Génie des procédés

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Analyse et prévention des risques Incendie/Explosion dans les sites industriels. Cas du complexe pétrochimique de SKIKDA
(Université 20 Août 1955 - Skikda, 2020) BEKHOUCHE, Saloua; ZIGHED, Lilia
Les risques d’incendie et d’explosion sont omniprésents dans tout site industriel et peuvent impliquer des accidents majeurs. C’est notamment le cas dans les complexes de traitement des produits pétroliers. Les accidents résultant des incendies ou des explosions peuvent en effet engendrer des conséquences graves non seulement pour l’homme mais également pour l’environnement et pour les installations du site lui-même. Les exemples d’accidents majeurs induits par ces phénomènes dangereux sont là pour illustrer les degrés de leur gravité mais aussi l’importance que revêt la bonne prise en charge des risques qui peuvent les initier. Et avec les systèmes industriels de plus en plus complexes le besoin devient encore plus pressant de développer des nouvelles approches d’analyse et de préventions des risques d’incendie et d’explosion. Ces approches doivent prendre en compte tous les aspects matériels et humains impliquant les risques et permettre également des exploitations de systèmes industriels plus sûres et plus économiques. L’objectif de cette thèse s’inscrit dans le cadre défini ci-dessus et vise la mise en place d’une stratégie globale visant l’analyse et la prévention des risques incendie et explosion dans les sites industriels. Cette analyse est appliquée aux complexes pétrochimiques GL1K et RTE situés au niveau de la zone pétrochimique de Skikda. Notre travail sera basé sur la combinaison de plusieurs outils (méthodes et logiciels) pour la mise en place d’une approche globale et complète d’analyse et d’évaluation des risques d’incendie et d’explosion en prenant pour sites cibles les deux complexes cités précédemment. Nous commencerons par l’exploitation de la méthode HAZID pour identifier les sources, les causes et les conséquences des dangers dans les différents composants des unités étudiées. Par la suite, l’exploitation de l’indice DOW F&EI permettra la prédiction, l’estimation et la quantification des dommages des accidents considérés. Pour illustrer la sévérité des risques d’incendie et d’explosion dans les complexes pétrochimiques GL1K et RTE, le logiciel PHAST nous permettra de modéliser et simuler les scénarios des accidents d’incendie et d’explosion au niveau des complexes considérés, ce qui donnera une indication sur la gravité des dangers et ainsi l’optimisation de l’évaluation et la prévention des risques considérés. Notre travail est complété par l’intégration d’une analyse des résultats de l’estimation et de la classification des risques Incendie/Explosion par la logique floue outil avancé qui permettra l’élimination de l’imprécision et de l’incertitude lors de l’estimation et la classification des risques considérés.
Comportement électrochimique de quelques inhibiteurs organiques vis-à-vis de la corrosion d’aciers aux carbones et de zinc
(UNIVERSITE 20 Aout1955 – SKIKDA, 2018-06-25) ZOUIED ,DAOIYA; Zouaoui ,Emna
Ce travail étudie l’inhibition de la corrosion de l’acier au carbone (UNS G10260) et de zinc allie dans une solution de NaCl à 3% par de composés organiques oxygénées et azotées qui sont l’acétanilide(AC) et le parahydroxyacétanilide (PHA). Des mesures potentiodynamiques, de spectroscopie d’impédance électrochimique et la microscopie électronique à balayage (MEB) ont été utilisées pour caractériser le mode d’action de chaque inhibiteur et d’optimiser les concentrations de chacun. Un maximum d’efficacité a été obtenu en présence de 60 ppm de PHA (E˃89%) et 20ppm de AC(E ˃79%) pour l’inhibition de l’acier au carbone et en présence de 80ppm de PHA(E=88.6%) et 40ppm de AC (E=88.9%) pour l’inhibition de zinc allie. L’adsorption de ces inhibiteurs sur la surface de zinc allié et de l’acier au carbone suit l’isotherme de Langmuir, les paramètres thermodynamiques du processus d’adsorption (ΔG, ΔH, ΔS) sur la surface de zinc allié et l’acier au carbone sont déterminés. L’effet de synergie des inhibiteurs sur l’acier au carbone et le zinc allie ont également été examinés dans le milieu chloruré. Un maximum d’efficacité a été obtenu en présence de 20ppmAC + 60ppmPHA (99.15%) et en présence de 40ppmAC+80ppmPHA (99.86), respectivement. Un mécanisme d’adsorption coopérative des deux composés explique l’effet de synergie observé
