Cette étape est combinée à un procédé de bio-oxydation de la matière organique du lisier. Durant le procédé de nitrification, le NH 4 + est oxydé en nitrite (NO2- ) puis en nitrate (NO3- ). La deuxième étape du traitement est d'associer la nitrification et la bio-oxydation de la matière organique à un procédé de dénitrification où le NO3- obtenu de la nitrification est réduit en azote atmosphérique (N2 ), acceptable pour l'environnement. Différents paramètres ont été variés afin d'optimiser le procédé. Trois méthodes de purge (sans purge, purge en discontinu et purge en continu), deux types de garnissage (sphères de polypropylène et billes de céramiques), quatre débits de recirculation (0, 0.5, 1 et 1.5 L min -1 ) et trois charges du lisier en carbone (137, 275 et 550 g C m-3 h-1 ) et en azote (60, 120 et 240 g N m-3 h -1 ) ont été testés. Principalement, les résultats indiquent que la purge en continu a un effet positif sur la production de biomasse et la production de CO 2 . L'augmentation du débit de recirculation a eu pour effet de diminuer la conversion du NH4+ pour les deux types de garnissages. L'effet a par contre été différent en ce qui concerne la production de CO2 : cette dernière a augmenté dans le biofiltre garni de sphères de polypropylène et diminué dans le biofiltre garni de billes de céramique. Lorsque les biofiltres étaient opérés sans recirculation, des taux de conversion de plus de 99% ont été obtenus. L'augmentation du débit de recirculation a également favorisé la production de NO 2- dans le lixiviat. Pour les deux types de garnissage, le fait d'augmenter la charge azotée de l'affluent a auFenté la production de CO2 pour les deux débits de recirculation testés (0 et 0.5 Lmin-1 ) et des conversions de plus de 99% ont été obtenues sans recirculation du lixiviat. Lorsque le lixiviat était recirculé (débit de 0.5 Lmin -1 testé) avec le biofiltre garni avec des billes de céramique, l'augmentation de la charge azotée a eu pour effet d'augmenter la conversion de NH4+ de 90% à 99%. Par contre, l'augmentation de la charge azotée semble n'avoir aucun effet sur la conversion du NH4+ lorsque les biofiltres sont opérés sans recirculation. [symboles non conformes]

Les thématiques liées à l’eau sont un enjeu majeur pour notre environnement. De nombreux procédés de traitement des eaux sont disponibles. Dans ce travail, nous avons développé une alternative au traitement actuel des eaux, de façon à proposer une technologie moins coûteuse, plus facile à opérer et moins consommatrice en produits chimiques.Dans ce cadre, nous avons développé un procédé hybride associant un procédé membranaire de microfiltration à l’oxydation/ précipitation du fer pour le traitement des eaux avec des teneurs élevées en fer fournies par la SONEDE (Société nationale d’exploitation et de distribution des eaux de Sfax, Tunisie).L’étude concerne la précipitation du fer par bullage d’air dans un réacteur couplé à une microfiltration en utilisant plusieurs membranes (commerciale (Kerasep) ou préparées au Laboratoire de Sciences des Matériaux et de l’Environnement (Sfax) à base d’argile, alumine et charbon actif. Deux types d’eaux ont été étudiés : une eau synthétique préparée au laboratoire ayant une certaine concentration en fer dissous et une eau réelle riche en fer provenant d’un forage de la région de Sfax. L’influence des paramètres suivants a été étudiée : concentration initiale en fer, pH et pression transmembranaire. Le procédé a été également évalué pour le traitement de l’eau de forage de la région de Sfax. Pour mieux comprendre le procédé hybride d’aération/MF, des résultats obtenus avec différentes membranes en filtration frontale sont présentés.Dans un objectif d’intensification des procédés, une autre technique de deferrisation est étudiée en considérant un traitement membranaire seul de nanofiltration en appliquant une membrane organique spirale de type NF 2125A (Applied Membranes ®, USA). Les résultats obtenus sont prometteurs en termes de flux de filtration, de rétention en fer et qualité du perméat, conforme aux recommandations de l’OMS.D’un point de vue efficacité, le procédé hybride d’aération/MF donne un flux de perméat plus important que celui issu de la NF. En conclusion, ces deux procédés peuvent s’avérer être des alternatives avantageuses à un procédé classique d’aération suivi d’une filtration sur sable / Water-related issues are a major challenge for our environment. Many processes of water treatment are available. In this work, we have developed an alternative to the current treatment of water, so as to propose a technology less expensive, easier to operate and less consuming chemicals.In this context, we have developed a hybrid process combining a microfiltration membrane process with the oxidation / precipitation of iron for the treatment of water with high iron contents