Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, a method using Moringa oleifera seeds as bioadsorbents for selective retention of Mn(II) was developed. The variables studied were pH, particle size, mass and contact time, being the pH the most important variable in the separation process. After, adsorption isotherms were constructed in order to evaluate the adsorptive capacity of the material and the characteristics of the adsorption process. The results were: pH 3,0, particle size ≤ 180 μm, adsorbent mass equal to 1.0 g and time of contact 15 minutes. Data of Mn(II) removal were adjusted to Langmuir model, obtaining qmax (mg g -1) of 10.35. Characterization techniques such as infrared spectroscopy, thermal analysis and scanning electron microscopy and theory adsorption multielement were used in physic chemical evaluation of Moringa oleífera seeds. The method was applied to the selective extraction of manganese in water samples and the accuracy of the method was evaluated using reference material (drinking water reference certified material, APS 1075). The values obtained showed high agreement with the certified values, demonstrating the efficiency of the proposed method. / Nesse estudo é apresentado o desenvolvimento de um método utilizando sementes de Moringa oleífera como bioadsorvente na retenção seletiva de Mn(II). Foram estudadas as variáveis pH, granulometria, massa e tempo de agitação sendo o pH a variável determinante para o processo de separação. Posteriormente, foram construídas isotermas de adsorção, com o objetivo de avaliar a capacidade adsortiva do material bem como as características do processo de adsorção. Os resultados obtidos foram: pH 3,0, granulometria ≤ 180 μm, massa do adsorvente 1,0 g e tempo de contato de 15 minutos. Os dados da remoção de Mn(II) se ajustaram ao modelo de Langmuir, obtendo-se qmax (mg g-1) de 10,35. Técnicas de caracterização incluindo espectrometria de infravermelho, análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura e teoria de adsorção multielementar foram utilizadas na avaliação físico-química das sementes de Moringa oleífera. O método foi aplicado para extração seletiva de manganês inorgânico em amostras de água e a exatidão do método avaliada a partir da análise de material de referência (material certificado de referência para água de bebidas, APS 1075). Os valores encontrados apresentaram elevada concordância com os valores certificados, evidenciando a eficiência do método proposto. / Mestre em Química

L’offre en combustible nucléaire à base d’uranium est un enjeu clé de la stratégie française de production d’électricité, d’autant plus que la demande en uranium naturel continuera à augmenter dans un futur proche. Les terres rares sont aussi considérées comme des métaux stratégiques de par leurs propriétés remarquables qui les rendent indispensables dans de nombreuses applications liées aux nouvelles technologies.Il y a donc un intérêt à proposer de nouveaux procédés d’extraction de l’uranium et des terres rares plus efficaces que ceux utilisés actuellement. Le but est de répondre à un accroissement permanent de la demande en matières-premières, avec en toile de fond, le développement de procédés de recyclage, plus particulièrement pour les terres rares.Par le biais d’une étude multi-échelle, ce travail de thèse vise à développer de nouveaux ligands organiques ayant un fort pouvoir extractant pour l’uranyle (UO22+) ou pour les terres rares (TR3+), ainsi qu’une forte sélectivité vis-à-vis de diverses impuretés, notamment le fer (Fe3+). Ainsi, de nombreux ligands ont été imaginés, synthétisés et testés par extraction liquide-liquide dans plusieurs milieux synthétiques acides. Des molécules bifonctionnelles bi-, tri- et pentadentates ont été développés et leurs propriétés complexantes et leur spéciation en milieu organique évaluées avec l’UO22+ et le Fe3+ par différentes approches (DFT, UV-visible, IR, ESI-MS, EXAFS). Plusieurs nouveaux ligands ont été évalués dans le cadre de l’extraction sélective des terres rares et les résultats obtenus sont remarquables. Ces études ont permis, dans certains cas, d’aboutir au développement de nouveaux designs moléculaires ayant d’excellentes propriétés extractantes. Leur optimisation, couplée à différentes techniques analytiques, a permis d’atteindre les objectifs de cette thèse et servira dans le futur au développement de nouveaux extractants efficaces et sélectifs. / The supply of uranium-based nuclear fuel is a key issue of the electricity production strategy in France, especially as demand for natural uranium will continue to increase in the near future. Rare earths are also considered as strategic metals due to their remarkable properties which make them essential in many applications related to new technologies.There is therefore an interest in developing new, more efficient processes for the extraction of uranium and rare earths than those currently used. The aim is to respond to a permanent increase in demand for raw materials, against the backdrop of the development of new recycling processes, especially for rare earths.Through a multi-scale approach, this PhD thesis sets to develop novel organic ligands with a strong extractant ability for uranyl (UO22+) or for rare earths (TR3+), as well as a high selectivity with respect to various impurities, in particular iron (Fe3+). Thus, many ligands have been designed, synthesized and tested by liquid-liquid extraction in several acidic synthetic media. Bifunctional bi , tri- and pentadentate molecules have been developed and their complexing properties and their speciation in organic medium have been evaluated in the presence of UO22+ and Fe3+ by different approaches (DFT, UV-visible, IR, ESI-MS, EXAFS). Furthermore, several new ligands have been evaluated for the selective extraction of rare earths and the results obtained are remarkable. Overall, these studies have led in some cases to the development of novel molecular designs with excellent extractant properties. Their optimization, coupled with different analytical techniques, fulfilled the objectives of this thesis and will serve in the future to the development of new efficient and selective extractants.

