Des quantités importantes de cendres (4,12 million kg en France en 2008) sont issues de l'incinération des boues de station d'épuration. La valorisation de ces cendres comme matière première secondaire pour l'élaboration de matériau dans le domaine du bâtiment et des travaux publics (BTP) a été étudiée dans cette thèse. La caractérisation physique et chimique des cendres et l'étude de leur réactivité ont révélé un comportement intermédiaire entre le ciment et le sable, proche du comportement de matériaux pouzzolaniques. Les tests de lixiviation réalisés sur les cendres ont montré qu'à l'exception du Se et du Mo, les éléments présents dans les cendres sont solubilisés à des concentrations inférieures aux seuils définis règlementairement pour les déchets inertes ou non-dangereux. Les liens entre la solubilisation des éléments et la minéralogie des matériaux ont été étudiés à travers la modélisation géochimique réalisée sous PhreeqC. L'influence du taux de substitution du ciment par les cendres sur les propriétés mécaniques des matériaux a également été étudiée. L'indice d'activité à 28 jours de la cendre est conforme à la spécification de la norme EN 450-1. La résistance du mortier diminue quand le taux de substitution augmente à cause de la faible teneur en CaO dans les cendres et de l'apport supplémentaire d'eau nécessaire. Pour le béton avec un taux de substitution de 10 %, la résistance est comparable à celle du béton témoin. L'essai de durabilité des matériaux cimentaires incorporant les cendres révèle une forte diminution de résistance mécanique sous l'effet de la sollicitation au gel/dégel. Une évaluation environnementale de ces matériaux a été réalisée par l'essai de lixiviation à l'échelle du laboratoire et à l'échelle pilote. Les quantités relarguées cumulées des éléments polluants et des anions sont inférieures aux seuils sans impact environnemental, acceptables en construction aux Pays-Bas et en France.

L’objectif de cette thèse était la mise au point de nouvelles méthodes de synthèse innovantes permettant le recyclage de déchets carbonés ou l’utilisation de matières premières renouvelables, ceci afin d’améliorer la durabilité du secteur de la chimie industrielle et de réduire sa dépendance aux ressources fossiles. Dans cette optique, le travail a été réalisé en suivant trois axes de recherche principaux visant la mise au point de nouveaux procédés catalytiques pour la valorisation de l’acide oxalique, un dérivé du CO2, de déchets de matériaux polymères ainsi que de la biomasse. Afin d’atteindre les objectifs fixés, une stratégie basée sur le clivage réducteur des liaisons C–O et utilisant la réaction d’hydrosilylation catalysées par B(C6F5)3 a été adoptée. Cette stratégie a permis en premier lieu d’obtenir, à partir de l’acide oxalique, une large gamme de produits ayant différents degrés d’oxydation allant de l’acide glyoxylique trisilylé jusqu’à l’éthane. Il a été montré ensuite que le système B(C6F5)3-hydrosilane permet la dépolymérisation sélective de déchets plastiques (tels que PLA, PET et PC-BPA) ainsi que de polyesters bio-sourcés tels que l’acide tannique et la subérine, en une variété de molécules comprenant des alcools, des phénols et des alcanes. Enfin, l’efficacité de B(C6F5)3 comme catalyseur d’hydrosilylation sélectif a été démontrée pour le clivage réducteur des modèles de motifs α-O-4 et β-O-4, principales liaisons dans la lignine. Cette réaction a pu être extrapolée à la lignine issue du bois et une nouvelle démarche permettant l’obtention de produits aromatiques purs à partir de la lignine a été développée. / The objective of this thesis was the development of new innovative synthetic methods for recycling waste carbon compounds or renewable raw materials to improve the sustainability of the industrial chemical sector and reduce its dependence on fossil resources. In this context, the work has been performed following three main areas of research intended for the development of new catalytic processes for the valorization of oxalic acid, derived from CO2, waste polymer materials and biomass. To achieve these objectives, a strategy based on the reductive cleavage of C–O bonds using the hydrosilylation reactions catalyzed by B(C6F5)3 was selected. First, this strategy resulted in the generation of a wide range of products with different degrees of oxidation, from oxalic acid, ranging from trisilylated glyoxylic acid to ethane. Afterwards, the system B(C6F5)3-hydrosilane allowed the selective depolymerization of waste plastics (such as PLA, PET, PC-BPA) as well as bio-based polyesters such as tannic acid and suberin, to a variety of molecules including alcohols, phenols and alkanes. Finally, it has been shown that B(C6F5)3 is an efficient and selective hydrosilylation catalyst for the reductive cleavage of α-O-4 and β-O-4 models, the main linkages in lignin. This reaction was successfully transposed to lignin derived from wood and a new process for obtaining pure aromatic products from lignin has been developed.

