Thèse doctorat : Géosciences : Nancy 1 : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre.

Ces travaux de thèse portent sur la réduction des émissions de composés organiques volatils (COV)via deux approches : La première est une approche dite « curative » visant à améliorer l’efficacité deméthodes récupératrices à base de charbon actif en incorporant des cyclodextrines (CDs) dans leprocédé. L’objectif était de combiner les propriétés adsorbantes des charbons actifs avec les propriétéscomplexantes des CDs. Dès lors, deux procédés de piégeage de COV ont été étudiés : i) par adsorptionen présence de charbon actif modifié par des cyclodextrines et ii) par adsorption/absorption enprésence d’une solution aqueuse contenant le charbon actif en suspension et des CDs. Le choix duCOV s’est porté sur des COVs chlorés peu solubles tels que le chlorobenzène, le tétrachlorure decarbone et le mono chlorure de vinyle. La seconde approche dite par « réduction à la source »,cherchait à limiter l’utilisation de solvant organique en catalyse via un procédé de catalyse dans l’eau.Ainsi, nous avons cherché à tirer profit des capacités d'adsorption élevées des charbons actifs nonmodifiés afin d'améliorer le transfert de masse de substrats hautement hydrophobes en catalysebiphasique aqueuse. Le charbon actif a été employé en tant qu’agent de transfert de phase dont le butétait de faciliter la rencontre entre le substrat hautement hydrophobe et un catalyseur hydrosoluble. Lafaisabilité d’un tel procédé a été démontrée vis-à-vis d’une réaction modèle de catalyse biphasiqueaqueuse développée au laboratoire. / This work focus on the reduction of volatile organic compounds (VOC) emissions through twodifferent approaches : the first one so called « cleaning » approach aiming at increasing theeffectiveness of activated carbon adsorption process by incorporating cyclodextrins (CDs) on hissurface. The objective was to combine the activated carbon adsorbent properties with the CDschelating properties. Thus two processes of VOC trapping were studied : i) adsorption onto activatedcarbon modified by cyclodextrins and ii) adsorption/absorption with an aqueous solution containingactivated carbon in suspension and CDs. We chose chlorinated VOC with a low solubility in watersuch as chlorobenzene, carbon tetrachloride and mono vinyl chloride. The second approach so called« source reduction », tried to limit the use of organic solvent by developing a new water catalyticprocess. We sought to use the high adsorption capacities of unmodified activated carbon in order toimprove the mass transfer of highly hydrophobic substrates in aqueous biphasic catalysis. Theactivated carbon was employed as a phase transfer agent in order to facilitate the reaction between thehighly hydrophobic substrate and a water-soluble catalyst. The feasibility of such process has beenproved through an aqueous biphasic catalysis reaction developed in the laboratory.

Les vapeurs organiques émises des solvants utilisés dans le produit chimique / la nourriture / les processus pharmaceutiques, ou des stations d'entreposage de combustible d'hydrocarbure aux terminus de pétrole, peuvent être efficacement capturées par l'adsorption sur les lits de charbon actif. L'objectif général du programme de recherche est les études expérimentales et les études de simulation de l'adsorption et des pas de régénération en cas de l'enlèvement COV qui estime dans les émissions industrielles par l'Adsorption (TSA – Température Swing Adsorption et VTSA -Vacuum Température Swing Adsorption). C'est accompli par les points suivants : établir les données d'équilibre d'isotherme pour 5 COV et 8 carbones activés à 293, 313, 333 et 353 K (complètement 120 expériences d'isotherme) et les utiliser ensuite dans le modèle de simulation; développer une simulation pose pour le processus de régénération et l'adsorption; concevoir et optimiser l' expérimentale de TSA qui a été établi dans Ecole des les Mines de Nantes; concevoir et optimiser l'expérimentale de VTSA qui a été établi dans GRL ARKEMA; la validation de simulation de résultats expérimentaux de le processus TSA et VTSA. Une fois après l'achèvement de tous les objectifs, le but est de se développer et le lancement un utile de simulation complet pour l'adsorption et les pas de régénération de COV avec la coopération de la Société PROSIM. / Organic vapors emitted from solvents used in chemical / food / pharmaceutical processes, or from hydrocarbon fuel storage stations at oil terminals, can be efficiently captured by adsorption onto activated carbon beds. The overall objective of the research program is the experimental and simulation studies of the adsorption and regeneration steps in the case of VOC removal which accounts into industrial emissions by Temperature Swing Adsorption (TSA) and Vacuum Temperature Swing Adsorption (VTSA) processes. This is achieved by the following steps : to establish the isotherm equilibrium data for 5 VOCs and 8 activated carbons at 293, 313, 333, and 353 K (totally 120 isotherm experiments) and then use them in the simulation model; to develop a simulation model for adsorption and regeneration process; to design and optimize the experimental setup of Thermal Swing Adsorption (TSA) which has been established in Ecole des Mines de Nantes; to design and optimize the experimental setup of Vacuum Temperature Swing Adsorption processes (VTSA) which has been established in GRL ARKEMA unit ; simulation validation of experimental results of TSA and VTSA process. Once after the completion of all the objectives, the goal is to develop and launch a complete simulation package for adsorption and regeneration steps of VOCs with the co-operation from PROSIM Corporation.

