Les nanoparticules d'argile sont des ressources naturelles largement disponibles et peu coûteuses présentant de nombreuses caractéristiques telles qu'une grande surface spécifique, une imperméabilité aux gaz, ainsi que des propriétés mécaniques et thermiques élevées. Elles ont donc attiré depuis plus de trois décennies une attention particulière, notamment pour le renforcement des matériaux à base de polymères. Cependant, les nanoparticules d'argile à l'état natif souffrent d'une incompatibilité, donc de faibles interactions interfaciales et de d'une mauvaise dispersion avec/dans la plupart des matériaux polymères organiques à cause de leur hydrophilie intrinsèque et des fortes interactions entre les feuillets constitutifs. Ainsi, l'un des principaux défis dans le développement de nanocomposites polymères à base d'argile (NAPs) avec des propriétés mécaniques avancées repose sur le contrôle au niveau à l'échelle moléculaire des propriétés interfaciales entre l'argile et la matrice polymère. En tenant compte des critères du développement durable, du génie civil et de l'économie verte, nous avons développé, dans la première partie de cette thèse, des nano-renforts réactifs et pré-exfoliés qui peuvent être incorporés dans une grande série de matrices (bio)polymères en donnant lieu à de fortes interactions avec les dites matrices et conduisant pour un à des comportements mécaniques améliorés. Afin de mieux répondre à ces spécificités, nous avons mis en oeuvre des approches vertes pour la préparation de ces nano-renforts génériques, à savoir la photopolymérisation a été utilisée comme faible consommateur d'énergie et une méthode rapide et peu énergivore pour la fonctionnalisation de surface des argiles, un protocole sans solvant a été utilisé pour préparer des nanocomposites ternaires, tandis que des biopolymères (amidon, cellulose) ou des précurseurs d'origine biologique (huiles végétales époxydées) ont servi de milieux de dispersion. Les résultats principaux issus de cette première partie peuvent être résumés comme suit : - La morphologie et la réactivité des nano-renforts d'argile sont aisément contrôlées en ajustant le temps de photo-polymérisation et en choisissant un monomère vinylique approprié. - Les méthodes de préparation permettent la préparation d'échantillons de à l'échelle des grammes. - La chimie surface des nano-renforts réactifs et pré-exfoliés peut être ajustée afin d'assurer la compatibilité avec les des biopolymères préformés thermoplastiques et des résines thermodurcissables, tels que l'amidon et les résines époxyde biosourcées, respectivement. - Les propriétés mécaniques des nanocomposites ternaires ainsi obtenus sont fortement améliorées comparés aux en comparaison des matrices polymères pures grâce à la dispersion homogène et fine des feuillets du nano-renfort dans la matrice polymère et aux fortes interactions interfaciales entre ces deux constituants / Clay nanoparticles (CNP) are abundantly available low-cost natural resources with numerous positive attributes such as large surface area, impermeability to gas, superior mechanical and thermal properties so that they have attracted over the last three decades significant attention, notably for the reinforcement of polymer-based materials. However, CNP suffer from incompatibility, hence weak interfacial interactions and poor dispersion with/in most of organic polymeric materials because of their intrinsic hydrophilicity and strong interlayer interactions. This limitation is one of the major reasons why polymer nanocomposites have to date remained mainly in laboratories. Thus, one of the key challenges in developing clay-based polymer nanocomposites (PCNs) with advanced thermo-mechanical, gas barrier...properties relies on the control at the molecular level of the interface properties of clay nanoplatelets-filled polymer resins. Taking into account the criteria for sustainable development, civil engineering and green economy, we have developed, in the first part of this thesis, reactive and pre-exfoliated clay nanofillers that may be further incorporated in a diverse set of biopolymer matrices and giving rise to strong energy interactions with the said matrices for improved mechanical behavior. To ensure a closer fit of these specifications we have implemented green approaches for the preparation of these generic nanofillers, namely photopolymerisation was used as a low energy consumption and fast method for the surface functionalization of native clays, solvent-free protocols were applied to prepare polymer nanocomposites, while biopolymers (starch, cellulose) or bio-based precursors (epoxidized vegetal oils) served as dispersion media. By controlling the preparation conditions, reactive clay nanofillers with adjustable interlayer spacing and chemical surface reactivity were prepared. Of particular interest is that the layered-like structure of the clay nano ller is preserved while the d-interlayer spacing can be increased though increasing the photopolymerization time, i.e. amount of polymer within the clay nanosheets. Our major results from the the first part can be summarized as follows: Morphology and reactivity of clay nanofillers are easily controlled though adjusting the photopolymerization time and selecting adequate vinyl monomer. - The newly preparation methods allow preparation of samples beyond the gram-scale. - Reactive and surface chemistry of pre-exfoliated clay nanofillers can be tuned to provide compatibility with both conventional preformed biopolymers and bio-based epoxy resins. - The mechanical properties of the resulting polymer nanocomposites are improved as compared to the neat polymeric matrices owing to the strong interface interaction between fillers and dispersion matrices