Le recyclage des matières résiduelles est une forme de traitement valorisant qui les réintroduit dans le cycle de production et de consommation dans les buts de réduire l'exploitation des ressources naturelles et de protéger l'environnement. Il existe différentes méthodes de gestion des matières résiduelles qui vont de l'enfouissement, à l'incinération et à la valorisation. Toutefois, avec les quantités croissantes de génération de déchets et les effets néfastes que ces matières entraînent pour les générations présentes et futures, leurs traitements doivent désormais répondre à des normes environnementales. Les acteurs économiques et environnementaux, qui œuvrent de près dans les domaines soit de la gestion des matières résiduelles ou de la préservation de l'environnement, s'affrontent dans l'espace politique afin que les programmes gouvernementaux mis en œuvre s'accordent avec leurs croyances politiques. Le gouvernement du Québec est actuellement à l'étape de la mise en œuvre de la troisième politique québécoise de gestion des matières résiduelles dans la perspective de réduire les quantités de déchets à éliminer et de protéger l'environnement. Le recyclage s'impose progressivement comme une forme de traitement majeur : non seulement il entraîne la réduction et la réutilisation des matières premières, mais il introduit le concept de valorisation des matières résiduelles. Le recyclage-valorisation devient, par conséquent, un mode de gestion écologiquement rationnel des matières résiduelles qui s'impose dans la politique gouvernementale québécoise puisqu'il rallie à la fois l'impact de la vision des acteurs environnementaux et de celle des acteurs économiques. ______________________________________________________________________________

Ce mémoire propose, dans le cadre d'un travail exploratoire sur la récupération de nourriture, une analyse qualitative des significations auxquelles se rattache l'action des glaneurs du marché Jean-Talon, un marché public situé dans le secteur centre-nord de la ville de Montréal. Afin de documenter la pratique de la récupération alimentaire, un phénomène social méconnu sur le plan sociologique et perçu plutôt négativement, des observations et des entretiens ont été réalisés auprès de commerçantes et de commerçants ainsi qu'auprès de glaneuses et glaneurs à l'automne 2009 et au printemps 2010. Nous avons mené notre travail avec l'objectif de comprendre comment celles et ceux qui récupèrent de la nourriture perçoivent leur pratique, la décrivent et l'expliquent. Questionnés sur le quand, les glaneuses et glaneurs ont été invités à décrire la fréquence de leurs activités de récupération, l'heure à laquelle elles et ils récupèrent, ainsi que l'ancienneté de leur pratique. Les répondantes et répondants ont également été invités à décrire le comment, c'est-à-dire à parler des aliments qu'elles et ils récupèrent, du transport de leurs denrées jusqu'à leur maison ainsi que de l'utilisation qu'elles et ils font de leurs denrées. Le qui a également été abordé afin de déterminer si les glaneuses et glaneurs récupèrent seuls ou en groupe et pour identifier les destinataires de leurs denrées. Enfin, le pourquoi a été abordé afin d'explorer les motivations des glaneuses et glaneurs, le parcours qui les a amenés à récupérer de la nourriture au marché Jean-Talon ainsi que les autres stratégies qu'elles et ils déploient pour obtenir des denrées alimentaires. L'analyse des témoignages des répondantes et répondants permet de distinguer deux grandes catégories de glaneuses et glaneurs pour qui l'expérience prend forme de manière très différente : celles et ceux aux prises avec une situation précaire et celles et ceux qui ne le sont pas. Chez la première catégorie, la récupération alimentaire figure au rang des stratégies de débrouille déployées pour assurer un approvisionnement alimentaire. Elle s'accompagne alors de l'expérience de la déqualification où s'entremêlent un vécu de pauvreté, le secret ainsi que les sentiments de honte et d'échec. À l'opposé, chez la seconde catégorie de glaneuses et glaneurs, l'expérience se rattache à un désir d'engagement et contribue à renforcer des sentiments d'accomplissement et de fierté. Le cadre d'analyse privilégié permet de poser le phénomène à la frontière de la sociologie de la déviance et de la sociologie de l'engagement. Il porte une attention particulière aux significations liées au contexte historique et social dans lequel s'inscrivent l'action de récupération ainsi que les aliments qui sont récupérés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : récupération, déchets, rejets alimentaires, glaneurs, débrouille, honte, survie, déviance, engagement.

