TRAITEMENT DES EAUX COLOREES PAR COUPLAGE DES PROCEDES MEMBRANAIRES AUX TECHNIQUES PHYSICO-CHIMIQUES ET/OU ELECTROCHIMIQUES

Abstract

Cette thèse s’est consacrée à l’étude et à l’évaluation de procédés physico-chimiques et avancés pour l’élimination des colorants synthétiques, largement utilisés dans l’industrie textile et difficile à traiter par les méthodes conventionnelles. Différentes approches unitaires et hybrides ont été explorées, incluant les procédés membranaires, la bio-coagulation, la photocatalyse, l’électrocoagulation, la peroxydation électrochimique, ainsi que les bioréacteurs à membrane et électro-bioréacteurs (MBR et eMBR). Les résultats obtenus ont confirmé l’intérêt des combinaisons hybrides. Ainsi, la microfiltration associée à une bio-coagulation basée sur des extraits de feuilles de chêne (Acorn leaves) a montré une efficacité remarquable pour l’élimination du colorant Rouge Terasil, avec des performances confirmées par modélisation numérique. La photocatalyse a, quant à elle, mit en évidence le potentiel des nanoparticules de ZnO obtenues par synthèse verte à partir de deux sources végétales renouvelables : les feuilles de chêne (Acorn leaves) et le cactus. Ces catalyseurs écologiques ont permis d’atteindre des taux de dégradation supérieurs à 90 % pour différents colorants modèles, anioniques (Rouge réactif 180, Remazol Brilliant Bleu R) et cationiques (Rohdamine B, Rouge basique), tout en conservant une bonne stabilité après plusieurs cycles d’utilisation, ouvrant ainsi la voie à des applications durables. L’électrocoagulation utilisant chutes de menuiseries d’aluminium comme électrodes a également révélé un rendement élevé pour l’élimination du Vert Cibacron, tout en maintenant une consommation énergétique acceptable, renforçant ainsi la faisabilité du procédé à l’échelle industrielle. Contrairement à ces traitements réalisés sur solutions synthétiques, certains procédés ont été évalués directement sur des effluents textiles réels. La peroxydation électrochimique, seule ou couplée à la nanofiltration, a permis d’obtenir une décoloration quasi totale et une réduction significative de la charge organique (près de 90 % de la DCO), des résultats validés par simulation numérique sous COMSOL Multiphysics. De même, la comparaison entre le bioréacteur à membrane classique (MBR) et sa version électrifiée (eMBR) a mis en évidence la supériorité du couplage électrochimie-biologie. L’eMBR s’est distingué par des temps de traitement plus courts et une meilleure réduction de la charge organique, confirmant l’intérêt de cette intégration pour le traitement d’effluents complexes. Dans l’ensemble, ces travaux mettent en lumière le potentiel considérable des procédés avancés et hybrides pour répondre aux défis environnementaux liés aux effluents textiles. L’originalité de cette recherche réside notamment dans l’intégration de coagulants et de catalyseurs d’origine naturelle, ainsi que dans l’évaluation de procédés innovants sur des rejets réels. Ces résultats ouvrent des perspectives prometteuses pour le développement de solutions à la fois efficaces, durables et respectueuses de l’environnement dans le traitement des eaux usées industrielles. Mots