Le biométhane est une source d'énergie verte qui, de part son coût et son faible impact environnemental, peut être considéré comme une alternative au gaz naturel et au diesel. La production d'énergie primaire par l'Union Européenne, à partir du biométhane, a été multipliée par 23 en cinq ans (2011-2016), ce qui rend nécessaire et urgent la recherche de nouvelles solutions performantes pour l’épuration du biogaz, notamment la séparation du dioxyde de carbone (CO2) du méthane (CH4).Dans ce contexte, l’objectif de ce travail doctoral porte sur la détermination des indicateurs de performances (capacité d’adsoprtion, sélectivité) de charbons actifs (CAs) dans le contexte de la séparation méthane/dioxyde de carbone pour la production de biométhane. A cette fin, les isothermes d'adsorption de CH4 et CO2 ont été déterminées à partir d’un dispositif manométrique d’adsorption. Les mesures ont été effectuées à des températures de 303 et 323 K pour des pressions variant de 0.1 à 3 MPa. Dans un premier temps, l’étude a porté sur 5 échantillons commerciaux de CA différents. Les résultats montrent une corrélation entre la surface spécifique et la quantité de dioxyde de carbone adsorbée. En outre, le volume microporeux a un impact significatif lors des processus d'adsorption du CO2 tandis que le volume des mésopores n'a pas d’effet direct.Par ailleurs, l'étude complémentaire d'isothermes d'adsorption du CH4 et du CO2 purs à l’aide de trois charbons actifs, issus de noyaux d’olive, activés par différentes méthodes de synthèse, révèle que la méthode d'activation est déterminante pour modifier les propriétés chimiques et structurales des charbons actifs et donc accroitre leurs propriétés d'adsorption.En outre, la sélectivité des CAs commerciaux pour la séparation CH4/ CO2 a été calculée à partir des isothermes d'adsorption du mélange équimolaire CH4/ CO2 à une température de 303 K et pour des pressions jusqu'à une pression de 3 MPa. Les résultats obtenus montrent qu’une surface spécifique élevée (< 1500 m2 g-1) facilite l'adsorption du CO2 mais réduit le facteur de sélectivité. En parallèle, une forte porosité conduit à une séparation moins efficace des deux gaz alors que la présence de groupes basiques en surface favorise les phénomènes d’adsorption du CO2.L'ensemble des résultats montre que les charbons actifs, étudiés dans ce travail de recherche, possèdent des propriétés d'adsorption comparables à celles des charbons actifs commerciaux et sont des matériaux compétitifs pour l'épuration du biogaz. / Biomethane is a proven source of clean energy, it is one of the most cost-effective and environment-friendly substitute for natural gas and diesel. The European Union primary energy production from biomethane has folded by ~23 times in a 5 years time period (2011-2016) making necessary to find new and improved solutions for the separation of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2), main components of biogas. In this context, the objective of this doctoral thesis is the determination of performance indicators such as the adsorption capacity and selectivity of activated carbons (ACs) for the CH4/ CO2 separation. This work focuses on the adsorption properties of activated carbons for the methane/carbon dioxide separation. To this end, CH4 and CO2 pure gas experimental adsorption isotherms of activated carbons were obtained on a pressure range of 0.1 to 3 MPa) and temperatures ranging from 303 to 323 K. The first part of this thesis project consisted in the analysis of the CH4 and CO2 pure gas adsorption properties of 5 commercial activated carbons Using a set of five commercial activated carbons a linear relationship between the adsorbent surface area and the CO2 adsorption capacity was determined. The micropore volume also showed a direct influence on the adsorption capacity. The second part of this work consisted in the study of the carbon dioxide and methane adsorption behavior of biomass-based activated carbons. Using a series of 3 ACs that had been obtained from olive stones by different activation methods, the activation technique proved to be of mayor importance as it determines the textural and chemical properties of the adsorbent and thus its gas adsorption capacity.Lastly, the CH4/CO2 adsorption selectivity of the 5 commercial activated carbons was calculated from the equimolar mixture adsorption isotherms. The selectivity factor was proven to be dependent on the sum of textural and chemical properties of the samples. Although, activated carbons with high average pore sizes and surface areas depicted higher adsorbed quantities it was on detriment of their selectivity. The selectivity was found to be better for the activated carbon showing an intermediate surface area and a narrow pore size distribution. In addition, the presence of sulfur functionalities was also found to improve the adsorption selectivity. Overall, this work shows that activated carbons are competitive materials for the upgrading of biogas, displaying adsorption properties comparable to those of other commercially available materials.