Des quantités importantes de cendres (4,12 million kg en France en 2008) sont issues de l’incinération des boues de station d’épuration. La valorisation de ces cendres comme matière première secondaire pour l’élaboration de matériau dans le domaine du bâtiment et des travaux publics (BTP) a été étudiée dans cette thèse. La caractérisation physique et chimique des cendres et l’étude de leur réactivité ont révélé un comportement intermédiaire entre le ciment et le sable, proche du comportement de matériaux pouzzolaniques. Les tests de lixiviation réalisés sur les cendres ont montré qu’à l’exception du Se et du Mo, les éléments présents dans les cendres sont solubilisés à des concentrations inférieures aux seuils définis règlementairement pour les déchets inertes ou non-dangereux. Les liens entre la solubilisation des éléments et la minéralogie des matériaux ont été étudiés à travers la modélisation géochimique réalisée sous PhreeqC. L’influence du taux de substitution du ciment par les cendres sur les propriétés mécaniques des matériaux a également été étudiée. L’indice d’activité à 28 jours de la cendre est conforme à la spécification de la norme EN 450-1. La résistance du mortier diminue quand le taux de substitution augmente à cause de la faible teneur en CaO dans les cendres et de l’apport supplémentaire d’eau nécessaire. Pour le béton avec un taux de substitution de 10 %, la résistance est comparable à celle du béton témoin. L’essai de durabilité des matériaux cimentaires incorporant les cendres révèle une forte diminution de résistance mécanique sous l’effet de la sollicitation au gel/dégel. Une évaluation environnementale de ces matériaux a été réalisée par l’essai de lixiviation à l’échelle du laboratoire et à l’échelle pilote. Les quantités relarguées cumulées des éléments polluants et des anions sont inférieures aux seuils sans impact environnemental, acceptables en construction aux Pays-Bas et en France. / High quantity (4.12 million kg in France in 2008) of ashes produces from the incineration of sewage sludge. The reutilization of these ashes as secondary raw materials in the building and public works was studied. A physical, chemical, mineral, and behavioral characterization showed that the sewage sludge ash have an intermediate behavior between the cement and sand, near the pozzolan. Most elements had lower release rates than limited value of inert waste or non-hazardous waste, with the exception of the leachable fraction of Se and Mo. A relationship between solubilization of elements and mineralogy of materials were studied by modeling for phase identification of the ashes. A technique part was studied to evaluate the influence of the residue (sewage sludge ash) on the mechanical properties of materials. The activity index of the ash met the specification of EN450-1 in 28 days. The strength of the mortar decreased when the substitution increased due to the high amount of water added and the low CaO content in the ash. For concrete with a substitution of 10%, the compression strength was comparable to the blank sample, and was satisfactory to the threshold of construction projects. However, the durability test showed a strong decrease of mechanical strength for the concrete containing the ashes after a freeze/thaw. An assessment of environmental impacts associates with the observation of the leaching behavior of these materials. The leaching test at laboratory scale and pilot scale were investigated. The cumulative leaching quantities of each pollutant and anions were below the threshold, without significant environmental impact, acceptable for the construction in Netherlands en in France.

