L’utilisation de colorants synthétiques se développe depuis de nombreuses années dans des différentes industries. Les procèdes les plus couramment utilises pour le traitement des eaux usées colorées sont les traitements biologiques mais ils ont leurs limites. Les techniques d’oxydation chimique traditionnelle quant a elles conduisent à la coupure de la molécule au niveau du chromophore ne peuvent pas minéraliser totalement des colorants alors que la dépollution complète de ces effluents l’exigerait. Le procède photo-fenton homogène est une technique de traitement qui peut dégrader les effluents colores efficacement. Mais il y a quelques inconvénients majeurs qui limitent l’application industrielle de cette technologie. L’objectif de ce travail de recherche était d’étudier la décoloration et la dégradation des solutions des colorants: acide orange 7 acide orange 8 acide rouge i4 acide rouge 73 et acide bleu 74 par le procède d’oxydation avancée: photo-Fenton heterogene. Dans ce procède la zeolite fe-zsm5 a été utilisée comme un catalyseur heterogene. L’application de ce système nous a permis d une part de diminuer la quantité de boue formée au cours du traitement ainsi que la consommation d’énergie électrique engendrée par l’utilisation d’UV estimée à l aide de la méthode figures-of-merit et d’autre par d’étendre l’application du procède type photo-fenton aux ph plus élevés. La modélisation des procèdes étudies a été faite par deux méthodes à la méthodologie de surface de réponse (RSM) et les réseaux neuronaux artificiels (ANNS) - afin d optimiser la performance de système et également d'évaluer les effets simples et combines des différentes variables sur l’efficacité du traitement. / Large amounts of dyes are annually produced and applied in different industries. The biological methods are widely used for treatment of coloured ef fluents, but they have some limitations. Traditional chemical oxidations that destroy the chromophore of the molecule could not also result the complete mineralisation of the dyes. Homogeneous photo-fenton is a promising technique for treatment of the effluents but there are still some drawbacks that limit the industrial applications of this method. The aim of this work was to study the decolourisation and the degradation of coloured solution containing acid orange 7 acid orange 8 acid red I4 acid red 73 or acid blue 74 by an advanced oxidation process: heterogeneous Photo-fenton. In this study zeolite fe-zsm5 was used as a heterogeneous catalyst. Application of this system not only allowed us to diminish the quantity of sludge formed during the process but also reduced the consummation of electrical energy process keeps its high efficiency even at neutral phs. The modelling of the process was done by two methods - response surface methodology (RSM) and artificial Neural networks (ANNS) in order to optimise the performance of the system and to evaluate the simple and the combined effects of different variables on the process efficiency.

Ce travail de thèse concerne le développement de catalyseurs Fe/Faujasite afin de dégrader un cocktail de micropolluants provenant d’une eau réelle de rivière dans la Meurthe (France) avec le procédé photo-Fenton hétérogène. Les micropolluants étudiés appartiennent à 4 grandes familles : des principes actifs pharmaceutiques, des produits de soins cosmétiques, des perturbateurs endocriniens, et des composés perfluorés. Pour la première fois, dans cette thèse, la dégradation d’un mélange de 21 micropolluants à l’état de traces (2 – 80 ng/L) provenant d’une réelle eau de rivière non-dopée a été effectuée. Cependant, le fait de travailler avec des concentrations très faibles en polluants reste un challenge notamment en ce qui concerne les aspects de chimie analytiques. Ce travail de thèse est donc divisé en deux grandes parties. Dans un premier temps, il a été nécessaire de trouver la meilleure eau réelle contenant un nombre élevé de micropolluants de différentes natures à des concentrations de l’ordre de quelques ng/L mais inférieures à 100 ng/L. Pour cela différentes campagnes de prélèvement ont été effectuées dans les deux principales rivières de la région Lorraine, la Meurthe et la Moselle, en différents lieux et différentes périodes de l’année. L’eau provenant du site de Moulin Noir a été choisie. Dans une deuxième partie, nous avons développé des catalyseurs fer/Faujasite pour pouvoir tester leur efficacité pour la dégradation des micropolluants provenant du site de Moulin Noir par le procédé photo-Fenton hétérogène. Dans une étape intermédiaire, l’optimisation des paramètres opératoires du procédé photo-Fenton avec nos catalyseurs a été effectuée en utilisant deux macropolluants modèles, phénol et diclofenac / Twenty one 21 micropollutants including pharmaceuticals, personal cares product, endocrine disruptors and perfluorinated compounds presenting at ng/L in the real water of Meurthe river, were successfully quantified and removed using heterogeneous photo-Fenton process. To achieve this goal, an analytical-catalytic methodology was developed and the work steps were performed linked together in a cycle-like manner. The use of the sensitive and efficient multi-residual SPE-LC-MS/MS analytical method allowed us to analyze and quantify the mixture of micropollutants present in a complex matrix during 3 periods of the year with different weather conditions, from 5 sampling sites. Results showed that the highest concentrations of most of the present micropollutants are observed in October at ng/L, Moulin Noir sampling site found to contain the largest number and type of these pollutants, the WWTP was not efficient in the removal of the micropollutants present in water and the drinking water used from tab was totally safe from micropollutants. The calculation of the fluxes and estimation of the mass balance at the rivers confluence confirmed the good precision and reliability of our measurement methodology, and specify the most suitable site for water to be taken from to be used in the removal tests which was Moulin Noir. Having the appropriate water sample, an efficient iron impregnated Faujasite catalyst was developed and used in a photo-Fenton process for the micropollutant removal tests. After characterization and optimization of the different experimental factors using the 2 model macropollutants, phenol and diclofenac, the real tests were performed on real water samples from Moulin Noir. The results demonstrated the good efficiency of the photo-Fenton process with the cocktail of 21 micropollutants. Except for sulfamethoxazole and PFOA, the concentrations of all the other micro-contaminants became lower than the limit of quantification of the LC-MS/MS after 30 minutes or 6 hours of photo-Fenton treatment depending on their initial concentrations under the effect of both adsorption and Fenton mechanisms. Comparing the photo-Fenton process to heterogeneous photocatalytic degradation over TiO2, Faster micropollutants removal occurred with the zeolite