Les vapeurs organiques émises des solvants utilisés dans le produit chimique / la nourriture / les processus pharmaceutiques, ou des stations d'entreposage de combustible d'hydrocarbure aux terminus de pétrole, peuvent être efficacement capturées par l'adsorption sur les lits de charbon actif. L'objectif général du programme de recherche est les études expérimentales et les études de simulation de l'adsorption et des pas de régénération en cas de l'enlèvement COV qui estime dans les émissions industrielles par l'Adsorption (TSA - Température Swing Adsorption et VTSA -Vacuum Température Swing Adsorption). C'est accompli par les points suivants : établir les données d'équilibre d'isotherme pour 5 COV et 8 carbones activés à 293, 313, 333 et 353 K (complètement 120 expériences d'isotherme) et les utiliser ensuite dans le modèle de simulation; développer une simulation pose pour le processus de régénération et l'adsorption; concevoir et optimiser l' expérimentale de TSA qui a été établi dans Ecole des les Mines de Nantes; concevoir et optimiser l'expérimentale de VTSA qui a été établi dans GRL ARKEMA; la validation de simulation de résultats expérimentaux de le processus TSA et VTSA. Une fois après l'achèvement de tous les objectifs, le but est de se développer et le lancement un utile de simulation complet pour l'adsorption et les pas de régénération de COV avec la coopération de la Société PROSIM.

Dans le cadre de la dépollution automobile, l'élimination de vapeurs d'essence et celle de molécules odorantes constituent les deux applications étudiées. L'étude thermodynamique et cinétique de la fixation de gaz représentatifs est effectuée sur des charbons actifs. 1. Sulfure d'hydrogène et n-butane sont choisis pour représenter les molécules odorantes. Différents charbons actif tissés sont considérés : Seul L'adsorbant imprégné par KOH présente des performances satisfaisantes. L'étude de la régénération de ce tissu montre qu'il n'y a aucun signe de vieillissement important après utilisation prolongée. De plus, nous montrons qu'il est possible d'utiliser ce tissu pour une application de déshumidification. 2. L'adsorption d'hydrocarbures sur un charbon actif granulé est étudiée grâce à 4 dispositifs originaux conçus spécifiquement : Gravimétrie et calorimétrie (à l'échelle du granulé), mesures thermiques et CPG (à l'échelle du filtre). Les mesures gravimétriques sont couplées à des mesures thermiques à l'intérieur des granulés. De fortes variations de température peuvent ainsi être observées à l'intérieur d'un granulé lors de l'adsorption. Ces observations expérimentales inédites sont prises en compte pour adapter le modèle cinétique de Langmuir classique. Ce nouveau modèle permet de prédire correctement l'ensemble des courbes prise de masse/variation de température interne, pour l'adsorption d'hydrocarbures seuls. Aussi, la nature compétitive des sites d'adsorption permet d'interpréter qualitativement l'adsorption de mélanges binaires d'hydrocarbures. Enfin, le modèle de Langmuir classique permet d'interpréter correctement les résultats thermodynamiques, pour les hydrocarbures seuls ou en mélange binaire. La modélisation proposée permet donc de traiter de façon globale (cinétique et thermodynamique) le cas d'adsorption non isotherme à l'échelle d'un granulé de charbon actif et de prévoir les phénomènes à l'échelle du filtre.

