Cette étude s’inscrit dans le cadre de la dépollution de l’eau, elle a eu pour but d’examiner la dégradation photocatalytique d’herbicides phénylurées en solution aqueuse à pH acide, en présence d’un oxyde de fer naturel et d’acides carboxyliques. L’oxyde de fer naturel a été caractérisé par spectroscopie Raman, l’identification des produits de dégradation du fénuron et la proposition d’un mécanisme de dégradation ont été réalisées. Deux types d’irradiation ont été utilisés, i.e. l’irradiation solaire naturelle et l’irradiation par des UV générés par des lampes à vapeur de mercure. La photodégradation du fenuron en présence d’oxyde de fer naturel et l'acide oxalique obéit à une loi du premier ordre, les conditions expérimentales optimales pour ce système étaient [acide oxalique]0 = 10-3 M, [Hématite naturelle] = 0.1 g L-1 ; pH = 3. Le temps de demi-vie du fenuron est court (60 32 min) mais les résultats sont meilleurs sous irradiation solaire naturelle (30 15 min). L'acide oxalique est l’acide carboxylique le plus efficace en photodégradation du fénuron (disparition totale), l’ordre d’efficacité varie ainsi : acide oxalique > acide citrique > acide tartrique > acide malique. L’étude analytique de la dégradation du fénuron par ce procédé a permis l’identification de huit photoproduits aromatiques, de trois acides carboxyliques à courte chaîne de carbone et des ions inorganiques. Ce travail a permis de mettre en évidence le rôle de l’oxygène dissous dans le processus de dégradation du fenuron par le procédé de photo-Fenton-like, le processus ne peut pas avoir lieu en milieu désoxygéné car aucune production de H2O2 n’a été observée sous irradiation UV. L’oxygénation du milieu permet d’améliorer la capacité oxydative du procédé et d’augmenter le taux de minéralisation du carbone organique totale. En effet l’oxygénation du milieu augmente indirectement la production des radicaux hydroxyles par augmentation de la production de H2O2. Il a été mis en évidence pendant l’étude quantitative que l’oxygène était le réactif le plus consommé par ce procédé. Le traitement de la solution contenant 10-4 M de fenuron et 10-3 M d’oxalate a permis de réduire significativement la toxicité de la solution initiale après 360 minutes d’irradiation. / The photodegradation of the herbicide phenylurea by using a natural iron oxide (NIO) α-Fe2O3 in aqueous solution at acidic pH has been undertaken. The NIO was characterized by the Raman spectroscopy method. The degradation pathways and the formation of by-products were studied. A high-pressure mercury lamp and sunlight were employed as light source. Fenuron photodegradation using NIO with oxalic acid followed the pseudo-first order kinetics, the optimal experimental conditions were [oxalic acid]0 = 10−3 M and [NIO] = 0.1 g L−1 at pH 3. NIO/oxalic acid/UV system led to a low fenuron half-life (32 min). The results were even better when solar light is used (15 min). The effect of four carboxylic acids; oxalic, citric, tartaric and malic acids on the degradation efficiency was studied. Oxalic acid was the most effective carboxylic acid used on the fenuron photodegradation with NIO at pH 3. The analytical study showed many aromatic intermediates, short-chain carboxylic acids and inorganic ion.The role of dissolved oxygen (DO) in degradation and mineralization of fenuron in the photo-Fenton-like system by using the NIO was also studied; the NIO was used as an iron source. The DO effect has been elucidated by carrying out experiments with and without oxygen, it has been found that the degradation and mineralization rate were strongly affected by change in DO concentration. In absence of oxygen, there is no photo-Fenton-like because of the lack of hydrogen peroxide, the degradation was caused only by the photo-reduction of Fe(III) complex in this case. Oxygenation improved the hydrogen peroxide production under irradiation. The mass balance of the reactive species showed that dissolved oxygen was the main reactive consumed during the process. The toxicity decrease with irradiation time proves that the intermediates generated during photo-oxidation by the photo-Fenton-like system by using a NIO are less toxic than fenuron.