Les pentes ont toujours été un sujet de discussion pour les ingénieurs en géotechnique. Leurs stabilités étant d’une importance majeure, puisque leur effondrement peut causer la perte d’inestimables et précieuses vies humaines. C’est l’une des raisons qui nous a poussé à étudier la sécurité des pentes. Dans ce projet, on a essayé de se concentrer sur les sols fins et plus précisément les argiles, pour voir l’effet de la variation de l’indice de plasticité sur la stabilité dynamique des pentes et des remblais construits sur des dépôt d’argile. On a aussi essayé d’étudier l’effet de la variation des zones sismiques au Québec (zone 3, 4 et 5) sur la stabilité des pentes face à des séismes de différentes caractéristiques. Alors, pour ce faire, plus que 2000 simulations numériques ont été réalisées sur un logiciel de calcul dynamique, FLAC, afin d’étudier le comportement de différentes pentes de 10 et 20 m d’épaisseur de dépôt (avec une hauteur de pente constante de 10 m) qui présentent une augmentation de cohésion de couche en sous-couche (delta) de 1,5, 2 et 2,5. La méthode pseudo-spectrale (récemment développée à l’université de Sherbrooke), qui se présente comme remplaçante à la méthode pseudostatique, a été utilisée pour comparer ses résultats avec ceux de la littérature et ensuite pouvoir la valider. L’effet de l’ajout d’une berme sur la stabilité dynamique a été également étudié.

La présence de surfaces solides peut modifier l'organisation et le comportement dynamique d'espèces chargées en solution. Dans ce cadre, nous étudions des systèmes chargés de complexité croissante au voisinage d'une surface d'argile par des méthodes numériques. Il convient de choisir une échelle de description appropriée selon les propriétés que l'on cherche à obtenir, tout en limitant le temps de calcul. Modéliser le transport d'ions dans un échantillon d'argile demande de décrire sa structure complexe mais également les interactions entre les particules mobiles considérées comme ponctuelles et les parois solides. Nous proposons un modèle mésoscopique composé d'un système à deux milieux dans lequel le déplacement des ions obtenu par dynamique brownienne est conditionné par la localisation de l'espèce diffusante, les coefficients de diffusion étant extraits de simulations atomiques de dynamique moléculaire. Pour des espèces chargées non ponctuelles comme un polyélectrolyte, le système peut être simplifié en construisant un modèle à gros grains qui permet d'avoir accès aux échelles de temps adaptées à la diffusion par dynamique de Langevin. Deux cas sont envisagés, avec une description explicite ou non des contre-ions, et les paramètres sont calibrés sur des simulations atomiques. En revanche, pour des molécules chargées complexes comme les nucléotides, une description tout atome est nécessaire pour tenir compte des interactions spécifiques qui émergent de la structure locale de la molécule. Les simulations de métadynamique permettent alors d'accéder aux grandeurs liées aux phénomènes « rares » comme l'adsorption des molécules sur la surface d'argile. / The presence of solid surfaces can modify the organization and the dynamics of charged species in solution with potential applications from the transport of polluants to formation of the firt biopolymers. We study charged systems with increasing complexity in the vicinity of a clay surface by numerical methods. The level of description should be adapted according to the relevant properties while limiting calculation times. Modeling the transport of ions in a clay sample requires to describe its complex structure but also the interactions between the mobile particles considered as punctual and the solid walls. We propose a mesoscopic model composed of a two-media system in which the displacement of the ions obtained by Brownian dynamics is conditioned by the localization of the diffusing species whith the diffusion coefficients being extracted from atomic simulations of molecular dynamics. For non-punctual species such as polyelectrolytes, the system can be simplified by constructing a coarse-grained model that allows to gain access to time scales adapted to diffusion phenomenon thanks to Langevin dynamics simulations. Two cases are considered, with an explicit or non-explicit description of the counter-ions, and the parameters are calibrated on atomic simulations. However, for complex charged molecules such as nucleotides, an atomic description is necessary to take into account the specific interactions emerging from the local structure of the molecule. Then, metadynamics simulations give quantities related to "rare" phenomena such as the adsorption of molecules on the surface of clay.