Dans ce travail, la lignine extraite de la liqueur noire a été d'abord caractérisée et ensuite valorisé selon deux approches différentes: (i) une utilisation après une modification chimique pour la synthèse des mousses de polyuréthane et (ii) une pyrolyse simple pour fabriquer le charbon. En effet, une étude comparative concernant la caractérisation des fonctions hydroxyl a été réalisée en utilisant plusieurs méthodes et techniques, notamment, la titration et la spectroscopie RMN du 13C. Dans la première approche, la lignine a été convertie en polyols liquides grâce à une réaction d'extension de chaîne avec l'oxyde de propylène (oxypropylation). Les formulations des polyols ont été optimisées, en inspectant l'effet de différents paramètres : lignine/oxyde de propylène, le taux de catalyseur, la masse moléculaire, l'indice d'hydroxyle, la viscosité et la température de transition vitreuse. Les indices d'hydroxyles et la viscosité des polyols produits ont été caractérisés. Les mousses rigides de polyuréthane ont été évaluées en termes de densité, de morphologie et de propriétés mécaniques. La lignine a ensuite été utilisée comme précurseur de charbon sans aucun traitement d'activation et a été comparée avec le charbon commercial. Une étude cinétique d'adsorption a été réalisée et montré que l'équilibre d'adsorption est atteint au bout de 50 min, en suivant un modèle de pseudo-premier ordre. L'étude des isothermes d'adsorption a révélé que le CL retient efficacement les ions métalliques, et présente une capacité d'adsorption maximale entre 200 et 400 µmol/g pour des concentrations très inférieure à 20ppm. Le charbon obtenu après saturation en ions métalliques, a été régénéré efficacement par lavage avec une solution d'EDTA ou une solution d'acide nitrique.De plus, les deux approches d'utilisation de la lignine extraite de la liqueur noire d'alfa ont donnée des matériaux avec des propriétés prometteuses. Dans la majorité des cas, des matériaux avec des propriétés similaires à celles des matériaux conventionnels, ce qui présente une option viable d'une valorisation rationnelle de déchet industriel abondant et provenant d'une source renouvelable. / Lignin precipitated from black liquor of alfa (Stipa tenacissima) soda cooking before being carefully characterized and valorized following two different approaches: (i) its utilization after chemical modification in view of preparing rigid polyurethane foams; and (ii) its simple pyrolysis simple, in order to prepare charcoal. In fact, a comparative study concerning the careful characterization of the hydroxyl functions was realized using several methods and techniques, namely: the conductimetric titration and 13C-NMR spectroscopy. In the first approach, the precipitated lignin was converted in liquid polyols thanks to a chain-extension reaction with propylene oxide. These formulations were optimized by inspecting the effect of different parameters: lignin/propylene oxide ratio, the amount of catalyst, the molecular weight of the prepared polyols, the hydroxyl index and the glass transition temperature. The hydroxyl indexes and the viscosity of the prepared polyols were determined. The rigid polyurethane foams were studied in terms of their density, morphology and mechanical properties. The lignin was then used as a precursor for the preparation of charcoal without any activation treatment and compared with commercial homologue. The kinetic of the adsorption was performed and showed that the adsorption equilibrium is reached at about 50 min, and followed a pseudo-first order kinetic model. The adsorption isotherms revealed that lignin-based charcoal retained efficiently the metallic ions and presented a maximum adsorption capacity varying from 200 to 400 µmol/g. This is true even for concentrations much lower than 20 ppm. Le saturated lignin-based charcoal was efficiently regenerated by washing with solutions of EDTA or a nitric acid.The two approaches of the valorization of lignin precipitated from black liquor gave materials with promising properties. Thus, in the majority of cases, materials with properties similar to conventional ones were obtained, which presents a viable option of rational valorization of this industrial abundant and renewable by-product.