La contamination des sols et sédiments par les polychlorobiphényls (PCB) pose un problème sanitaire et environnemental à l’échelle mondiale, en raison de la récalcitrance et de la toxicité de ces composés. L’objectif de cette thèse est de chercher un procédé de remédiation de sédiments contaminés aux PCB en utilisant le fer zérovalent (Fe0). D’abord, une campagne de prélèvement a été menée sur des sites contaminés par le recyclage des déchets électroniques en Chine du sud. La contamination en PCB n’était pas aussi forte que prévue, mais la présence de métaux lourds accentue la difficulté de la remédiation. Ensuite, a été étudiée la déchloration des PCB par le Fe0 en solution aqueuse, en présence de métaux et surfactants. Les résultats ont montré la déchloration progressive des PCB et révélé l’itinéraire réactionnel avec la spécificité des congénères et la régio-spécificité. L’importance relative des facteurs qui influent se classe selon : tensioactif > acide humique > pH > Ni2. La décontamination du sédiment a été étudiée par 1) lavage avec une solution aqueuse de tensioactif suivie de la déchloration des PCB en solution et 2) mélange direct avec le Fe0 et les tensioactifs. La seconde approche s’est avérée prometteuse pour la remédiation / Soil and sediment contamination by polychlorinated biphenyls (PCBs) is a global health and environmental concern, since PCBs are toxic and recalcitrant. The aim of this thesis is to find a remediation process to PCBs contaminated sediments by using zerovalent iron (ZVI). To begin the studies on remediation, a survey was conducted on sites contaminated by e-waste recycling activities in south China. PCBs contamination was not as severe as previously, whereas the co-existence of PCBs and heavy metals increases the difficulty of remediation. Afterwards, the feasibility PCBs degradation by ZVI in aqueous solutions was investigated. Results confirmed the stepwise dechlorination of PCBs by ZVI and the major pathway with congener specifity and regiospecifity. The relative importance of the influential factors to ZVI degradation of PCBs was in the order of surfactants > humic acid > pH > Ni2+. Sediment decontamination was studied by 1) washing with an aqueous solution of surfactant followed by ZVI dechlorination of PCBs and 2) direct mixing with ZVI and surfactant solution. The second approach gave promising results for remediation

En Guadeloupe, depuis 2008, les autorités locales ont fortement encouragé l’organisation des filières de traitement des déchets. En ce qui concerne les déchets organiques, une voie privilégiée de valorisation est le recyclage en compost. Dans cette thèse nous étudions les conditions d’émergence d’une filière de recyclage des déchets organiques du territoire à travers l'analyse des conditions d'adoption de la pratique d’utilisation de composts par les agriculteurs. Nous nous appuyons sur une approche originale combinant une analyse ex post des pratiques actuelles et des perceptions des agriculteurs et une analyse ex ante par Choice Experiment de leviers visant à favoriser l’adoption des composts. Nous testons donc des leviers d’ordre biotechniques concernant les propriétés des composts et les modalités de leur utilisation, et des leviers d’ordre économiques à travers des Mesures Agro-environnementales et Climatiques (MAEC), afin de proposer aux décideurs politiques des leviers d’actions pertinents. Nous constatons que le taux d’adoption est faible (18%) et dépend fortement de la filière agricole, des caractéristiques socio-économiques des agriculteurs et du manque d'organisation de la filière de recyclage des déchets (p.ex. information, transport, épandage, subventions). Nous montrons que les agriculteurs sont sensibles, sur le plan biotechnique, à une amélioration de la valeur fertilisante des composts ainsi qu’à un accompagnement logistique pour son transport et son épandage et, sur le plan économique, à la mise en place d’un dispositif d’accompagnement administratif et à une incitation collective sous la forme d’un bonus monétaire conditionnel versé individuellement aux agriculteurs. Dans l'ensemble, les résultats de ce travail montrent que les agriculteurs ne sont pas réfractaires à une utilisation conséquente et régulière du compost, à condition que les verrous organisationnels que nous avons identifiés soient levés, et que la valeur agronomique des composts répond aux attentes des filières agricoles. Des plans de développement peuvent maintenant être définis et mis en œuvre à l’échelle du territoire pour développer l’utilisation massive de composts issus du recyclage des déchets organiques du territoire. / Due to the limited availability of landfill sites, local authorities have strongly encouraged since 2008 the structuration of waste treatment channels. As concerns the organic wastes, a special attention has been paid for recycling them through composting. In this study, we focused on the conditions