Comportement électrochimique de quelques inhibiteurs organiques vis-à-vis de la corrosion d’aciers aux carbones et de zinc
(UNIVERSITE 20 Aout1955 – SKIKDA, 2018-06-25) ZOUIED ,DAOIYA; Zouaoui ,Emna
Ce travail étudie l’inhibition de la corrosion de l’acier au carbone (UNS G10260) et de zinc allie dans une solution de NaCl à 3% par de composés organiques oxygénées et azotées qui sont l’acétanilide(AC) et le parahydroxyacétanilide (PHA). Des mesures potentiodynamiques, de spectroscopie d’impédance électrochimique et la microscopie électronique à balayage (MEB) ont été utilisées pour caractériser le mode d’action de chaque inhibiteur et d’optimiser les concentrations de chacun. Un maximum d’efficacité a été obtenu en présence de 60 ppm de PHA (E˃89%) et 20ppm de AC(E ˃79%) pour l’inhibition de l’acier au carbone et en présence de 80ppm de PHA(E=88.6%) et 40ppm de AC (E=88.9%) pour l’inhibition de zinc allie. L’adsorption de ces inhibiteurs sur la surface de zinc allié et de l’acier au carbone suit l’isotherme de Langmuir, les paramètres thermodynamiques du processus d’adsorption (ΔG, ΔH, ΔS) sur la surface de zinc allié et l’acier au carbone sont déterminés. L’effet de synergie des inhibiteurs sur l’acier au carbone et le zinc allie ont également été examinés dans le milieu chloruré. Un maximum d’efficacité a été obtenu en présence de 20ppmAC + 60ppmPHA (99.15%) et en présence de 40ppmAC+80ppmPHA (99.86), respectivement. Un mécanisme d’adsorption coopérative des deux composés explique l’effet de synergie observé
Conception et mise en œuvre de matériaux organique conducteur pour l’élaboration d’un capteur chimique
(Université 20 août 1955 – Skikda, 2024) SLIMANE BEN ALI, Djihane; AHMED CHEKkAT, Fatiha
De nombreuses industries utilisent et rejettent beaucoup de métaux lourds, ce qui en fait une menace réelle pour l’environnement. Ces polluants ont un fort impact toxicologique sur nos ressources. Malheureusement, les méthodes d'analyses classiques existants présentent beaucoup de limites. C’est pourquoi, cette étude a mis l’accent sur l'utilisation pour la première fois d'une nouvelle électrode en pâte de carbone basée sur une poudre de graphite crayon modifiée par le polyaniline (PANI) et les nanoparticules d'oxyde de cuivre synthétisées par une méthode verte en utilisant un extrait de Ficus elastica comme capteur pour la détection des métaux lourds Cd2+, Pb2+ et Hg2+. L'électrode élaborée a été caractérisée par spectroscopie (IRTF), microscopie électronique à balayage à émission de champ (FEG-SEM), spectroscopie de rayons X à dispersion d'énergie (EDX), diffraction des rayons X (DRX) et analyse thermique simultanée (TGA/DSC). Le comportement électrochimique du capteur a été évalué à l'aide des techniques de voltampérométrie cyclique (VC) et de spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE). D'après les résultats de la voltampérométrie cyclique et de la voltampérométrie à ondes carrées (SWV), le capteur CuONPs/PANI-CPE est capable de déterminer de très faibles concentrations de Cd2+, Pb2+ et Hg2+, que ce soit dans une solution monométallique ou multimétallique, avec une grande sensibilité. En outre, la détection simultanée du Cd2+, Pb2+ et Hg2+ sur CuONPs/PANI-CPE a permis d'atteindre des limites de détection très basses (0,11 ; 0,16 ; et 0,07 µgL-1, respectivement). De plus, le capteur conçu a fait preuve d'une bonne sélectivité, reproductibilité et stabilité. De plus, les CuONPs/ PANI-CPE nous ont permis de déterminer avec une grande précision les traces de Cd2+, Pb2+ et Hg2+ dans les matrices environnementales.