provided by the SONEDE (National Society of Water Exploitation and Distribution Of Sfax, Tunisia).The study concerns the precipitation of iron by bubbling air in a reactor coupled with microfiltration using several membranes (commercial (Kerasep) or prepared at the Laboratory of Materials and Environment Sciences (Sfax) based on clay , Alumina and activated carbon Two types of water have been studied: a synthetic water prepared in the laboratory with a certain concentration of dissolved iron and a real water rich in iron coming from a drilling of the region of Sfax. Parameters were studied: initial iron concentration, pH and transmembrane pressure The process was also evaluated for the treatment of drilling water in the Sfax region. To better understand the hybrid aeration / MF process, results obtained with different membranes in frontal filtration are presented.In order to intensify the processes, another deferrisation technique is studied by considering a single membrane treatment of nanofiltration by applying an organic spiral membrane of type NF 2125A (Applied Membranes ®, USA).The results obtained are promising in terms of filtration flux, iron retention and permeate quality and conform with WHO recommendations. From an efficiency point of view, the hybrid aeration / MF process gives a permeate flow more important than that of the NF. In conclusion, these two processes can prove to be advantageous alternatives to a conventional aeration process followed by sand filtration

La rationalité des séries de Poincaré associées avec famille définissable des relations équivalences dans quelques théories sur corps valués a été recherchée par Denef. Ce problème a une relation avec l'existence d'élimination des imaginaires des théories sur corps valués (voir le résultat de Hrushovski, Martin and Rideau). La théorie d'intégration motivique est née nous aide pour montrer la dépendance uniforme dans corps locaux p-adiques de la rationalité des séries de Poincaré. Dans le chapitre 1 de cette thèse, je donne une extension du résultat sur la rationalité uniforme dans p des séries de Poincaré associées avec famille définissable des relations équivalences dans quelques théories sur corps valués dans lesquels élimination des imaginaires n'est pas prouvée comme théories sur structures analytiques. Ma méthode est que j'étends la théorie d'intégration motivique pour fonctions constructibles dans deux papiers de Cluckers et Loeser aux fonctions constructibles rationnelles. Autre problème important dans la théorie des nombres est estimation des sommes exponentielles. Sommes exponentielles modulo pm pour un nombre premier p et un nombre naturel m a été étudié par Igusa. Igusa a découvert une relation profonde entre estimation des sommes exponentielles avec pôles de la fonction zêta local d'Igusa et montré que si on a une estimation uniforme dans p et m de sommes exponentielles, on peut obtenir une formule sommatoire de Poisson pour Adèle de type de Siegel-Weil. Dans les chapitres 2, 3, 4, on va prouver quelques versions uniformes dans p et m de borne supérieure de sommes exponentielles donnés par le seuil log canonique ou par polyèdre de Newton. / The results in the rationality of Poincaré series associated with definable family of equivalence relations over valued fields was researched by Denef. This problem has relation with the existence of elimination of imaginaries theorem for theories of valued fields (see the result of Hrushovski, Martin and Rideau). Motivic integration theory was born helps us to show the uniform dependence of the rationality of Poincaré series on p-adic local fields. In the chapter 1 of this thesis, I extend the result on p-uniform rationality of Poincaré series associated with definable family of equivalence relations in some theories of valued field in which elimination of imaginaries has not been proved yet, for example theories on analytic structures. My method is that I extend the motivic integration theory for constructible motivic functions in two papers of Cluckers and Loeser to rational constructible motivic functions. Another classical problem of number theory is estimation of exponential sums. Exponential sums modulo pm was studied by Igusa, and for a fixed prime p, he gave a deep relation between estimation of exponential sums modulo pm and poles of Igusa local zeta function. Igusa also showed that a uniform estimation in p and m of exponential sums modulo pm could give an Poisson summation formula of Siegel-Weil type. By this motivation, many researches tried to give the best uniform upper bound of exponential sums modulo pm. In the chapters 2, 3, 4, we will try to obtain some uniform versions for upper bound of exponential sums modulo pm given by log-canonical threshold or Newton polyhedron due to Igusa's, Denef-Sperber's and Cluckers-Veys's conjectures.

