Les effluents industriels sont constitués de molécules de natures très diverses, plus ou moins réfractaires aux classiques traitements biologiques. Les normes de rejets évoluant régulièrement vers des contraintes de plus en plus sévères, il semble aujourd'hui nécessaire de proposer des solutions complémentaires pour atteindre de hauts rendements d'épuration. Le premier procédé mis en oeuvre dans ce travail est l'adsorption sur charbon actif. Le caractère novateur de cette technique se situe dans l'utilisation de charbons actifs fabriqués à partir de boues de stations d'épuration d'eaux usées. La seconde méthode est un procédé hybride innovant combinant adsorption et photocatalyse avec TiO2. Les eaux industrielles ciblées sont les effluents colorés, représentés par la tartrazine, et les effluents phénolés représentés par le phénol, l'acide p-hydroxybenzoïque, le p-chlorophénol er le p-nitrophénol. Pour traiter par adsorption les eaux chargées en phénols, plusieurs charbons actifs commerciaux et six charbons de boues ont été utilisés. Il ressort de cette première étude que, malgré leurs faibles surfaces spécifiques, certains charbons de boues présentent des performances très satisfaisantes. Le procédé séquentiel combinant adsorption et photocatalyse a été réalisé avec plusieurs matériaux: un tissu Ahlstrom contenant du charbon et du TiO2, un charbon actif avec dépôt de TiO2 par MOCVD puis un mélange de charbon actif et TiO2 en poudre. Des résultats prometteurs ont été obtenus pour dégrader la tartrazine, en particulier avec le TiO2 déposé sur charbon actif montrant que la proximité de sites d'adsorption et photocatalytique améliore les performances de l'oxydation / In order to explore a new sequential process for water treatment its two steps, adsorption on activated carbon and in situ photocatalytic oxidative regeneration, were investigated successively. Several commercial activated carbons (AC) and sewage sludge based activated carbons (SBAC) were tested with several phenols and one dye as pollutants. Despite low BET surface SBAC exhibits convenient adsorption properties. Photocatalysis on TiO2 was carried out with several materials to achieve activated carbon adsorption- egeneration process: a multilayer tissue with fixed granular AC and TiO2 on a sheet, a composite with TiO2, CVD deposited on AC, and AC-TiO2 powder mixture for comparison. Promising results were obtained especially with TiO2 deposited on AC proving the vicinity of adsorption and photocatalytic sites to be beneficial

La forte augmentation de la population mondiale entraîne une demande croissante en eau potable. La production d'eau potable est accompagnée par la génération de résidus du traitement de l'eau dont la boue d'aluminium qui est donc largement disponible mondialement. Ce travail se concentre sur l'identification des différentes voies de valorisation des boues d'aluminium afin de les réutiliser dans le domaine de l’environnement. Deux sources de boues d'aluminium, collectées en France et en Irlande, ont été étudiées dans divers domaines d’application en fonction de leurs caractéristiques. Tout d'abord, les boues d'aluminium ont été utilisées en remplacement d’une partie de l'argile dans la fabrication des briques, en incorporant différents pourcentages de boues d'aluminium et à différentes températures. Les briques résultantes ont été caractérisées et les résultats ont montré que les briques composées de boues d'aluminium et d'argile sont conformes aux « normes européennes et irlandaises » et démontrent ainsi le potentiel pour une application industrielle des boues d'aluminium dans la fabrication de briques en terre cuite irlandaises. Dans un second temps, les boues d’aluminium ont été utilisées comme adsorbant des polluants présents dans l’agriculture. Le glyphosate est un ingrédient actif dans les pesticides utilisés massivement dans l'agriculture irlandaise et représente une problématique environnementale. La boue d’aluminium et la tourbe irlandaise ont été comparées pour l’élimination du glyphosate lors de tests en pot à l’échelle laboratoire. Les résultats ont montré que la boue d’aluminium permet d’éliminer le glyphosate à plus de 99% et réduire les niveaux de DCO. Cet aspect scientifique a permis d’être dans la sélection des adsorbants possibles pour le traitement des eaux usées agricoles en Irlande. Le co-conditionnement et la déshydratation des boues de station d’épuration avec des boues d’aluminium liquides ont également été étudiés. Pour cela, le Jar test a été effectué sur des boues issues d’une station de traitement des eaux française. Les résultats ont montré que le rapport optimal de mélange des boues est de 1:1 (boues d’épuration : boues d’aluminium). Ainsi, la quantité