Ce travail a porté sur l'étude de la structure et de la dynamique des bio(géo)macromolécules de la tourbière des Sagnes (Limousin, France) à l'aide de méthodes de dégradation chimiques et thermochimiques. La première partie a été consacrée à l'application de méthodes de dégradation chimiques pour apprécier l'impact d'une perturbation argileuse contemporaine sur la tourbière étudiée dans le cadre d'un partenariat entre l'université de Poitiers et AREVA. La tourbière présente un fonctionnement normal : activité microbienne et apport de matière organique en surface (acrotelme et mésotelme) et état du sédiment profond (catotelme) non perturbés. La seule influence notable du dépôt argileux, c'est l'augmentation apparente de l'activité de bactéries sulfato-réductrices sous sa zone de dépôt. Une seconde partie de développement analytique a tout d'abord porté sur l'évaluation de la capacité de la thermochimiolyse préparative en présence de TMAH d'analyser en un temps court et simultanément plusieurs familles de biogéomarqueurs. Pour cela, les résultats obtenus ont été comparés avec ceux obtenus par les méthodes chimiques habituellement utilisées. Compte-tenu des différents mécanismes impliqués, la thermochimiolyse apparait plus comme une méthode complémentaire. Enfin, une nouvelle méthode d'analyse des sucres (utilisation du bromure d'acyle) a été développée. Cette méthode a permis l'analyse sélective des sucres de la fraction lignocellulosique (principalement xylose et arabinose). / The purpose of this work was to study the structural composition, and consequently, dynamics of bio(geo)macromolecules of the Sagnes peatland (Limousin, France) by chemical and thermochemical degradation techniques. The first part constituted a framework between the university of Poitiers and AREVA and aimed to present a molecular inventory of a peat disturbed by a clay deposit. Results show that the clay deposit has no significant impact on the peatland evolution: microbial activity and production in the upper layer (acrotelm and mesotelm) and no apparent modification of the deepest organic sediment in the bottom layer (catotelm). Only phospholipid analysis showed an increase in sulfate-reducing bacteria under the clay deposit zone. The second part consisted of comparative studies between the most used chemical and thermochemical techniques for molecular characterization. Thermochemolysis should be viewed and used as a pertinent and a complementary method for the analysis of complex environmental systems. Finally, a novel technique using acetyl bromide allows the specific analysis of ligno-cellulosic carbohydrates (especially xylose and arabinose).

