INTRODUCTION GENERALE
Depuis des siècles, l'environnement
(atmosphérique, terrestre et aquatique) a été soumis
à la pression croissante des activités anthropiques et
industrielles dont les effets se font déjà ressentir (Zied,
2016). Les ressources en eau, menacées par l'évolution
climatique et par les activités humaines, industrielles et agricoles,
sont devenues un enjeu majeur, auquel la communauté internationale
attache une importance capitale ou cruciale.
L'eau est source de toute vie sur terre, une ressource
naturelle limitée, qui cependant, est abondamment utilisée en
usage domestique et, en plus larges quantités, dans les secteurs de
l'agriculture et de l'industrie. Suite à ces utilisations, l'eau est
souvent polluée et son rejet en milieu naturel pourrait avoir, à
long terme, des conséquences sur la santé humaine et sur
l'environnement (Aboussaoud, 2014,)
Les colorants, une fois dissous dans l'eau, sont difficiles
à traiter car ils ont une structure moléculaire complexe qui les
rend plus stables et difficiles à être biodégradé.
Ils peuvent ainsi constituer des facteurs de risque pour notre santé et
de nuisances pour notre environnement (Benamraoui, 2014).
Les Scientifiques ont mis en place depuis une décennie
plusieurs technologies conventionnelles pour le traitement du rejet des eaux
usées chargées en matières polluantes (organique ou
minérale) ; on peut citer la précipitation chimique,
l'échange d'ions, l'osmose inverse, le traitement
électrochimique, la coagulation et la floculation, la
biodégradation, la filtration membranaire, l'oxydation chimique,
l'ozonation et l'adsorption (Asmaa et al., 2010, Aarfane et
al., 2014).
La technologie d'adsorption est reconnue par de nombreux
auteurs comme l'une des meilleures techniques de traitement des eaux, en termes
de faible coût initial comparé à d'autres applications, de
flexibilité et de simplicité de conception (Benosman, 2011,
Yeddou et al., 2012, Sakr et al., 2014, Mira et al.,
2016, Kifuani et al., 2018) Elle présente l'avantage
d'être appliquée au traitement de divers effluents et apporte
ainsi des réponses aux exigences réglementaires pour la
protection de l'environnement. Le principe du traitement par adsorption est de
piéger les colorants par un matériau solide appelé
adsorbant. La littérature récence plusieurs matériaux
solides (argiles, zéolites, alumines activées, boue, biomasses,
résidus agricoles, sous-produits industriels et charbon actif, etc)
pouvant être utilisés dans des procédés de
décoloration des eaux (Sadki et al., 2014). Les nombreux
travaux font ressortir l'efficacité du charbon actif comme adsorbant
polyvalent ; mais son utilisation reste limitée, à cause des
difficultés liées à sa régénération
et à son coût élevé (Chawki, 2014.)
Les scientifiques recourent vers les bioadsorbants
synthétisés, à partir des résidus d'agricultures,
agroindustriels et aquatiques qui font l'objet de plusieurs recherches ces
dernières années, en raison de leur faible coût, leur
disponibilité locale, leur biodégradabilité leur structure
poreuse très importante, leur grande surface spécifique et leur
grande capacité d'adsorption pour traiter les effluents (Kumar et
al., 2011 ; Bouchemal et al., 2013 ; Daoud et
al., 2014), à l'exemple des Noyaux de Dattes (Mounir
et al, 2011), Noyaux de jujubes (Daoud et al., 2014),
Cucumeropsis mannii Naudin (Kifuani et al., 2018), l'argile
(Sadkie et al., 2014).
Le présent travail s'intéresse à
développer un bioadsorbant potentiel à l'adsorption des colorants
organiques, en utilisant comme matériaux précurseurs les
déchets ligno-cellulosiques des épluchures de Musa
acuminata. Ces déchets peuvent être à la base de la
pollution de l'environnement. La conversion de ces épluchures en
bioadsorbant potentiel constitue ainsi un moyen de valorisation de
déchets et d'assainissement de l'environnement.