Dégradation photocatalytique et électrochimique des polluants en présence des catalyseurs monométalliques et bimétalliques
(Université 20 août 1955 – Skikda, 2023-11-23) Gouasmia, Abir; Ammouchi, Nesrine
Dans ce travail de thèse, deux procédés d’oxydation avancée POAs (photocatalyse hétérogène et procédé électrochimique) ont été appliqués dans la dégradation d’un polluant organique (Vert de Malachite VM) en solution aqueuse, en utilisant trois catalyseurs à base de cuivre. Les deux premiers oxydes (CuO et CuCo2O4) ont été synthétisés par la méthode de Co-précipitation et le dernier (CuFe2O4) par la méthode de sol-gel-auto-combustion. Les principales caractéristiques de nos échantillons ont été identifiées par DRX, IR-TF, UV-DRS, MEB-EDX, BET, et VSM. La présence des phases Monoclinic, Cubic, et Tétragonal dans CuO, CuCo2O4, et CuFe2O4, respectivement ont été montrés avec des énergies de gap de 1,49; 1,44 et 1,68 eV respectivement. Dans une première partie, le CuO et CuCo2O4 ont été évalué dans la dégradation photocatalytique de VM sous irradiation solaire et micro-ondes, dont les résultats montrent une excellente activité catalytique de CuO par rapport au CuCo2O4 dans la plus part des tests étudiés (effet de concentration initial, masse de catalyseur, et source d’irradiation). La réaction de dégradation est décrite par une cinétique du premier ordre. Le catalyseur de CuFe2O4 a été utilisé pour la modification d’une électrode à pâte de carbone (CuFe-EPC) afin de le tester dans l’oxydation électrochimique de VM. La bonne stabilité et l’éléctroactivité de l’électrode modifiée ont été montrées. CuFeEPC présente activité électroctalytique puissante en électro-oxydation de VM dans des conditions optimales (pH libre, 10 ppm de VM, 10 V de potentiel, et 15 min d’électrolyse).
Développement de nouveaux matériaux massiques et supportés pour la catalyse appliquée à l’environnemen
(UNIVERSITE 20 AOUT 1955 - SKIKDA, 2024) Amar Bendieb ,Aberkane; DJAZI ,Fayçal
Ce travail a consisté à préparer une série de catalyseurs d’oxydes mixtes Ni-Ce-pH (à un rapport molaire constant R= Ni2+/Ce3+ = 3 et des valeurs de pH différentes) et des catalyseurs d’hydroxydes double lamellaires (HDLs) (Ni-Cr, Zn-Cr et Ni-Zn-Cr) à un pH constant et rapport molaire différent en utilisant une méthode de co-précipitation modifiée. Les échantillons préparés tels que décrits ont été caractérisés par ATG, DRX, spectroscopie d’émission atomique à plasma à couplage inductif (ICP-AES), IRTF, Brunauer– Emmett-Teller (BET), réduction à température programmée d’H2 (H2-RTP) et la microscopie électronique (microscopie électronique annulaire à champ noir à transmission à grand angle / spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie (HAADF-TEM/EDS)). Les activités catalytiques des échantillons dans l’oxydation de la suie et de méthanation du CO ont été étudiées. Les analyses ATG ont montré que T = 600 °C est la meilleure température de calcination pour les deux types de catalyseurs. Les catalyseurs Ni-Ce-pH ont présenté de bonnes propriétés physico-chimiques, une surface BET élevée avec des tailles de cristal moyennes qui variaient avec les valeurs de pH. Les résultats de la microscopie électronique ont montré la formation de petites cristallites (~ 5 nm) de CeO2 supportées sur de grandes particules en forme de plaque de NiO (~ 20 nm d’épaisseur). La DRX a montré qu’une proportion du Ni2+ était incorporée dans le réseau cérium, et il est apparu que la quantité de Ni2+ qui remplaçait Ce4+ était plus élevée à un pH plus bas. Parmi les catalyseurs synthétisés, le Ni-Ce-8 a présenté les meilleures performances catalytiques en oxydation des suies et le Ni-Ce-10 a présenté les meilleures performances catalytiques en méthanation du CO. Les analyses FTIR et XRD ont confirmé la formation de la structure HDL des catalyseurs HDLs synthétisés et ont montré une bonne cristallinité