La floculation est un procédé que l’on peut retrouver dans plusieurs applications au niveau industriel comme la fabrication du papier ou le traitement de l’eau. Il est nécessaire de comprendre la formation et la structure des agrégats floculés pour maîtriser et optimiser un tel procédé. La plupart des études sur la floculation implique des particules sphériques, impliquant ainsi un manque de connaissance sur la floculation de particules anisotropes comme par exemple des plaquettes de colloïdes argileux. C’est pour cela que dans cette étude, j’ai étudié la floculation d’une suspension d’argile type Montmorillonite dans l’eau par des polyélectrolytes cationiques modèles appelés ionènes. En utilisant ce système modèle, il est possible d’étudier l’effet de la densité de charges des ionènes, la taille des plaquettes d’argile ou encore la longueur des chaînes sur le mode de floculation et l’arrangement des chaînes et des plaquettes au sein des agrégats. Dans un premier temps, l’effet de la densité de charge des polyélectrolytes sur l’efficacité de floculation a été étudié en combinant des mesures de turbidité et de potentiel zêta. Ces mesures ont permis de montrer que la densité de charge des ionènes influence le mode de floculation et les conditions de floculation optimale. La conformation des chaînes dépend de la densité de charge des ionènes et c’est pour cela que j’ai poursuivi l’étude par des mesures de diffusion de rayonnement aux petits angles afin de pouvoir corréler l’effet de la conformation des chaînes avec la structure des agrégats à différentes échelles. La diffusion des rayons X aux petits angles a permis de montrer la présence d’organisation des plaquettes sous forme d’empilement face-face. Ensuite, cette technique a permis de souligner l’effet de la densité de charge sur la distance entre plaquettes dans les empilements. Pour les ionènes les moins chargés, la formation de boucles de chaînes des ionènes entre les faces d’argile induit les distances entre plaquettes les plus grandes au sein des agrégats. Les différences de conformations des différents ionènes ont été confirmées par diffusion de neutrons aux petits angles. Cette technique, sous la condition de variation de contraste, permet de sonder uniquement les chaînes dans les agrégats. J’ai également étudié le comportement des différents ionènes en solution aqueuse en absence des particules d’argile par diffusion de neutrons aux petits angles et RMN. Dans le domaine des hautes concentrations, ces systèmes montrent clairement des différences d’interaction entre les chaînes en fonction de la nature des contre-ions. L’évolution de ces interactions suit parfaitement la série de Hofmeister. / Flocculation is a key process in numerous environmental and industrial technologies such as purification of waste-water or paper making. It is necessary to understand the formation and structure of the aggregates to control and optimize such a process. Most of the studies on flocculation involve spherical particles, but there is a clear need to understand the flocculation of anisotropic particles such as clay colloids, which are platelets. I studied the flocculation of montmorillonite clay suspensions in water by well-defined cationic polyelectrolytes called ionenes. By using this model system, it is possible to study the effect of relative charge densities and sizes of ionene chains and clay platelets, on the mode of flocculation and their arrangement inside the aggregates formed. Initially, I studied the effect of charge density of polyelectrolytes on the flocculation efficiency of clay platelets, by combining measurements of turbidity and zeta potential. While the aggregates are always ionene-deficient, the charge density of ionenes leads to variations in the mode of flocculation and in the optimum flocculation conditions. The conformation of the ionene chains inside the aggregates depends on the charge density of ionenes and this is why I continued the study by small-angle scattering experiments in order to correlate the conformation of the chains with the structure of aggregates on different spatial scales. Small-angle X-ray scattering showed the presence of platelet stacks in a face-face configuration, demonstrating itself as a clear stacking peak in the scattering spectra. Further, this technique allowed to highlight the effect of the charge density on the interlamellar spacing inside these stacks. For the most weakly charged ionenes, loops of the ionene chains between the faces of adjacent platelets induce a higher interlamellar spacing inside the stacks. The differences of conformation of ionenes are confirmed by small-angle neutron scattering. This technique, under the condition of contrast matching, allows to probe only ionene chains within the aggegates aggregates. On a larger spatial scale, I have observed that by matching closely the charge density on ionene chains and on clay platelets the most compact aggregates are produced. I have also studied the behaviour of the different ionenes in aqueous solution in absence of clay particles by small-angle neutron scattering and NMR. At high chain concentrations, these systems clearly show differences in inter-chain interactions, depending on the nature of their counterions. The evolution of these interactions follows closely the Hofmeister series.