Le couplage de la nanofiltration et de l'oxydation électrochimique est étudié pour le traitement tertiaire des eaux usées de l'hôpital après leur traitement par bioréacteur à membrane. L'efficacité de la nanofiltration est fortement influencée par le colmatage. Afin d'assurer des flux durables et des performances élevées lors de l'étape de nanofiltration, les mécanismes de colmatage sont étudiés. Les flux critique et limite sont déterminés et liés à l'effet combiné du colmatage colloïdal organique et du dépôt inorganique. L'impact de la couche de colmatage et de la présence de matières organiques dans la matrice sur la rétention des produits pharmaceutiques est également évalué. Le rétentat de la nanofiltration est ensuite traité par oxydation électrochimique sur une anode BDD. L'influence des conditions opératoires et la compétition lors de l'oxydation des constituants au sein du réacteur sont évaluées. Au lieu d'être rédhibitoire au bon fonctionnement du procédé, la présence des ions et des composés organiques dans le concentrat peut accélérer la dégradation des produits pharmaceutiques. En particulier, la formation de composés organohalogénés due à la présence de chlorure peut être contrôlée par le choix de conditions opératoires appropriées. Un modèle décrivant la dégradation des produits pharmaceutiques en fonction du temps d'électrooxydation est établi. Un des objectifs est d'accéder au meilleur compromis entre la minéralisation des produits pharmaceutiques et la consommation d'énergie. Après optimisation des conditions opératoires des 2 procédés, il est démontré que leur couplage est efficace pour l'élimination de produits pharmaceutiques et la diminution de la toxicité de l'effluent, permettant d'envisager son rejet dans l'environnement ou sa réutilisation. / The coupling of nanofiltration and electrochemical oxidation is studied for the tertiary treatment of hospital wastewater after membrane bioreactor treatment. The effectiveness of nanofiltration is greatly affected by membrane fouling. In order to ensure sustainable flux and high performances during nanofiltration step, fouling mechanisms are investigated. The critical flux and the limiting flux are determined and associated with the combined effect of the organic colloidal fouling and the scaling. Impact of the fouling layer and of the presence of organic matters in the matrix on pharmaceuticals rejection is also investigated. NF retentate is then treated by electrochemical oxidation on BDD anode. The influence of operating conditions and the competition between components oxidation in the reactor are studied. Rather than a hindering effect, the presence of ions and common organics in the concentrate can accelerate the degradation of pharmaceuticals. In particular, the formation of organohalogens due to the presence of chloride can be controlled thanks to the choice of appropriate operating conditions. A model for the degradation of pharmaceuticals over electrooxidation time is established. One objective is to access to the best compromise between mineralization of pharmaceuticals and energy consumption. After optimization of the operating conditions of both processes, their coupling is confirmed to be efficient for the elimination of pharmaceuticals and the reduction of the toxicity of the effluent, allowing to consider its release into the environment or its reuse.

Au cours de ma thèse, j'ai observé que la microglie est nécessaire à la maturation des circuits hippocampaux par la formation de boutons multi-synaptiques. J'ai également étudié la mécanique d'élimination des synapses, et observé que la microglie n'élimine pas directement les compartiments post-synaptiques. En revanche, elle contacte spécifiquement et rapidement certaines épines, en induisant un étirement de la tête de l'épine. Les petites épines sont préférentiellement contactées, et leur proximité avec les compartiments phagocytiques de la microglie suggère qu'elles pourraient être digérées sans être détachées du dendrite auquel elles appartiennent. Enfin, le système du complément n'est pas requis pour la reconnaissance ni les interactions entre microglie et épines, mais semble nécessaire à leur maturation. / During my thesis, I found that microglia is necessary for the maturation of hippocampalcircuits through the formation of multiple synapse boutons. I investigated how microgliacould mechanistically eliminate synapses, and found that microglia do not eliminate entirepost-synaptic spines but instead make fast and specific contacts that often result in spinehead stretching. Small, immature spines are preferentially targeted by microglia, and theirproximity to phagocytic compartment suggests that microglia could subtly erode themwithout to challenge their attachment to the dendritic shaft. Last, the complement system isnot necessary for recognition and interaction of microglia with spines, however seemsnecessary for proper maturation of post-synaptic spines.