développement d’un matériau composite à base d’un polymère thermoplastique et d’une charge naturelle
(UNIVERSITE DE 20 AOÛT 1955 - SKIKDA, 2024-06-24) LOUAHEM M’SABAH, Ahmed Nabil; BELLIL,I Nadira
Dans cette recherche, l'impact du taux de particules de marc de café et de leur traitement par l'irradiation gamma sur les performances et les propriétés des composites PEHD/marc de café a été étudié. Ces composites ont été produits à l'aide d'un mélangeur à deux cylindres suivi d'une presse hydraulique utilisant différents pourcentages en poids de marc de café traité et non traité. De nombreux tests ont été réalisés pour étudier le comportement de ces composites. Les résultats ont révélé qu'avec une augmentation du pourcentage en poids de marc de café non traité, toutes les propriétés des composites se détériorent, atteignant le pourcentage de détérioration maximum avec une charge de 50 % en poids. L'irradiation de marc de café avec les rayonnements gamma a montré une amélioration de certaines propriétés thermiques de ces particules. L'incorporation de 20 % de marc de café irradié à la matrice PEHD a conduit à une amélioration significative des propriétés mécaniques, thermiques et rhéologiques, ainsi qu'à une amélioration de la résistance à l'eau des composites. Ceci est dû au processus de réticulation qui se produit à la suite du traitement par irradiation gamma, ce qui conduit à une meilleure compatibilité interfaciale entre les d eux composants, comme l'ont montré les micrographes de MEB. Cette étude a révélé une image claire de l'effet du taux des particules sur la détérioration des propriétés des composites en raison de la nature différente des deux composants. Elle a également montré que le traitement par rayonnement gamma est très efficace pour améliorer les performances globales des composites, notamment en valorisant ces déchets plutôt qu'en les brûlant ou en les jetant.
Élaboration de capteurs électrochimiques à base des matériaux fonctionnalisés pour la détection de polluants
(Université – 20 Août 1955 – Skikda, 2024-07-06) Walid ,BOULTIF; Zouaoui, Emna
Cette thèse présente une méthode économique et respectueuse de l'environnement pour détecter les ions Pb2+ et Cd2+ dans les eaux usées industrielles, en utilisant des capteurs électrochimiques. Cette méthode repose sur l'utilisation de chitosane extrait des carapaces de crevettes, ainsi que sa fonctionnalisation avec des oxydes métalliques comme le TiO2 et le NiO. Les capteurs sont caractérisés par spectroscopie infrarouge, spectroscopie d'impédance électrochimique et voltammétrie à impulsion différentielle. Les résultats montrent une plage de détection pour les ions Cd2+ allant de 0,03 à 10 μM, avec une limite de détection de 0,03 µM pour le capteur TiO2-chitosane, et une plage de détection pour les ions Pb2+ allant de 0,06 à 10 μM, avec une limite de détection de 0,06 µM pour le capteur NiO-chitosane. Les calculs DFT (Théorie de la Fonctionnelle de la Densité) révèlent une complexation exothermique entre Pb2+ et le chitosane. Ces résultats mettent en avant l'efficacité des capteurs électrochimiques pour la détection des métaux lourds et leur potentiel dans la valorisation des déchets marins, offrant ainsi un outil prometteur pour le suivi environnemental.