Des matériaux verts biodégradables à base de Montmorillonite et de cystéine ont été préparés dans le but de co-adsorber des cations de métaux lourds et des polluants émergeants en combinant l’expérience et la théorie (calculs DFT). Les analyses thermiques différentielles ont permis d’estimer le pourcentage d’eau et de matière organique, informations indispensables permettant de lancer les calculs théoriques. La première étape a consisté en l’adsorption des cations de métaux lourds tels que Pb2+, Cu2+, Co2+, Zn2+ et Hg2+ par le composite montmorillonite-cystéine et leurs caractérisations physico-chimiques. La deuxième étape a consisté à co-adsorber le sulfadiazine dans le composite montmorillonite-cystéine-cation de métal lourd. La spectroscopie de résonance magnétique du 13C nous a permis d’identifier les composites où une réaction de complexation s’est produite : En effet des décalages importants dans le déplacement chimique sont observés dans ce dernier cas. Parallèlement à cette partie expérimentale, la modélisation moléculaire nous a permis de calculer les énergies des différents complexes formés. Nous avons ainsi pu estimer le complexe le plus stable à partir des énergies obtenues. Un bon accord entre les résultats expérimentaux et théoriques a été obtenu. Des études de relargage à force ionique contrôlée ont été effectuées. Les résultats ont montré une bonne rétention des divers polluants en présence de cystéine. / Layered silicates like smectites are important soil components. Many works have been devoted to functionalize these materials in order to increase their chelating properties which may help retain heavy metals. It is well known that Cd2+, Hg2+, Pb2+, Co2+ and Zn2+ forms stable complexes with sulfur-containing organic ligands like cysteine. The first step of this work was the preparation of cysteine-montmorillonite composite through procedures that are well mastered. The second step was the study of the capacity of these composite materials to adsorb heavy metal cations. The chemical data demonstrates that the amount of cysteine detected on montmorillonite increases rapidly during the first few hours to attain a plateau after 24h. A comparison between the chelating properties of the resulting hybrid inorganic-organic materials and the pure montmorillonite was carried out for the following heavy metal cations Cd2+, Hg2+, Pb2+, Co2+ and Zn2+. It appears that the adsorption capacity of both materials is comparable. However, in release experiments, the heavy metal cations are more strongly retained by the hybrid material. Thermogravimetric analysis shows a special behavior with mercury and copper cations. Interactions between the hybrid clay mineral and the inorganic hosts were studied by spectroscopic methods such as solid-state NMR and FTIR. The experimental data were interpreted and supported by the use of theoretical periodic DFT calculations. Experiments with co-adsorption of heavy metal cations and emergent pollutants were also conducted. Interactions between the pollutants and the composite were highlighted by spectroscopic techniques.

Le travail présenté dans ce mémoire de thèse porte sur la préparation de nouveaux nanocomposites polystyrène-argile en utilisant des argiles modifiées par divers tensioactifs cationiques polymérisables fluorés. Des systèmes de référence ont aussi été envisagés en utilisant des tensioactifs classiques de structure proche de celles des surfmers (surfmers et tensioactifs hydrocarbonés) et ce, afin de mettre en évidence le rôle joué par le groupement polymérisable et l’atome de fluor sur la structure et les propriétés des nanocomposites obtenus. Les propriétés de surface des tensioactifs ont été étudiées en termes de CMC, tensions de surface et enthalpies de micellisation de Gibbs afin d’évaluer le comportement en solution de ces tensioactifs. Ces tensioactifs ont été par la suite utilisés pour modifier une montmorillonite sodée via un processus d’échange cationique. Les organoargiles ainsi obtenues ont été caractérisées par IR, ATG et DRX. Les données DRX obtenues sont en faveur d’un alignement de la majorité des surfmers fluorés en bicouche La préparation des nanocomposites polystyrène-argile contenant diverses quantités d’organoargiles variant de 1 à 15% en utilisant la technique de polymérisation radicalaire en masse ou en solution, a montré l’effet positif de l’introduction d’une chaîne fluorée et d’une fonction polymérisable sur la stabilité thermique des nanocomposites. Des morphologies exfoliées ont été obtenues pour la majorité des nanocomposites fluorés préparés. Une relation structure-propriétés de surface et propriétés thermique a été établie sur la base des analyses ATG, DRX et TEM/MEB. / The work presented in this thesis focuses on the preparation of new polystyrene-clay nanocomposites using fluorinated polymerizable cationic surfactants as modifiers. Reference systems have also been proposed using conventional surfactants of similar structure than surfmers. The main objective is to highlight the role of the polymerizable group and the fluorine atoms on the structure and the properties of the obtained nanocomposites. The surface properties of surfactants were studied in terms of CMC, surface tensions and Gibbs enthalpies of micellization to evaluate the solution behavior of these surfactants. These surfactants were subsequently used to modify a sodium montmorillonite via cation exchange process. The resultant organoclays were characterized by IR, TGA and XRD analysis. XRD data are in favor of an alignment of the majority of fluorinated surfmers to form a bilayer structure while conventional surfactants tend to form a pseudotrimolecular layer. Determination of surfmer reactivity ratios by NMR was used to predict the behavior of these derivatives in radical copolymerization with styrene. Preparation of polystyrene-clay nanocomposite containing various amounts of organoclays from 1 to 15 wt% by radical polymerization process in bulk or solution, showed the positive effect of the introduction of fluorinated chain and polymerizable functional group on thermal stability of nanocomposites. Exfoliated morphologies were obtained for the majority of the fluorinated nanocomposite. A structure-surface and thermal properties relationship was established on the basis of TGA, XRD and TEM / SEM analysis.