Notre recherche s'attelle sur le traitement des eaux
polluées synthétiquement au laboratoire par le bleu de
méthylène. Les questions suivantes peuvent être
posées en guise de problématique:
· Le bioadsorbant préparé à partir
des épluchures de Musa acuminata peut-il être un
bioadsorbant potentiel pour l'adsorption du Bleu de méthylène en
solution aqueuse ?
· Les paramètres ci-après : masse du
bio adsorbant, temps de contact, pH et concentration en bleu de
méthylène ont-ils de l'influence sur l'adsorption de Bleu de
méthylène par le bioadsorbant Musa acuminata ?
· Comment modéliser les équilibres
d'adsorption de bleu de méthylène sur le bioadsorbant Musa
acuminata ?
· Quelles sont les mécanismes d'adsorption du Bleu
de méthylène sur les bioadsorbants Musa
acuminata ?
Sur base de cette série des questions, nous pouvons
émettre les hypothèses suivantes :
- Le bio adsorbant préparé à base du
résidu ligno-cellulosique des épluchures de Musa acuminata
constitue un bio adsorbant potentiel pour l'adsorption de bleu de
méthylène en solution aqueuse ;
- La capacité d'adsorption augmente en fonction du
temps de contact et du pH de la solution ; elle diminue en fonction de la
masse du bioadsorbant ;
- Le pourcentage d'adsorption augmente en fonction du temps de
contact, masse du bioadsorbant et pH de la solution.
L'objectif de cette étude est de valoriser un
résidu naturel ligno-cellulosique par l'évaluation de son
efficacité à l'élimination de bleu de
méthylène en solution aqueuse.
Les objectifs spécifiques de cette étude sont
:
· Préparer un bio adsorbant à partir d'un
résidu ligno-cellulosique (Musa acuminata).
· Déterminer l'influence des paramètres
ci-après sur l'adsorption du bleu de méthylène : la masse
du bio adsorbant, le temps de contact, le pH et la concentration de la solution
du bleu de méthylène.
· Modéliser l'équilibre d'adsorption du
bleu de méthylène sur le bioadsorbant
Pour bien mener notre recherche, nous avons utilisé
deux approches méthodologiques (Bibliographique et
Expérimentale).
n Approche Bibliographique
Elle est basée sur la collecte des données
primaires, et s'est faite à travers la consultation ou la lecture de
divers documents en rapport avec notre thème.
n Approche Expérimentale
Elle est consacrée sur la collecte des données
secondaires à travers l'échantillonnage des épluchures de
la banane au marché, de Matadi Kibala et des expérimentations au
laboratoire LACOPE où nous avons étudié la variation des
paramètres ci-après : La masse du bio adsorbant, le temps de
contact, le pH et la concentration de la solution du BM.
Le choix de ce thème se justifie par le désir de
vouloir apporter une contribution pragmatique dans le traitement des rejets
industriels, en utilisant des résidus agricoles ou bio naturels.
n Intérêt scientifique
Les résultats obtenus permettront à toute la
couche de la population, aux organisations non gouvernementales, aux
décideurs tant nationaux qu'internationaux de faire le choix d'utiliser
un purifiant non polluant pour traiter les eaux dans la perspective du
développement durable.
Ce mémoire est divisé en deux parties
principales. La première partie est consacrée à une revue
bibliographique sur le sujet, est composé de deux Chapitres ;
· Le premier chapitre traite les eaux usées, tout
en donnant les différentes origines et les différents modes de
traitement de l'eau usée ainsi qu'une théorie sur les colorants
organiques, leur toxicité et leur impact sur l'environnement.
· Le deuxième chapitre, décrit
l'adsorption en général en donnant sa définition, les
isothermes, les mécanismes ainsi que les différents types
d'adsorption, tout en présentant les matériaux adsorbants.
La deuxième partie de ce mémoire est
consacrée à une étude expérimentale; elle est
composée de deux chapitres ;
· Le troisième chapitre traite sur les
matériels et les méthodes ;
· Le quatrième chapitre traite des
résultats et discussion.
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