Élaboration de capteurs électrochimiques à base des matériaux fonctionnalisés pour la détection de polluants.
(Université – 20 Août 1955 – Skikda, 2024-07-06) Walid, BOULTIF; Zouaoui, Emna
Cette thèse présente une méthode économique et respectueuse de l'environnement pour détecter les ions Pb2+ et Cd2+ dans les eaux usées industrielles, en utilisant des capteurs électrochimiques. Cette méthode repose sur l'utilisation de chitosane extrait des carapaces de crevettes, ainsi que sa fonctionnalisation avec des oxydes métalliques comme le TiO2 et le NiO. Les capteurs sont caractérisés par spectroscopie infrarouge, spectroscopie d'impédance électrochimique et voltammétrie à impulsion différentielle. Les résultats montrent une plage de détection pour les ions Cd2+ allant de 0,03 à 10 μM, avec une limite de détection de 0,03 µM pour le capteur TiO2-chitosane, et une plage de détection pour les ions Pb2+ allant de 0,06 à 10 μM, avec une limite de détection de 0,06 µM pour le capteur NiO-chitosane. Les calculs DFT (Théorie de la Fonctionnelle de la Densité) révèlent une complexation exothermique entre Pb2+ et le chitosane. Ces résultats mettent en avant l'efficacité des capteurs électrochimiques pour la détection des métaux lourds et leur potentiel dans la valorisation des déchets marins, offrant ainsi un outil prometteur pour le suivi environnemental. Mots-clés :
Elaboration d’un nouveau matériau et utilisation des techniques électrochimiques et membranaires pour la dépollution des eaux colorées de textiles
(Université 20Août 1955 Skikda, 2023) EL haduuf, Kenza
Le présent travail consiste à étudier l’élimination de deux colorants textiles (rouge azucryl (RA) et poly noire (PN) par le procédé d’électrocoagulation en utilisant des électrodes en Aluminium recyclées (nous avons testé l’effet de deux types d’électrodes, à savoir l’Aluminium des canettes et l’Aluminium des plaques d’immatriculation). Alors en vue d’améliorer les performances du traitement des effluents textiles, le procédé de la combinaison « électrocoagulation- microfiltration » s’est présenté comme une technique de traitement alternative aux procédés conventionnels. Les résultats expérimentaux pour l’élimination du (RA) nous permettent de dire que l'application de ce procédé donne des rendements de décoloration (%) très satisfaisants, un rendement de 99,76 % pour un temps de traitement de 35 min, un pH initial de 8, l'intensité de 0,25 A, et la distance 1cm est obtenue pour les électrodes des canettes recyclées ; et un rendement de 94,16 % est obtenu pour les électrodes non recyclées pendant une durée de 60 min. Et d'un point de vue économique, à travers les résultats que nous avons obtenus, on peut dire que l’électrocoagulation est une technique très économique puisque le prix du traitement pour les électrodes recyclées est de 6,63.10-1 DA (4,4.10-3 $) /m3 d'eau traitée pour l'intensité de 0,25A. La deuxième étude est basée sur l'élimination de colorant textile (PN), Lors de la modélisation par le plan composite centré, les valeurs des coefficients de détermination du taux de décoloration pour t = 30, 45 et 60 min sont R2 = 94,84, 96,29 et 96,26 % respectivement, suggérant une forte significativité des modèles obtenus, qui sont en bon accord avec les données expérimentales. La troisième partie de ce travail vise l’étude de l'élimination de la couleur (à λmax = 533 et 571 nm), la turbidité et la DCO des eaux usées textiles par électrocoagulation (EC) en utilisant des électrodes recyclées (qui ont été préparées à partir du recyclage de vieilles plaques d'immatriculation de véhicules), et le processus hybride EC-MF. Le procédé (EC) s'est avéré prometteur et a produit plus de 90% d’efficacité d'élimination de la couleur, de la turbidité et de la DCO dans des conditions de fonctionnement optimisées : temps de réaction de 100 min, intensité de courant de 0,30A, distance inter-électrodes de 1 cm et 4 électrodes avec le systèmemonopolaire en parallèle (MP-P).