Les avancées scientifiques dans les plantes, les technologies de transformation, les biotechnologies permettent d’envisager à terme que des produits de la chimie verte du carbone renouvelable, substituables et compétitifs, remplaceront ceux issus des matières fossiles. En effet, l’un des grands thèmes de recherche actuelle en chimie est la chimie dite "propre". Dans ce cadre, le projet proposé vise une double valorisation de déchets issus de la filière "bois". La première valorisation concerne l’isolation de molécules extractibles, qui sont présentes en très faible quantité dans les matériaux lignocellulosiques, donc des produits à forte valeur ajoutée. La seconde valorisation concerne la transformation du résidu, après isolation des extractibles, en charbon actif, autre matériau à forte valeur ajoutée. Le procédé proposé concerne donc le secteur de la « chimie verte » avec une approche intégrée de « valorisation des déchets ». Nous avons utilisé comme matière première des déchets de pin maritime des Landes sous forme de sciure, à partir desquels nous avons extrait les composés volatils à partir de différents procédés intensifiés tels que les microondes et les ultrasons. L’huile obtenue a été caractérisée en déterminant sa quantité (rendement), sa composition, sa capacité antioxydante, la quantité en polyphénols qu’elle renferme, sa microstructure, etc. Afin que la valorisation de ces déchets soit totale, les résidus solides ont subi une pyro-activation physique avec du CO2 et de la vapeur d’eau comme agents activants pour produire du charbon actif. Une optimisation a été effectuée à partir des réponses suivantes : la surface BET, la taille des pores par adsorption d’azote à 77 K et les propriétés d’adsorption du charbon actif en phase aqueuse (paramètres de Langmuir et Freundlich). / The scientific advances in plants, processing technologies, biotechnology allow considering that the products of renewable carbon green chemistry, substitutable and competitive will replace the products issued from fossil material. In this framework, this project concerned a double valorization of waste from wood sector. The first valorization concerned the isolation of extractable compounds which are present in low quantities and could be considered as a high added value product. The second valorization deals with the transformation of the residue in another high added value product : the activated carbons. Thus, the proposed process concerns the sector of "green chemistry" with an integrated approach of "waste valorization". In the framework of this study, we used as raw material sawdust of maritime pine (pinus pinaster) from Landes area from an isolation of volatiles extracted by some intensified processes such as microwave and ultrasounds. The obtained oil was characterized by determining the quantity (yield), the composition, the antioxidant capacity, the polyphenols content and by studying the microstructure. To achieve a total valorization the residues were submitted to a pyro-activation with CO2 and water vapor as activating agents to produce an activated carbon. An optimization was carried out according to different responses as the BET surface, the pores size by nitrogen adsorption at 77 K and the adsorption properties of activated carbon in aqueous phase (Langmuir et Freundlich parameters).

Dans ce travail, nous avons utilisé le charbon actif (trois types) pour décolorer le sirop d'érable foncé, classé dans la catégorie ``Non retenu`` de la classification du Québec du sirop d’érable. Nous avons testé l'efficacité de la rétention des pigments colorés du sirop d'érable sur le charbon actif en grains et en poudre. Aussi, nous avons comparé les différentes efficacités de ces matériaux. La première étape de nos essais expérimentaux a eu pour but de suivre les cinétiques d'adsorption des pigments. Dans cette partie, plusieurs paramètres expérimentaux ont été optimisés par utilisation d'un plan factoriel complet; à savoir : le temps d'agitation (20,40, 60 min), la masse du charbon actif utilisée par 100 ml de sirop (0.1, 0.3, 0.5 g), le type du charbon actif (I, II, III), le diamètre moyen des particules du charbon (25, 50, 75 µm), la vitesse d'agitation (200, 400, 600 rpm) et la température (40,60, 80 °C). La variable dépendante que nous avons considérée dans ce projet est la transmittance de la lumière du sirop mesurée à 560 nm. La deuxième étape a été consacrée sur l'étude du pouvoir adsorbant des trois types de charbons actifs utilisés avec l’application des modèles de Langmuir, Freundlich et de Langmuir-Freundlich pour décrire les cinétiques d’adsorption. Les résultats obtenus ont montré que la décoloration du sirop d’érable foncé est optimale avec les paramètres suivants : temps d'agitation t = 40 min, masse du charbon actif ajouté m = 0.3 g et charbon actif de type III. Ces paramètres ont donné une valeur de la transmittance de la lumière à 560 nm de 83.7 ± 0.2 %; et qui classe le sirop dans la catégorie Extra claire. Ensuite, ce travail a montré que seul le charbon actif de type III vérifiait à la fois une cinétique