Les charbons actifs sont largement utilisés comme adsorbants pour l’élimination des composés indésirables de l’eau. Ce travail a pour objectif d’évaluer et d’optimiser l’utilisation d’un charbon activé issu de noyaux de dattes comme un matériau adsorbant, pour éliminer de l’eau et des les sols contaminés les cations métalliques comme : Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+ et Arsenic. Ce charbon actif a été également imprégné de ferrihydrite pour améliorer l’adsorption des éléments métalliques. La première étape consistait à préparer et à déterminer les caractéristiques physicochimiques en utilisant plusieurs techniques notamment la diffraction aux rayons X, l’analyse chimique par ICP-AES, la spectroscopie IRTF, la microscopie électronique à balayage et la surface spécifique. Les études cinétiques montrent que l’équilibre d’adsorption des polluants métalliques est atteint au bout deux heures pour les supports testés. Les modèles d'adsorption de Langmuir et de Freundlich ont permis de faire une description des isothermes d'adsorption, l’ordre d’affinité pour les deux supports est le suivant : Pb2+ > Cd2+ > Cu2+ > Ni2+ > Zn2+. Le procédé a été utilisé pour traiter les effluents chargés en métaux lourds d’une usine de traitement de surface de la région de Sfax. L’immobilisation chimique est une technique de traitement des sols contaminés, qui consiste à utiliser des amendements minéraux pour réduire la mobilité des métaux dans des matrices solides contaminées. Cette méthode a été testée avec nos charbons actifs sur des sols contaminés. La biodisponibilité des métaux pour des plantes cultivées, au niveau des sols amendés ou non par les différents charbons actifs, a été étudiée. / This work aims to evaluate and optimize the use of an activated carbon derived from date stones as an adsorbent material to remove Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+ and Ni2+. This material was also used for retention of arsenic (III). The same activated carbon was impregnated with ferrihydrite and also used for the adsorption of these metallic elements. The first stage consisted in preparing and determining the physic-chemical characteristics of materials using several methods including X-ray diffraction, chemical analysis, infrared spectroscopy, electron microscopy and specific surface area. The batch adsorption studies were carried out for several metal ions, namely Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+ and Ni2+. The adsorption equilibrium was reached at the end 120 minutes for the two prepared adsorbent. The metal experimental data fitted well with the Langmuir and Freundlich adsorption model. The based maximum adsorption capacities (qm) affinity order corresponds to Pb2+ > Cd2+ > Cu2+ > Ni2+ > Zn2+ for both activated carbon and impregnated activated carbon. One of the possible implementation of this process consists in metals laden plating factory effluents treatment. Understanding how the metals are immobilized at the molecular level is critical for formulating effective metal containment strategies, such as chemical immobilization. In this work, exchangeable metal contents and metal accumulation by plants in a contaminated soil, untreated or amended with activated carbon, were investigated.

Thèse de doctorat : Procédés biotechnologiques et alimentaires : INPL : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre.

Le premier objectif des études présentées dans cette thèse est de caractériser un gisement argileux kaolinique de la région du sud-ouest Algérien qui n’a jamais été exploité auparavent, d’améliorer les propriétés de surface de cette argile suite à des modifications réalisées par revêtement avec un aminosilane (APTES) ou par échange cationique avec un agent tensioactif (CTAB), ce qui nous a permis de développer les sites actifs à la surface de ce matériau. Les matériaux préparés ont été caractérisés par DRX, ATG, IRTF, MET et MEB. Deux autres matériaux d’origine végétale d’une grande abondance au sud-ouest Algérien qui sont les racines de la plante Calotropis Procera et les noyaux de dattes de Feggous sont aussi caractérisés. Le second objectif de cette étude est l’application de ces matériaux dans l'élimination de différents types de polluants en solutions aqueuses : métaux lourds (Zn(II) et Mn(II)) et Colorants synthétiques anionique et cationique (Rouge Congo et Violet de gentiane) pour une mise en évidence de l’efficacité des matériaux argileux et végétaux vis-à-vis de l'adsorption de ces polluants. L’étude de l’adsorption consiste à discuter les effets du temps de contact, pH et la concentration initiale du soluté en utilisant une technique d'adsorption en batch. L’effet de la température a permis de réaliser une étude thermodynamique pour définir la nature des phénomènes d’adsorption. En outre, différents modèles de cinétique (premier et second ordres) et d’isothermes d’adsorption (Langmuir et Freundlich) sont utilisés pour l’évaluation de la capacité des supports kaoliniques naturel et modifiés (K08, KC et KS) et des supports végétaux (CP et ND) à adsorber ces polluants organiques et inorganiques. Le kaolin naturel (K08) a montré une bonne affinité vis-à-vis tous les polluants avec des capacités d’adsorption remarquables ; cette capacité a considérablement évolué par la modification. Le kaolin modifié (KS) s’avère le meilleur adsorbant pour ces types de polluants (métaux lourds et colorants synthétiques). Les racines de CP présentent une très bonne affinité pour les métaux lourds, alors que les noyaux de dattes donnent des résultats plus remarquables pour la biosorption des colorants / The first aim of the studies presented in this thesis is to characterize a kaolin clay deposit in south-western Algerian region which has never been exploited, to improve the surface properties of the clay due to changes made by coating with an amino silane (APTES) or cationic exchange with a surfactant (CTAB), which allowed us to develop the active sites on the surface of this material. The prepared materials were characterized by XRD, TGA, FTIR and SEM. Two other vegetable materials of great abundance in the southwest Algerian who are the roots of the plant Calotropis Procera and Feggous date stones are also characterized. The second aim of this study is the application of these materials in removing different kinds of pollutants in aqueous solutions: heavy metals (Zn (II) and Mn (II)) and anionic and cationic synthetic dyes (Congo red and Purple gentian) to the effectiveness demonstration of the clay and vegetable materials to adsorb these pollutants. The study of adsorption is to discuss the effects of contact time, pH and initial concentration of the solute using a batch adsorption technique. The effect of temperature has achieved a thermodynamic study to define the nature of adsorption phenomena. In addition, different kinetic models (first and second order) and adsorption isotherms (Langmuir and Freundlich) are used to assess the ability of clay materials (K08, KC and KS) and vegetable materials (CP and ND) to adsorb such organic and inorganic pollutants. The natural clay (K08) showed good affinity towards all pollutants with remarkable adsorption capacity, this capacity has evolved considerably by modifications. The modified kaolin (KS) proves the best adsorbent for these types of pollutants (heavy metals and synthetic dyes). The roots of CP have a very good affinity for heavy metals, while the date stones give more remarkable results for biosorption dyes