of development of a sector for recycling organic wastes in Guadeloupe through the assessment of the conditions affecting compost adoption by farmers. In order to identify and evaluate the determinants of farmers 'choices, we applied an original approach combining an ex-post analysis of current practices and farmers' perceptions, and an ex-ante analysis using the Choice Experiment method of levers for facilitating the adoption of compost. We test biotechnical levers concerning compost properties and the facilitation of practices with technical support, and economic levers mainly focused on the implementation of new AgroEnvironmental Schemes (AES) to promote economically the composts. We observed that the adoption rate is relatively low (18% of farmers) and highly dependent on the agricultural sector (i.e. banana, sugarcane, vegetables and food crops), the socio-economic characteristics of the farmers and the lack of organization of the waste recycling chain (e.g., information, transport, spreading, subsidies). We demonstrated that farmers are very sensitive to the improvement of compost quality by increasing its fertilizer value, as well as to the logistical, economic and administrative support for its transport and spreading. They are also willing to participate in a collective incentive in the form of a conditional monetary bonus paid individually to farmers. The results of this study indicated that farmers are not reluctant to a regular use of compost provided that organizational barriers identified are removed, and that the agronomic value of the composts meets the expectations of farmers. Regional plans can now be defined and implemented to develop the massive use of compost from the recycling of organic waste in Guadeloupe.

Plusieurs types de dispositifs mécaniques (à vibration, à cylindre tournant, à lit fluidisé) mettant en jeu l'effet triboélectrique sont actuellement utilisés pour charger électriquement les constituants des mélanges de matériaux isolants granulaires, en vue de leur séparation dans un champ électrique intense. La non-uniformité de la charge des granules à la sortie de ces dispositifs affecte l'efficacité de la séparation, d'où l'intérêt des recherches visant la mise au point de procédés électrostatiques nouveaux, notamment pour des applications dans le domaine du recyclage des déchets. L'utilisation simultanée de l'effet triboélectrique, de la force de Coulomb et de la force d'image électrique est la solution innovante selon laquelle ont été conçus les quatre dispositifs à lit fluidisés réalisés ou améliorés dans le cadre de cette thèse. L'évaluation des performances de ces dispositifs a été rendue possible par la mise en oeuvre de systèmes de mesure complexes, permettant l'enregistrement continu et simultané des charges et des masses des produits de la séparation. Ainsi, la méthode des plans d'expériences pour surfaces de réponse a pu être utilisée pour modéliser le processus de séparation et déterminer les valeurs optimales des variables de contrôle de chacun des dispositifs, tels que le niveau de la haute tension d'alimentation ou la vitesse de l'air de fluidisation. Les résultats obtenus sur les installations de laboratoire et sur un prototype préindustriel recommandent cette classe de procédés tribo-aéro-électrostatiques comme la solution de choix pour le recyclage des déchets granulaires d'équipements électriques et électroniques. / Several types of mechanical devices (vibratory trays, rotating drums, fluidized beds) make use of the triboelectric effect for electrically charge the constituents of insulating materials granular mixtures, in view of their separation in a high-intensity electric field. The non-uniformity of granule charge at the exit of these devices adversely affects the separation efficiency, justifying the researches aimed at the development of novel electrostatic processes, mainly for applications in the field of waste recycling. Simultaneous usage of the triboelectric effect, the Coulomb force and the electric image force is an innovative technical solution according to which four fluidized bed devices were built or improved within the framework of this thesis. The performances of these devices could be evaluated by setting up complex measurement systems that enable the continuous and simultaneous recording of the charges and masses of the separated products. Thus, the experimental design methodology could be used for modeling the separation process and identify the optimum values of the control variables of each device, such as the high voltage level of the speed of the fluidization air. The results obtained on laboratory devices as well on an semi-industrial pilot installation recommend this class of tribo-aero-electrostatic separation processes as the solution of choice for the selective sorting of plastics from waste electric and electronic equipment.

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