Cette thèse porte sur l'intensification de l'extraction de polyphénols à partir de produits à base de pomme (chair, peau et marc) par ultrasons (US) et sur la purification d'extraits de peau de pomme par adsorption/désorption et technologie membranaire. L'extraction sélective des polyphénols issus des produits de la pomme a été analysée. Les données obtenues ont démontré la possibilité d’une régulation fine de l’extraction sélective de la matière soluble, de la catéchine et des composés polyphénoliques totaux en utilisant différentes températures, protocoles UAE, mélanges éthanol/aqueux. La sélectivité de l'extraction de la catéchine dépendait également du type de tissu (chair, peau ou marc) et de la variété de pomme (verte ou rouge). Le phénomène de cavitation généré par les ultrasons pourrait augmenter l'extraction de composants précieux des pelures de fruits en endommageant les membranes cellulaires des échantillons et en accélérant ainsi le transfert de chaleur et de masse. D’autre part, les solvants eau-gaz pourraient améliorer l'efficacité d'extraction des polyphénols des peaux de pomme en renforçant le phénomène de cavitation généré par les ultrasons. L'efficacité de la purification de polyphénols d'extraits de pelure de pomme par adsorption/désorption assisté par ultrasons (adsorbant polyaromatique Amberlite XAD-16) et par électrofiltration sur membrane a été mise en évidence. Les données obtenues ont démontré que la sonication facilitait significativement la cinétique d’adsorption, la capacité d’adsorption accrue et augmentation de l’énergie d’activation de l’adsorption des polyphénols. En outre, le taux de désorption a été positivement affecté par la sonication au cours de l'étape d'adsorption. Par ailleurs, les résultats ont montré que l’électrofiltration sur membrane permettait de purifier les polyphénols dans l’espace anodique (+) et d’obtenir un volume plus important de filtrats. / This thesis focuses on the intensification of polyphenols extraction from apple products (flesh, peel, and pomace) by ultrasound (US) and the purification of apple peel extracts by adsorption/desorption and membrane technology. The selective extraction of phenolic contents from apple products has been analyzed. The obtained data evidenced the possibility of fine regulation of selective extraction of soluble matter, catechin and total polyphenolic compounds using different temperatures, ultrasound-assisted extraction (UAE) protocols, ethanol/aqueous mixtures. The selectivity of catechin extraction was also depended on the type of the tissue (flesh, peel or pomace) and apple variety (green or red). The cavitation phenomenon generated by ultrasound could increase extraction of valuable components from fruit peels by damaging cell membranes of samples and accelerating heat and mass transfer by disrupted cell walls of samples. Meanwhile, the gas water solvents could enhance the extraction efficiency of polyphenols and antioxidant activity from apple peels by enhancing cavitation phenomenon generated by ultrasound. The efficiency of polyphenols purification from apple peel extracts with adsorption/desorption process by ultrasound treatment with the polyaromatic amberlite adsorbent XAD-16 and with membrane electro-filtration were studied. The obtained data demonstrated that the sonication significantly facilitated adsorption kinetics and increased activation energy of polyphenols adsorption. In addition, the desorption ratio was positively affected by the sonication during the adsorption step. On the other hand, the results demonstrated that the membrane electro-filtration allowed the purification of polyphenols in the anode (+) space and obtaining larger volume of filtrates.