de polymère utilisée peut être diminuée de 14 fois par rapport aux technologies actuelles. Cette approche a permis de montrer la possible valorisation des boues d’aluminium comme un moyen durable et technique permettant ainsi l’élimination des boues localement pour une même station de traitement des eaux. Une autre voie de valorisation des boues d’aluminium comme adsorbant pour la purification des gaz a été étudiée lors d’expériences d’adsorption de H2S dans un réacteur à lit fixe dans différentes conditions expérimentales. Les données expérimentales d’adsorption du H2S ont été modélisées à l'aide de modèles empiriques basés sur la cinétique des processus d'adsorption. Les résultats ont montré que les boues d'aluminium sont un adsorbant efficace pour l'élimination du H2S (capacité de 374,2 mg H2S / g solide) et que des mécanismes mis en jeu sont l'adsorption dissociative et l'oxydation. Les coefficients de transfert de masse globaux ont également été calculés et pouvant ainsi être utilisés pour la prédiction. Enfin, les gâteaux de boues d'aluminium ont été réutilisés pour la purification simultanée d’H2S et le traitement des eaux usées. Les résultats ont montré la capacité de cet adsorbant pour éliminer tout le H2S présent avec une grande efficacité d’élimination de la DCO, TN et TP. Ainsi, il a été démontré la valorisation des boues d’aluminium en tant qu’adsorbant pour une purification du H2S simultanée avec le traitement des eaux usées. / The production of drinking water always accompanied by the generation of water treatment residues (WTRs). Alum sludge is one of the WTRs, it is an easily, locally and largely available by-product worldwide. This work focuses on the identification of different ways to valorize the alum sludge for environmentally friendly reuse. Two alum sludges collected from France and Ireland have been reused in various fields as a function of their characteristics. Firstly, alum sludge was used as a partial replacement for clay in brick making, by incorporating different percentages of alum sludge and calcined at different temperatures (range from 800 to 1200 °C). The resultant bricks were tested for compression, Loss on Ignition, water absorption, appearance, etc. Results show that alum sludge-clay bricks have met the “European and Irish Standards” and demonstrated the huge industrial application potential for alum sludge in Irish clay brick manufacturing. Glyphosate is an active ingredient in pesticide which is massive employed in agriculture. Alum sludge and Irish peat were compared for glyphosate removal in pot tests, results show that alum sludge present significant glyphosate removal capacity (>99 %) and could reduce the level of Chemical Oxygen Demand (COD). It provided a scientific clue for sorbents selection when considering the agricultural wastewater treatment in Ireland and to maximize their value in practice. The co-conditioning and dewatering of sewerage sludge with liquid alum sludge was also investigated in Jar-test based on the case analysis of a water industry in France. Results show that the optimal sludge mix ratio is 1:1, the use of the alum sludge has been shown to beneficially enhance the dewaterability of the resultant mixed sludge, and highlighting a huge polymer saving (14 times less than the current technologies) and provided a sustainable and technical sludge disposal route for the local water industry. The use of alum sludge as a sorbent for gas purification was studied by H2S adsorption experiments in a fixed-bed reactor with various operating parameters. The experimental breakthrough data were modeled with empirical models based on adsorption kinetics. Results show that alum sludge is an efficient sorbent for H2S removal (capacity of 374.2 mg/g) and the mechanisms including dissociative adsorption and oxidation were proposed. Moreover, the overall mass transfer coefficients were calculated which could be used for the process scaling up. Finally, alum sludge cakes were reused in the novel aerated alum sludge constructed wetland (CW), which were designed for simultaneous H2S purification and wastewater treatment. Results show that H2S was completely removed in the six months’ trials, while the high removal efficiencies of COD, total nitrogen (TN), total phosphates (TP) were achieved. Thus, a novel eco-friendly CW for simultaneous H2S purification and wastewater treatment was developed. In the different approaches and process considered, in particular it was put in investigating and describing the mechanisms involved. Overall, this work demonstrated alum sludge could be a promising by- product for various novel beneficial reuse rather than landfilling and provided a “Circular Economy” approach for WTRs management.