d’adsorption qui se décrit par les isothermes de sorption de Langmuir, Freundlich et Langmuir-Freundlich. Finalement, un autre plan d'expérience avait complété dans ce travail et qui portait sur l'optimisation de la taille des particules du charbon et qui a montré qu’une granulométrie moyenne d = 25 µm (mésopores) était la plus optimale pour décolore le sirop d’érable avec une agitation de 200 rpm à une température T = 80°C. / Low grade dark maple syrup was successfully discolored on activated carbon. Several experimental parameters were tested, namely the mixing time (20, 40, 60 min), concentration of the activated carbon (0.1, 0.3, 0.5 g/100 mL), type of activated carbon (I, II, III), particle size (25, 50, 75 μm), stirring speed (200, 400, 600 rpm), and temperature (40, 60, 80°C). The obtained results showed that the discoloration is optimal by applying the parameters such as an agitation time of 40 min with an activated carbon of type III at a concentration of 0.3 g/100 mL. These parameters yielded a light transmittance of 83.70 ± 0.21%, which ranks the syrup in the extra clear class. The results showed that among the tested carbons, the adsorption on the type carbon of III followed the Langmuir, Freundlich and Langmuir-Freundlich isotherms. Regarding the effect of the particle size, the obtained results showed that a mean size of 25 µm with a stirring speed of 200 rpm and a working temperature of 80°C was the most effective. The optimized conditions showed a good adequacy with the Langmuir and Freundlich models. The discoloration process by using the activated carbon of type III followed pseudo-second order kinetics.

Le charbon activé est l'agent le plus fréquemment recommandé pour la décontamination gastro-intestinale des enfants empoisonnés en Amérique du Nord. Pourtant, ses risques et bénéfices dans la population pédiatrique sont insuffisamment documentés dans les écrits scientifiques, et son efficacité est incertaine. À défaut de données probantes, nous avons réalisé trois études pour évaluer l'usage du charbon activé dans une population pédiatrique empoisonnée. 1. La première étude visait à valider l'utilisation du *Poisoning Severity Score* pour évaluer la gravité de l'intoxication et la progression de la toxicité dans une population pédiatrique empoisonnée par une substance carbo-adsorbable ; 2. La seconde étude avait pour objectifs de décrire la fréquence d'utilisation du charbon activé, d'évaluer les déterminants potentiels de son administration, et d'estimer l'association entre la décontamination par charbon activé et les issues cliniques des enfants empoisonnés par une substance carbo-adsorbable, telles que la progression de la toxicité ; 3. La troisième étude visait à synthétiser les connaissances sur l'effets des additifs de goût pour améliorer la palatabilité du charbon activé. Les deux premières études rétrospectives multicentriques utilisaient des données de patients pédiatriques ayant consulté à l'urgence de trois centres hospitaliers du Québec entre 2013 et 2016 dans les douze heures suivant l'ingestion d'une dose potentiellement toxique d'une substance carbo-adsorbable. La première étude observationnelle rétrospective menée chez les 0 à 17 ans a permis de valider l'utilisation du *Poisoning Severity Score* à des fins de recherche en toxicologie clinique, avec une bonne fiabilité inter-évaluateurs. Des modèles de régression logistique ont permis d'étudier sa capacité discriminante et sa calibration. La comparaison de la performance du *Poisoning Severity Score* à celle du *Pediatric Logistic Organ Dysfunction Score* (PELODS) suggère que le PSS est plus adapté que le PELODS pour caractériser la gravité de l'intoxication et la progression de la toxicité dans notre population d'étude. La seconde étude de cohorte rétrospective multicentrique, effectuée chez les 0-5 ans, nous a permis de mesurer que le charbon activé a été utilisé pour décontaminer 24% (IC 95% 19 à 29%) des enfants empoisonnés par une substance carbo-adsorbable au Québec. Majoritairement, ces enfants se sont présentés à l'urgence en étant pas ou peu symptomatiques. La plupart d'entre eux n'ont pas expérimenté de progression de la toxicité majeure, comme le reflètent les mesures du *Poisoning Severity Score*. Dans les trois centres hospitaliers québécois où notre population d'étude a consulté, un délai post-ingestion court (< 90 minutes) était l'indication privilégiée pour l'administration du charbon. La présence de comorbidités et d'un score PELODS intermédiaire ou élevé étaient également associés à une probabilité plus grande de décontamination par charbon activé. Les enfants traités par charbon présentaient une diminution de 30% du risque d'augmentation de la toxicité durant les 12 premières heures, mais une probabilité deux fois plus élevée d'être admis à l'hôpital ou aux soins intensifs, et d'avoir une durée de séjour de 12 heures et plus. Cependant, ces différences avec les enfants non décontaminés n'étaient pas statistiquement significatives dans notre cohorte, rendant les résultats de cette comparaison non