L’objectif de ce travail est l’étude de la plante face aux molécules issues de la phototransformation de la sulcotrione. La recherche d’anomalies a été menée sur des extrémités racinaires d’Allium cepa L. var. aggregatum par un dénombrement au microscope des anomalies chromosomiques causées par l’ajout des différents xénobiotiques. L’étude a été réalisée en deux temps. Tout d’abord l’impact génotoxique d’un mélange constitué de la sulcotrione et de ses photoproduits a été évalué. Puis les caractéristiques de chaque produit de dégradation ont été analysées indépendamment. Il s’est avéré que la sulcotrione et ses produits de transformation CMBA et XDD ont des caractéristiques de toxicité qui sont spécifiques de chacun d’entre eux, avec une toxicité plus importante pour XDD. Il a été observé que XDD peut s’hydrolyser. Les études sur les produits de seconde génération ont permis d’identifier HMBA qui présente de nombreuses similitudes avec l’acide salicylique et provoque notamment une croissance racinaire accrue chez les espèces monocotylédones testées. / Cytotoxicity and genotoxicity of non irradiated and irradiated sulcotrione were investigated in Allium cepa test. Then, the cytotoxic effects of 2-chloro-4-mesylbenzoic acid (CMBA) and xanthene-1,9-dione-3,4-dihydro-6-methylsulfonyl (XDD), the two main photoproducts of sulcotrione were investigated at different concentrations. We analyze plant response treated with sulcotrione phototransformation by-products. Chromosomal aberrations were observed in Allium cepa root meristems. First, we investigated the genotoxic impact of a sulcotrione mixture and its photoproducts. Then each by-product was independently tested. Sulcotrione CMBA and XDD have specific toxicity, and XDD has a greater toxicity. In our latest analysis we observed that XDD can be hydrolyzed. HMBA was identified as a salicylic acid derivative and can increase root growth in monocotyledonous species.

Certains pesticides présentent une très bonne activité biologique en serre, lorsqu’ils sont protégés du rayonnement UV, mais pas en champs lorsqu’ils sont exposés à la totalité de la lumière solaire. Une dégradation photochimique par le rayonnement UV est alors suspectée. C’est le cas de la famille de fongicides contenant un groupement oxime dont nous avons étudié en détail la photodégradation d’un point de vue expérimental et théorique. La cinétique de phototransformation de ces fongicides a été mesurée en solution et en phase solide et les photoproduits de réaction ont été identifiés et quantifiés. L’ensemble des résultats nous a alors permis de proposer un mécanisme de photodégradation. Ces fongicides subissent à la fois une photoisomérisation et une photodégradation par rupture homolytique de la liaison oxime. Le rôle de certains éléments structuraux dans ces transformations a pu être établi grâce à plusieurs analogues. Une étude de modélisation moléculaire menée en parallèle a permis de déterminer la nature des voies réactionnelles mises en jeu après l’excitation de la molécule et ainsi d’expliquer les observations expérimentales. Ce travail avait pour objectif d’améliorer la photostabilité de cette famille de fongicides par des modifications structurales tout en respectant l’activité biologique par ailleurs tout à fait remarquable de ces composés. Le remplacement de l’oxime par un oxétane préparé par une réaction de Paternò-Büchi a été envisagé. / Some pesticides present a great biological activity in green house, while they are protected from UV radiations, but not in the field, while they are exposed to the whole spectrum of solar light. A photochemical degradation by UV light is then suspected. That is the case of the group of fungicides which contain an oxim moiety and that we studied the photodegradation in detail, both from experimental and theoretical points of view. The kinetics of phototransformation of these fungicides have been mesured in solution and in the solid phase and photoproducts have been identified and quantified. These results allowed us to propose a mecanism of photodegradation. These fungicides undergo simultanously a photoisomerisation and a photodegradation by a homolytic cleavage of the oxim bond. The role of some structural elements in these transformations has been set up thanks to several analogues. A parallel study of molecular modelisation allowed the determination of the nature of reactive paths followed after the excitation of the molecule and therefore the explanation of experimental observations. The objective of this work was to improve the photostability of this group of fungicides by structural modifications while keeping the remarquable biological activity of these compounds. The replacement of the oxim moiety by an oxetane prepared by a Paternò-Büchi reaction has been considered.