Elaboration d’un nouveau matériau et utilisation des techniques électrochimiques et membranaires pour la dépollution des eaux colorées de textiles
(Université 20Août 1955 Skikda, 2023-10-10) Kenza, EL HADEUF; MESSIKH, Nabil
Le présent travail consiste à étudier l’élimination de deux colorants textiles (rouge azucryl (RA) et poly noire (PN) par le procédé d’électrocoagulation en utilisant des électrodes en Aluminium recyclées (nous avons testé l’effet de deux types d’électrodes, à savoir l’Aluminium des canettes et l’Aluminium des plaques d’immatriculation). Alors en vue d’améliorer les performances du traitement des effluents textiles, le procédé de la combinaison « électrocoagulation- microfiltration » s’est présenté comme une technique de traitement alternative aux procédés conventionnels. Les résultats expérimentaux pour l’élimination du (RA) nous permettent de dire que l'application de ce procédé donne des rendements de décoloration (%) très satisfaisants, un rendement de 99,76 % pour un temps de traitement de 35 min, un pH initial de 8, l'intensité de 0,25 A, et la distance 1cm est obtenue pour les électrodes des canettes recyclées ; et un rendement de 94,16 % est obtenu pour les électrodes non recyclées pendant une durée de 60 min. Et d'un point de vue économique, à travers les résultats que nous avons obtenus, on peut dire que l’électrocoagulation est une technique très économique puisque le prix du traitement pour les électrodes recyclées est de 6,63.10-1 DA (4,4.10-3 $) /m3 d'eau traitée pour l'intensité de 0,25A. La deuxième étude est basée sur l'élimination de colorant textile (PN), Lors de la modélisation par le plan composite centré, les valeurs des coefficients de détermination du taux de décoloration pour t = 30, 45 et 60 min sont R2 = 94,84, 96,29 et 96,26 % respectivement, suggérant une forte significativité des modèles obtenus, qui sont en bon accord avec les données expérimentales. La troisième partie de ce travail vise l’étude de l'élimination de la couleur (à λmax = 533 et 571 nm), la turbidité et la DCO des eaux usées textiles par électrocoagulation (EC) en utilisant des électrodes recyclées (qui ont été préparées à partir du recyclage de vieilles plaques d'immatriculation de véhicules), et le processus hybride EC-MF. Le procédé (EC) s'est avéré prometteur et a produit plus de 90% d’efficacité d'élimination de la couleur, de la turbidité et de la DCO dans des conditions de fonctionnement optimisées : temps de réaction de 100 min, intensité de courant de 0,30A, distance inter-électrodes de 1 cm et 4 électrodes avec le systèmemonopolaire en parallèle (MP-P).