Cette thèse présente un projet de recherche création et recherche action dont l'axe principal questionne le rapport entre le processus identitaire à l’oeuvre dans l’activité picturale. Un lieu interne d'expérimentations devient « espace » de la peinture qui n’est plus abordée d’un point de vue esthétique mais sous un rapport subjectiviste et constructiviste. Ma démarche s’est construite autour d’un axe principal: le parallèle entre la construction de la peinture et la construction d'un individu devenu « sujet » créatif et autonome au sens où l'entend E. Kant. Ce rapport entre la pratique artistique et le processus d'individuation (tel que l'a défini C-G Jung) aboutit au paradoxe d’une « éthique de la relation » fondée sur un travail sur soi que j’ai approfondie pour proposer une théorie et une méthode pédagogique d’accompagnement en peinture. Accessible à tous, cette méthode accompagne des personnes en situation de handicap mental, de maladie psychique ou d’autisme, mais notre thèse engage une réflexion plus globale sur la peinture vécue par le corps « musical » comme vecteur de structure identitaire. Une nouvelle architecture de la peinture faite de « boues », de « dépôts », propose, comme appui à cette lecture musicale, des métaphores de renouvellement. Une théorie du rater se fait ici vecteur pédagogique. Elle se présente sous forme de jeux contre les principaux blocages privilégiant l’« imagination motrice » induite par la couleur et par la forme tant chez l’accompagnant que chez l’accompagné. Nous proposons un espace en peinture mutuellement constructeur permettant de sortir de la fermeture psychique et sociale parfois contrainte, pour s'ouvrir au monde et se transformer. / This thesis presents an action creation research project whose main axis analyses the relationship to the identity process at work in the pictorial activity. An internal locus of experimentation becomes a painting “space“which is no longer approached from an aesthetic point of view but more from a subjectivist and constructivist one. My approach is built around a main axis: the parallel between the construction of the painting and the construction of an individual become creative autonomous "subject" as E.Kant understands it. This relationship between artistic practice and the process of individuation (as defined by CG Jung) leads to the paradox of an "ethics of the relationship" based on self study that I have developed more thoroughly to provide both a theoretical framework and a teaching method in accompanying painting. Accessible to all, this method accompanies people with mental disability, mental illness or autism but our thesis undertakes a more comprehensive reflection on painting as embodied in a musical body as a vector of identity. A new architecture of painting as made up of "sludge", "deposits" supports this musical reading with metaphors of renewal. A theory of miss is seen here as an educational vector. It comes in the form of games against major obstacles favoring the “motor imagination” induced by shape and color both in the one that is accompanying and the one accompanied. We offer a mutually constructive painting space as a way out of psychological, sometimes social closure and stress, to open up to the world and transform ourselves.

Dans les filtres plantés de roseaux à écoulement vertical, la percolation des eaux usées à travers le milieu filtrant entraine la rétention physique des matières en suspension à la surface des filtres, et leur accumulation conduit à la formation d’une couche de boue principalement sur le premier étage des filtres. Longtemps considérée comme un facteur de risque de colmatage, cette couche de surface est aussi un compartiment majeur de la performance du système. Dans l’objectif de mieux connaitre la nature et l’évolution des dépôts qui la constituent, des échantillons issus de 14 stations en fonctionnement ont été prélevés pour analyser notamment la nature de leur matière organique particulaire et son évolution. Les résultats ont montré que les dépôts de stations de plus de trois ans de fonctionnement tendent vers un état similaire, caractérisé par la présence de composés organiques stables et complexes et par une plus faible réactivité de la matière organique particulaire. Les dépôts provenant de stations de moins d’un an de fonctionnement présentent une signature particulière, caractérisée par une matière organique réactive et peu mature. En complément de cette évolution en surface du filtre, la matière organique particulaire des eaux usées entrantes peut également subir des modifications au sein du process d’un filtre planté de roseaux. La présence d’un lit bactérien comme traitement additionnel participe à l’hydrolyse et à la transformation de la matière organique particulaire par des processus de minéralisation et d’humification. L’ajout de chlorure ferrique favorise l’agrégation de la matière. Enfin, des polluants organiques et métalliques d’intérêt ont fait l’objet d’une première quantification dans ces dépôts afin d’estimer leur rétention pour mieux appréhender les risques potentiels en cas de dysfonctionnement ou d’épandage. L’étude du comportement à la lixiviation en fonction du pH a permis de mettre en évidence que la libération de certains éléments traces est liée à celle de la matière organique. / The percolation of unsettled wastewater in French Vertical Flow Constructed Wetlands (VFCWs) causes the formation of a sludge layer at the surface of the first stage filter due to the retention of sludge deposits. Although the growth of this layer over the years of operation is a potential source of clogging risks, it also largely contributes in the performance of the system, depending on its properties. In order to better understand these phenomena, surface sludge deposits samples taken from 14 VFCW sewage treatment plants were collected and analyzed. Results showed that the structure and composition of the sludge deposits from treatment plants with more than three years of operation time were remarkably similar, characterized by the presence of stable and complex organic compounds and a low reactivity and biodegradability of the particulate organic matter. Deposits from treatment plants with less than one year of operation time were composed of more reactive and less mature organic matter. The particulate organic matter of the inflow wastewater was also shown to undergo modifications within the treatment chain of the vertical flow constructed wetland. The implementation of a biological trickling filter as an additional treatment prior to the filter stages was found to induce the transformation of soluble and particulate organic matter through mineralization and hydrolysis, and to contribute to humification probably by the detachment of biofilm fragments. The injection of ferric chloride used to precipitate phosphates was found to promote aggregation within the sludge deposits. Finally, the role of the sludge layer in the retention of a selection of organic and metallic pollutants in VFCW systems has been evaluated by analyzing sludge deposits samples. Detergents were found at higher concentrations than PCPP. The potential release of the sorbed contaminants was studied using leaching tests as a function of pH. Results showed that the release of some trace metals (mostly copper) was governed by the leaching behavior of organic matter.

