L’adsorption solide-liquide des PCB et des DDT constitue un moyen efficace pour leur récupération des eaux polluées à condition d’avoir une meilleure connaissance du mécanisme impliqué. Les cinétiques d’adsorption statique ont été principalement réalisées à 25 °C avec le2-PCB, un mélange de tétra-, penta- et hexa-CB et le 4,4’-DDT sur 3 charbons actifs (CA) en poudre différents par le précurseur (houille, bois) et le mode d’activation (H2O, H3PO4) dans l’eau, en présence ou non d’éthanol. Les résultats marquants ont été les suivants : L’adsorption du polluant sur le CA est d’autant plus favorisée que sa solubilité dans la phase liquide est plus faible. Ainsi, l’adsorption du polluant hydrophobe est très augmentée dans l’eau pure. L’adsorption des polluants favorisée par la microporosité développée est essentiellement un phénomène de surface où interviennent les forces de Van der Waals. Une bonne adéquation entre la taille des molécules et la largeur moyenne des pores en forme de fentes montre un confinement maximum des molécules dans la microporosité. L’interaction π−π entre adsorbat et adsorbant, favorisée par le nombre de Cl n’est pas à exclure. Enfin, nous avons montré par la cinétique dans les conditions initiales que l’adsorption y est limitée par le transfert de masse externe. Les modélisations par diffusion superficielle homogène (HSDM), conduisant aux coefficients de diffusion superficielle interne, ont montré que la cinétiqued’adsorption est presque complètement gouvernée par la diffusion intraparticulaire. / The solid-liquid adsorption of PCBs and DDT is an effective process for the recuperation of wastewaters but a better understanding of the involved mechanism is required. In this study, the static adsorption kinetics were mainly carried out at 25 ° C for 2-PCB, a mixture of tetra-, penta-and hexa-CB, and 4,4 '-DDT onto three different powdered activated carbons (AC) of the precursor (coal, wood) and the activation mode (H2O, H3PO4) in water, with or without ethanol. The prominent results were as follows: The adsorption of the pollutant on the AC is favored if its solubility in the liquid phase is lower. As a result, the adsorption of the hydrophobic pollutant is significantly increased in pure water. Moreover, the adsorption of pollutants favored by the developed microporosity is a surface phenomenon which involved the Van der Waals forces. A good fit between the size of molecules and the average width of the slit-shape pores gave a maximum confinement of molecules in the micropores. The π−π interaction between adsorbate and adsorbent, favored by the number of Cl, is not excluded. Finally, by studying the kinetics of the initial conditions, we found that the adsorption is limited by the external mass transfer. The internal surface diffusion coefficients estimated from applying the homogeneous surface diffusion models (HSDM) showed that the adsorption kinetics are almost completely governed by the intra-particle diffusion.

Increasing productivity is a constant demand for the manufacturing industry. Low-carbon-steel is one of the most commonly used ferrous materials in the part manufacturing market. Improving productivity as well as making the process eco-friendly by implementing a dry machining condition is the essential goal of this study. Built-up-edge (BUE) is often formed in the low-carbon-steel machining process, which, results in poor surface finish and short tool life. The high-speed-machining technique can be used to reduce the BUE formation and realize an increase in productivity. Cubic boron nitride (CBN) tools are most commonly used in hard turning and cast-iron machining at high cutting speeds. There are a limited number of studies regarding low-carbon-steel machining with CBN under a high-speed and with a dry machining condition. In this study, the investigation shows the preferable type of CBN tool and the wear mechanisms involved during finish turning operations of AISI 1018 under high speed and dry machining conditions. Test results show that a low CBN content with a TiCN binder and smaller grain size offers the best tool life and surface integrity of the final part. Currently manufacturers use coated carbide tools with a recommended cutting speed of 200-300m/min with coolant to complete the finishing process for turning low carbon steel parts. In this study, by implementing CBN tools under the dry condition at 500 m/min cutting speed (speed was selected from the preliminary test performed using the uncoated CBN from 500 to 1200 m/min), the buildup edge formation has been reduced, tool life was measured to increase by 307% compared to the benchmark tool (Coated Carbide), and surface finish was measured in the range of 0.8-1.6μm Ra. / Thesis / Master of Applied Science (MASc)

Face à la pollution persistante des eaux naturelles par les pesticides, le charbon actif en grain (CAG) représente une réelle possibilité de traitement, de plus en plus souvent mis en œuvre en potabilisation. L'efficacité de ce traitement dépend des équilibres et des cinétiques d'adsorption, de l'hydrodynamique du réacteur et de la compétition avec la matière organique naturelle contenue dans les eaux brutes destinées à la potabilisation. Dans ce cadre, l'objectif de cette recherche est double : élaborer un protocole d'acquisition des paramètres d'équilibre et de cinétique d'adsorption compétitive et concevoir un logiciel de simulation de l'adsorption sur lit de CAG. L'approche théorique s'appuie sur : (1) le modèle de la diffusion de surface homogène (HSDM) qui prend en compte le coefficient de transfert de masse externe (kf) et le coefficient de diffusion superficielle (Ds) pour modéliser la cinétique d'adsorption, (2) la théorie de la solution adsorbée idéale (IAST) pour modéliser la compétition et (3) l'introduction d'un composé fictif (EBC) qui représente la matière organique naturelle. Le travail expérimental consiste d'une part à réaliser des isothermes d'adsorption sur l'eau ultra pure, l'eau réelle et l'eau réelle diluée par de l'eau ultra pure afin d'obtenir les paramètres d'équilibre. D'autre part, des cinétiques d'adsorption, effectuées sur colonne différentielle d'adsorption (DCBR), permettent d'acquérir les coefficients de diffusion superficielle. Les programmes de simulation ont été conçus, écrits et validés sur plusieurs résultats issus de la littérature. Ces programmes ont ensuite été impliqués dans le protocole global de simulation du filtre de charbon actif en grain réel. Pour une eau naturelle, ce protocole a été mis en œuvre sur trois pesticides et deux charbons actifs en grain.