Cette recherche a été réalisée dans le but de développer de nouvelles connaissances théoriques et appliquées pouvant contribuer à la mise au point de nouvelles technologies visant à résoudre le problème croissant de la contamination des sols pollués par les métaux. Cette thèse a porté sur le traitement du sol du site de Pointe-aux-Lièvres (PAL) localisé à Québec, Canada, lequel est pollué par des métaux toxiques, principalement le Pb, en utilisant différents processus de décontamination. Plus spécifiquement, cette recherche a été divisée en trois phases. La première phase consistait à traiter le sol contaminé avec des acides inorganiques, HCl, H₂SO₄ et un mélange H₂SO₄ -NaCl comme agents de lavage de sol pour produire des solutions acides. Les résultats expérimentaux ont montré l'efficacité de l'application de ces réactifs comme agents de nettoyage de sols pour extraire les ions métalliques des sols. Principalement, le lixiviat préparé avec la combinaison H₂SO₄ -NaCl a montré une légère augmentation de solubilisation des ions métalliques pour quelques ions tel que le Cr, Mn, et le Pb, comparé aux autres agents de lavages. Dans la seconde phase, la performance de deux membranes commerciales de nanofiltration (NF), nommé Desal 5 et NF-270, a été étudiée pour connaître leur habilité à récupérer les métaux en utilisant les trois différents lixiviats préparés dans la première phase. Les résultats ont montré que les membranes de nanofiltration ont des comportements différents selon leur nature chimique. La performance des membranes a été évaluée en fonction de leur perméabilité, de leur capacité de rétention d'ions métalliques de la solution d'alimentation et de l'effet des conditions d'opérations différentes, tel que le pH, la pression, le débit de recirculation, et la concentration de la solution sur le perméat. Les résultats ont montré que l'application de membranes NF sur les lixiviats de décontamination de sol est une alternative prometteuse pour la récupération des ions métalliques. Par exemple, il a été observé que, dans l'ensemble, les membranes ont une bonne capacité de rétention des ions multivalents et divalents en comparaison avec les ions monovalents, lesquels sont inoffensifs pour l'environnement. La troisième partie de cette recherche a consisté à étudier une méthode avancée pour traiter la fraction concentrée obtenue par le procédé de NF. Dans ce cas, la performance d'un procédé électrochimique a été évaluée. L'étude en laboratoire a démontré une élimination importante des ions toxiques tels que Cu, Mn et Pb, provenant de lixiviats résultant particulièrement du procédé H₂SO₄-NaCl (≥ 97%). De plus, le coût du traitement électrochimique des lixiviats en terme de consommation d'énergie et de disposition de boues métalliques a été estimé, tout comme la faisabilité de l'application de ce procédé pour enlever les métaux de façon effective et économique. Les résultats obtenus dans cette étude ne donnent pas seulement un procédé pour traiter les sols contaminés, de ce fait, réduisant directement le volume de l'eau contaminée produite, mais offrent également une nouvelle approche pour traiter les résidus de déchets complexes produits pendant différents procédés industriels. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Décontamination de sol, Lavage de sol, Acides inorganiques, Lixiviat acide, Membranes de NF, Caractérisation de membrane, Perméabilité de l'eau, Perméabilité dynamique, Rétention métal-ion, Procédé électrochimique, Enlèvement d'ion métallique.

L’accès à l’eau potable est un des plus importants problèmes que l’on rencontre partout dans le monde même dans les pays riches en eau. Par exemple, les provinces côtières du Delta du Mékong (DM) subissent des périodes alternées d’inondations et de sécheresse. De plus, le changement climatique à l’origine d’une diminution de la pluviométrie et d’intrusion d’eau salée affecte gravement la qualité des eaux de la région. Les principales sources de pollution proviennent des déchets humains et des rejets des élevages de poissons, bétail et volaille. La pollution aux pesticides peut s’avérer un problème sérieux dans certaines zones. La détérioration de la qualité des eaux dans le DM et l’absence d’accès à l’eau potable dans les communes rurales via des systèmes d’approvisionnement sûrs entraine une augmentation des maladies d’origine hydrique liées à la salinité, la présence de microorganismes et de polluants organiques. L’objectif de ce travail a consisté à examiner dans quelle mesure la technologie membranaire peut permettre de produire de l’eau potable de qualité. L’étude a porté sur les eaux saumâtres contenant des pesticides. Deux solutions modèles synthétiques ont été choisies pour représenter les eaux de surface du DM. Le dessalement et l’élimination des pesticides ont été réalisés en utilisant la nanofiltration (NF) couplée à l’électrodialyse. Le logiciel Nanoflux® a été utilisé pour interpréter les performances de deux membranes de NF (NF90 et NF270). Par ailleurs, la consommation d’énergie des deux procédés couplés a été estimée en fonction de la qualité de l’eau d’alimentation. Toutes ces données seront utilisées pour concevoir un démonstrateur pour la production familiale d’eau potable. / Access to clean water is one of the most important problems that is encountered worldwide even in countries as water-rich. For instance, the Mekong Delta (MD)’s coastal provinces have to face up to alternated flooding and drought periods. Moreover, climate changes inducing less rainfall and salt water intrusion water severely affect the water quality of the area. The main sources of pollution come from the human and farming wastes including fish, livestock and poultry. Pesticide pollution can also be a serious problem in some areas. The deterioration of water quality in the MD and the lack of access to clean water via safe supply systems in the rural communes entail an increase of waterborne diseases related to the salinity, the presence of microorganism and organic pollutants. The study is aimed at investigating the membrane technology to treat surface water in the MD region in order to produce good drinking water. The study was focused on brackish waters containing pesticides. Two synthetic model water samples were chosen as representative of surface waters found in the Mekong Delta. Desalination and pollutant removal were performed using nanofiltration (NF) integrated with electrodialysis. The Nanoflux® software was used to explain the experimental performance of two NF membranes (NF90 and 270). On the other hand, energy consumption of the two coupled processes was also estimated depending on the quality of water feed. All the data obtained should be used in the future to design a demonstrator pilot for the family-sized production of drinking water.