Ces dernières années, les problèmes d’environnement et de dépollution sont devenus cruciaux. En particulier, les industries textiles sont une source très importante de pollution des milieux aquatiques. De 60 à 70 % des colorants de l’industrie textiles contiennent une ou plusieurs fonctions azoïques et sont pour la plupart d’entre eux toxiques, mutagènes et cancérigènes. L’objectif de la thèse a été d’évaluer l’efficacité du procédé photocatalytique pour éliminer des colorants anioniques et cationiques seuls ou en mélange en présence de dioxyde de titane et d’argile pontée au titane, synthétisé au laboratoire. Trois colorants sont étudiés comme modèle le bleu de Méthylène (BM), le noir Rémazol 5 (NR5) et le réactif rouge 2 (RR2). La première partie du travail est une étude cinétique de l’adsorption, de la dégradation et de la minéralisation de ces colorants à différents pH. Plusieurs conclusions émergent (1) l’isotherme d’adsorption n’est pas une isotherme de Langmuir (2) aucune corrélation n’est observée entre les quantités adsorbées et les vitesses de dégradation et (3) à forte concentration en colorants, une partie de la lumière est absorbée et la vitesse de dégradation diminue. La seconde partie du travail concerne l’étude du mélange des deux colorants anioniques. L’influence du rapport molaire, du pH et de la concentration initiale sur l’isotherme d’adsorption, la cinétique de décoloration et de minéralisation des deux colorants dans le mélange sont étudiés et comparés à celle obtenues pour les colorants pris individuellement. Aucun complexe n’est formé. Des compétitions entre les deux colorants sont observées après saturation de la surface de TiO2. Au-delà de la saturation du catalyseur un ralentissement de la minéralisation du COT et des hétéroatomes est observé. La troisième partie de l’étude est dédiée à l’étude de la préparation, caractérisation et propriétés photocatalytique de l’argile pontée au TiO2 (MMT-TiO2) et du matériau composite : argile pontée au TiO2 dopée avec de l’argent (MMT-TiO2/Ag). Cette étude est réalisée sur le colorant cationique (BM) et le colorant anionique (NR5). Une adsorption totale du colorant BM est observée, contrairement au NR5 qui ne s’adsorbe pratiquement pas, suggérant une adsorption par liaison ionique. L’argile pontée dopée ou non ne présente pas des propriétés photocatalytiques plus importantes que celle de TiO2 mais joue un rôle important sur l’adsorption des colorants cationiques, ce qui favorise leur élimination de la solution aqueuse. La présence d’Ag diminue les propriétés d’adsorption et de photocatalyse de l’argile pontée. / The problems of environment become crucial. In particular, textile industries are important sources of pollution of the aquatic system. 60% to 70% of dyes used in these textiles industries are azo dyes containing one or more; some of them are toxic, mutagenic and carcinogenic compounds. The aim was to evaluate the efficiency of photocatalytic processed for the elimination of anionic and cationic dyes alone or in combination with titanium dioxide and clay pillared with titanium, synthesized in the laboratory. The photocatalytic processing is interesting because solar flux can be used. Three dyes were studied as model: methylene blue (BM), black Remazol 5 (NR5) and reactive red 2 (RR2). The first part of this work is a kinetic study of adsorption, degradation and mineralization of these dyes at different pH. Several conclusions emerge (1) the adsorption isotherm is not of Langmuir type(2) no correlation exists between the quantities adsorbed and the degradation rates and (3) at high concentration, a part of UV is absorbed by the dye and the degradation rate decreases. The second part of the work involves the study of the mixture of two anionic dyes. The concentration of both dyes in the mixture, the