Cette recherche interroge la perception du phénomène des déplacés environnementaux dans les pays industrialisés à partir de l'observation de deux catastrophes en Italie. L'analyse de la gestion environnementale et de la vulnérabilité dans le contexte italien, ainsi qu'une étude qualitative sur la couverture médiatique, les discours politiques et le vécu des déplacements environnementaux causés par deux coulées de boue à Sarno (en 1998) et à Cerzeto (en 2005), ont révélé les limites de l'usage de ce concept. De plus, cette recherche a montré que ces déplacements se produisent également dans des pays industrialisés, contrairement aux débats théoriques, aux discours politiques et aux représentations médiatiques actuels, qui se focalisent sur les contextes géographiques spécifiques des pays en développement. Les raisons expliquant les différences dans les discours sur ce même phénomène sont ici enquêtées, avec des instruments propres à la géographie et à la science politique. Les resultats de l'analyse révèlent un dessein politique qui vise à instrumentaliser le débat dans le but de renforcer le déséquilibre des pouvoirs politiques dans les pays industrialisés et entre ces derniers et les pays en développement. / This research investigates how the environmentally induced displacement phenomenon is perceived in the Global North on the basis of the evidence gathered in in two Italian catatsrophes. An analysis on the environmental resources management and the vulnerability in Italy has been associated with a study over media coverage, political discourses and personal experiences about environmentally induced displacements following the two landslides in Sarno (1998) and Cerzeto (2005), highlighting the limits of the use of this concept. Moreover, this research illustrated how, contrarily to the current debate, the phenomenon is likely to occur both in the Global North and Global South contexts. The theoretical, political and media discourses and representations seem to be, in fact, mostly focused on specific geographical areas of the Global South. The motivations behind these different descriptions and narratives on the same concept are investigated, through geographical and political science tools. The findings of this research reveal a political agenda exploiting the debate to reinforce the power unbalance within the Global North and between the Global North and the Global South. / La presente ricerca analizza la percezione del fenomeno dei profughi ambientali nel Paesi del Nord a partire dall'osservazione di due casi italiani. L'analisi della gestione ambientale e della vulnerabilità in Italia, associata ad uno studio qualitativo sul trattamento mediatico, i discorsi politici e l'esperienza personale inerente al fenomeno dei profughi ambientali causati dalle frane di Sarno (1998) e Cerzeto (2005), ha messo in evidenza i limiti della definizione di questo concetto. Inoltre, lo studio dimostra in che modo il fenomeno si produca anche nel Nord del Mondo, contrariamente al dibattito teorico, ai discorsi politici e alle rappresentazioni mediatiche correnti che tendono a focalizzarsi su specifiche aree geografiche del Sud, utilizzando una narrativa mono-causale e deterministica. Le motivazioni che spiegano le diverse concettualizzazioni di uno stesso fenomeno sono qui analizzate, attraverso degli strumenti propri alla geografia e alla scienza politica. I risultati di questo studio rivelano un disegno politico che mira a strumentalizzare il dibattito in modo da rinforzare l'asimmetria di potere nei Paesi del Nord e tra questi e i Paesi del Sud.