Le développement économique et l'industrialisation pendant les dernières années ont créés de nombreuses zones de déchets dangereux qui contribuent à une contamination généralisée des eaux souterraines à travers le monde. Les chercheurs ont tourné leur attention à trouver de méthodes d'efficace et moins coûteux pour l’assainissement, prenant en compte que les principaux polluants (les métaux lourds) ne sont pas biodégradables et qu’ils ont tendance plutôt à s'accumuler dans les organismes vivants, en déterminant des troubles des différentes fonctions vitales et des graves maladies. En raison de ces inconvénients il est envisagé le développement des technologies permettant la restauration de l'environnement d’une manière efficace à la fois écologique et biologique ainsi qu’en termes de coûts impliqués. Dans le cadre de cette thèse, nous avons proposé d'obtenir des matériaux avec une grande efficacité pour la décontamination des eaux continentales et océaniques. La structure du travail présent comprend quatre chapitres et présente des propriétés générales et spécifiques de matériaux nanométriques. Le premier chapitre présente des concepts généraux des matériaux céramiques et oxyhydriques utilisés pour remédier l'environnement. Le deuxième chapitre présente des méthodes générales pour la préparation des matériaux céramique et oxyhydriques ainsi que des méthodes adaptées au laboratoire pour obtenir ces matériaux à l'échelle nanométrique afin d'améliorer les propriétés d'adsorption des différents polluants. Dans le cadre de ce chapitre sont présentées aussi les techniques pour la caractérisation des matériaux à l'échelle nanométrique qui fait l’objectif de notre étude. Les deux chapitres suivants sont consacrés à la présentation des résultats expérimentaux originaux obtenus suite à la caractérisation physico-chimique, cinétique et biologiques des matériaux céramiques et oxyhydriques utilisés dans l'assainissement des eaux contaminées. / He economic development and industrialization from recent years have created many areas of hazardous waste that contributed to the contamination of groundwater worldwide. The researchers turned their attention to finding cost-effective methods for decontamination, taking into account that the main pollutants (heavy metals) are not biodegradable and they tend to accumulate in living organisms, determining disorders of different vital functions and serious illness. Because of these drawbacks the development of technologies for environmental restoration effectively both ecologically and biologically are of a great interest. As part of this thesis, we proposed to obtain materials with high efficiency for the decontamination of continental and oceanic waters. The structure of this work consists of four chapters and provides general and specific properties of nanoscale materials. The first chapter presents the general concepts of ceramic materials and iron oxide based materials used in environmental applications. The second chapter provides general methods for the preparation of ceramic materials and iron oxides and the adapted laboratory methods used for obtaining these materials at the nanoscale in order to improve their adsorption properties of different pollutants. This chapter also presents the techniques used for the characterization of the obtained materials. The next two chapters are devoted to the presentation of original experimental results obtained from the physico-chemical characterization, kinetics and biological investigations of the ceramics and iron oxide based materials used in the remediation of contaminated waters.

Le présent travail porte sur la photodégradation de polluants aqueux utilisant des catalyseurs à base de ZnO. La première étape a consisté à fonctionnaliser ZnO avec des nanoparticules d'argent. Deux méthodes ont été utilisées : la photodéposition et l'imprégnation des particules d'argent sur ZnO. L’activité des catalyseurs obtenus vis-à-vis de la dégradation du bisphenol-A, du triclosan et de la rhodamine-B a été ensuite étudiée. L'effet du pH, des concentrations du photocatalyseur et du polluant et de la longueur d'onde sur la dégradation du bisphenol-A a été analysée et la constante cinétique déterminée. L'optimisation a montré qu'une teneur faible en argent et un pH alcalin, tant pour la fonctionnalisation de ZnO que pour la photodégradation, maximisent la constante cinétique de dégradation du bisphenol-A. Un modèle a également prédit que le système obtenu par photodéposition présente une activité photocatalytique supérieure à celle de celui obtenu par imprégnation. D'autre part, pour surmonter des problèmes d'agrégation, les particules d’Ag/ZnO ont été immobilisées grâce à leur incorporation dans une matrice d'acide polyacrylique réticulé. La surface des particules de catalyseur a, au préalable, été modifiée grâce à un agent de couplage silané qui a permis (i) la dispersion et l'ancrage par estérification des nanoparticules sur la matrice polyacrylique (ii) de promouvoir la cristallisation du polymère. Les composites obtenus ont été testés avec succès sous rayonnement UV avec une efficacité comparable à celle des particules non-immobilisées. L'immobilisation permet par ailleurs d'empêcher la photocorrosion du catalyseur et d'utiliser ces composites en mode continu / The present work concerns photodegradation of water contaminants using ZnO-based catalysts. The first step consisted in designing a new catalytic system by functionalizing ZnO with silver nanoparticles. Two methods were used: photodeposition and impregnation of silver nanoparticles (AgNPs) on ZnO. The photocatalytic activity of the resulting catalyst towards the degradation of bisphenol-A, triclosan and rhodamine-B was studied. The effect of pH, photocatalyst and contaminant concentrations and wavelength, on bisphenol-A degradation was studied and the kinetic rate constant was determined. The optimization showed that a low silver content and an alkaline pH, during both functionalization of ZnO and photodegradation, maximized the kinetic rate constant of bisphenol-A degradation. A model also predicted that Ag/ZnO obtained by photodeposition showed higher photocatalytic activity that of Ag/ZnO obtained by impregnation.On the other hand, to overcome aggregation problems, Ag/ZnO were immobilized owing to their incorporation in a cross-linked poly(acrylic acid) matrix . The surface of Ag/ZnO was previously modified, using a silane coupling agentwhich allowed (i) dispersing and anchoring NPs on the polyacrylic matrix by formation ester bonds (ii) promoting crystallization of the polymer. The composites were successfully tested under UV light with an efficiency comparable to that of non-immobilized NPs. The immobilization provides additional advantages e.g. hindrance of catalyst photocorrosion and possible use of the composite in continuous mode