influence of molar ratios, pH and initial concentration on the adsorption isotherm, kinetics of decolorization and mineralization of the two dyes in the mixture are compared to that obtained for the individual dyes. No complex is formed and competition between the two dyes occurs only after saturation of the photocatalyst surface. Beyond the saturation of the catalyst a slower mineralization of TOC and heteroatoms are observed. The third part deals with the preparation, characterization and photocatalytic properties of TiO2 pillared clay (MMT-TiO2) and of a composite material: TiO2 pillared clay doped with silver (MMT -TiO2/Ag), performed on the cationic dye (MB) and the anionic dye (NR5). A total adsorption of the BM dye is observed. Constrasting with the NR5 adsorption suggesting an adsorption by ionic bond. The pillared clay doped or not with silver but favors the elimination of dyes from the aqueous solution by adsorption. The presence of silver reduces the adsorption properties and photocatalysis properties of the pillared clay.

Un projet de recherche de trois ans a été mis sur pied afin d’étudier l’amortissement, les vitesses des ondes de cisaillement et la résistance au cisaillement cyclique des argiles des mers post-glaciaire de l’est de l’Amérique du Nord. Cette maîtrise se situe dans la partie 1 du projet visant «la caractérisation des sols cohérents des sites et l’étude du comportement mécanique des argiles du site 1 et 2 sous sollicitation cyclique». Pour ce faire, les propriétés caractéristiques des trois sites (Outardes-2, Kinburn et Breckenridge) ont été déterminées en laboratoire. Les dépôts du site 1 : Outardes-2 proviennent de la mer de Goldthwait tandis que les dépôts des sites 2 et 3 : Kinburn et Breckenridge, proviennent de la mer de Champlain. Les caractéristiques physiques des matériaux ont été comparées avec les propriétés physiques typiques des argiles de l’est du Canada présentées par Leroueil et coll., (1983). En plus, le comportement sous sollicitation statique des sites 1 et 2 a été étudié en laboratoire à l’aide d’essais de cisaillement simple à volume constant (CSVC) statique et d’essais de cisaillement triaxial CIU. Les résultats de ces essais ont mis en évidence que les deux sites ont un comportement similaire qui est caractéristique des argiles de l’est du Canada. Le programme d’essais CSVC cyclique de laboratoire a permit de caractériser le comportement sous sollicitation cyclique de deux sols argileux de l’est du Canada. Les résultats ont permit de mettre en évidence des similitudes de comportement des deux sites. Ils ont permit également de mettre en évidence une plage de résistance cyclique des sols à grains fins des mers post-glaciaire de l’est de l’Amérique du Nord.

Le projet de doctorat porte sur l’extraction de l’alumine de l’argile de Murdochville, une argile principalement composée d’illite. Dans un premier temps, le procédé de lixiviation à l’acide sulfurique appelé procédé H+ (Cohen et Mercier, 1976) a été évalué et une alumine de grade électrolytique a été produite. Cependant, ce procédé nécessite l’utilisation d’argile préalablement calcinée et conduit à des rendements plutôt faibles. Différentes approches ont été évaluées afin d’éliminer l’étape couteuse de calcination. La lixiviation dans l’acide chlorhydrique a été étudiée, mais s’est avérée efficace pour extraire l’aluminium seulement dans le cadre d’une opération sous pression. Suite aux essais de lixiviation à l’aide chlorhydrique, un nouveau procédé de lixiviation mixte a été développé. Ce procédé combinant la lixiviation à l’acide sulfurique suivie d’une deuxième lixiviation du résidu à l’acide chlorhydrique a conduit à l’obtention de hauts rendements d’aluminium tout en permettant l’élimination de l’étape couteuse de calcination préalable de l’argile de Murdochville.