concluants. Finalement, notre troisième étude était une revue systématique de la littérature, qui nous a permis d'observer que peu d'études de bonne qualité méthodologique ont été consacrées à l'effet des additifs de goût sur la palatabilité du charbon. Cette pratique est pourtant largement répandue dans les milieux de soins pour optimiser la décontamination gastrointestinale par charbon activé. L'utilisation d'additifs de goût tels que le cola ou le chocolat pourrait être une solution facilement accessible pour optimiser la décontamination par charbon activé chez les enfants empoisonnés, mais les connaissances actuelles sont insuffisantes pour soutenir cette pratique. En conclusion, cette thèse a permis de collecter des informations sur les pratiques d'utilisation du charbon activé dans une population pédiatrique empoisonnée par une substance carbo-adsorbable. Nos résultats contribueront à l'élaboration du protocole d'un essai clinique randomisé multicentrique pancanadien visant à évaluer l'efficacité du charbon activé dans cette population. / Activated charcoal is the most frequently recommended agent for gastrointestinal decontamination of poisoned children in North America. However, itsrisks and benefits in the pediatric population are insufficiently documented in the scientific literature, and its effectiveness is uncertain. In the absence of evidence, we conducted three studies to evaluate the use of activated charcoal in a pediatric poisoned population. 1. The first study aimed to validate the use of the Poisoning Severity Score to assess the severity of intoxication and the toxicity progression in a pediatric population poisoned by a carbo-adsorbable substance; 2. The objectives of the second study were to describe the frequency of use of activated charcoal, to assess potential determinants of its administration, and to estimate the association between activated charcoal decontamination and clinical outcomes of children poisoned by a carbo-adsorbable substance, such as the toxicity progression; 3. The third study aimed to synthesize knowledge on the effects of taste additives to improve the palatability of activated charcoal. The first two retrospective multicenter studies used data from pediatric patients who visited the Emergency Department of three Québec hospital centers between 2013 and 2016 within twelve hours after ingesting a potentially toxic dose of a carbo-adsorbable substance. The first retrospective observational study conducted in children aged 0- to 17-years validated the use of the Poisoning Severity Score for clinical toxicology research purposes, with good inter-rater reliability. Logistic regression models were used to study its discrimination and calibration. Comparison of the performances of the Poisoning Severity Score with that of the Pediatric Logistic Organ Dysfunction Score (PELODS) showed that the PSS is better suited than the PELODSto predict the severity of intoxication and the toxicity progression in our study population. The second retrospective multicenter cohort study, conducted in children aged 0 to 5 years, allowed us to measure that activated charcoal was used to decontaminate24% (95% CI 19 to 29%) of children poisoned by a carbo-adsorbable substance in Québec. Most of these children presented to the Emergency Department with little or no symptoms. They did not experience a significant toxicity progression, as reflected by the Poisoning Severity Score measures. In the three Québec hospital centers where our study population consulted, a short post-ingestion time (<90 minutes) was the preferred indication for activated charcoal administration. The presence of comorbidities and an intermediate or high PELODS were also associated with a greater likelihood of decontamination with activated charcoal. Charcoal-treated children had a 30% lower risk of increased toxicityin the first 12 hours, but twice the likelihood of being admitted to the hospital or intensive care unit, and of having a length of stay of 12 hours or more. However, these differences with non-decontaminated children were not statistically significant in our cohort, making the results of this comparison inconclusive. Finally, our third study was a systematic review of the literature, which allowed us to observe that few studies of good methodological quality have addressed the effect of taste additives on activated charcoal’s palatability. However, this practice is widely used to optimize gastrointestinal decontamination with oral activated charcoal in clinical care. The use of taste additives such as cola or chocolate could be a readily available solution to optimize activated charcoal decontamination in poisoned children. Still, current knowledge is insufficient to support this practice.In conclusion, this thesis has collected information on the use of activated charcoal in a pediatric population poisoned by a carbo-adsorbable substance. Our results will contribute to developing a protocol for a pan-Canadian multicenter randomized controlled trial to evaluate the efficacy of activated charcoal in this population.