Elaboration d’un nouveau matériau et utilisation des techniques électrochimiques et membranaires pour la dépollution des eaux colorées de textiles
(Université 20Août 1955 Skikda, 2023-10-10) Kenza, EL HADEUF; MESSIKH, Nabil
Le présent travail consiste à étudier l’élimination de deux colorants textiles (rouge azucryl (RA) et poly noire (PN) par le procédé d’électrocoagulation en utilisant des électrodes en Aluminium recyclées (nous avons testé l’effet de deux types d’électrodes, à savoir l’Aluminium des canettes et l’Aluminium des plaques d’immatriculation). Alors en vue d’améliorer les performances du traitement des effluents textiles, le procédé de la combinaison « électrocoagulation- microfiltration » s’est présenté comme une technique de traitement alternative aux procédés conventionnels. Les résultats expérimentaux pour l’élimination du (RA) nous permettent de dire que l'application de ce procédé donne des rendements de décoloration (%) très satisfaisants, un rendement de 99,76 % pour un temps de traitement de 35 min, un pH initial de 8, l'intensité de 0,25 A, et la distance 1cm est obtenue pour les électrodes des canettes recyclées ; et un rendement de 94,16 % est obtenu pour les électrodes non recyclées pendant une durée de 60 min. Et d'un point de vue économique, à travers les résultats que nous avons obtenus, on peut dire que l’électrocoagulation est une technique très économique puisque le prix du traitement pour les électrodes recyclées est de 6,63.10-1 DA (4,4.10-3 $) /m3 d'eau traitée pour l'intensité de 0,25A. La deuxième étude est basée sur l'élimination de colorant textile (PN), Lors de la modélisation par le plan composite centré, les valeurs des coefficients de détermination du taux de décoloration pour t = 30, 45 et 60 min sont R2 = 94,84, 96,29 et 96,26 % respectivement, suggérant une forte significativité des modèles obtenus, qui sont en bon accord avec les données expérimentales. La troisième partie de ce travail vise l’étude de l'élimination de la couleur (à λmax = 533 et 571 nm), la turbidité et la DCO des eaux usées textiles par électrocoagulation (EC) en utilisant des électrodes recyclées (qui ont été préparées à partir du recyclage de vieilles plaques d'immatriculation de véhicules), et le processus hybride EC-MF. Le procédé (EC) s'est avéré prometteur et a produit plus de 90% d’efficacité d'élimination de la couleur, de la turbidité et de la DCO dans des conditions de fonctionnement optimisées : temps de réaction de 100 min, intensité de courant de 0,30A, distance inter-électrodes de 1 cm et 4 électrodes avec le systèmemonopolaire en parallèle (MP-P)
Élimination des composés organiques récalcitrants par les procédés d’oxydation avancés (POAs) en milieu aqueux
(Université du 20 Août 1955 Skikda, 2023) CHAMEKH, HAYET; Fayçal, DJAZI
Cette étude a eu pour objectif d’évaluer l’efficacité des Procédés d’Oxydation Avancés (POAs) utilisant les irradiations ultraviolettes, pour l’élimination des composés organiques en milieux aqueux. Le premier objectif de cette thèse a été consacré à l’étude de l’élimination d’une molécule modèle représentative des colorants azoïques l’Acid Yellow 99 (AY99), par les irradiations ultraviolettes à 254 nm. Il a été constaté que la dégradation de l’AY99 par le procédé de photolyse (UV seul) est due principalement à sa réaction avec les radicaux HO•. La présence des ions bicarbonates et/ou bromures, a réduit la vitesse de dégradation, alors que les ions carbonates n’ont pas eu un effet significatif sur le processus photolytique. Les expériences menées dans différentes matrices d’eau de composition variable et/ou complexe, ont confirmé l’impact des différentes substances présentes dans l’eau sur le processus photolytique. L’addition des précurseurs tels que H2O2, K2S2O8, H5IO6, FeCl3, et/ou CCl4 au système photolytique est favorable à la dégradation de l’AY99, et ce grâce à la génération des entités radicalaires (HO•, IO4•, IO3•, Cl•, SO4•‾…). L’efficacité de dégradation est fonction de la concentration initiale du précurseur ajouté et suit l’ordre suivant : UV/IO4‾ (99,90%) > UV/S2O82‾ (99,42%) > UV/H2O2 (98,66%) > UV/CCl4 (94,55%) > UV/Fe3+ (63,68%)> UV (36,63%). L’utilisation des procédés photocatalytiques en phase homogène (UV/S2O82‾, UV/IO4‾) et/ou hétérogène (UV/TiO2, UV/TiO2/S2O82‾ et/ou UV/TiO2/IO4‾) pour l’élimination d’une deuxième molécule modèle représentative des colorants azoïques l’Orange G(OG) a été le second objectif de cette thèse. L’apport du TiO2 au processus photochimique a accéléré la cinétique de dégradation de l’OG. La vitesse de dégradation augmente avec l’augmentation de la masse du TiO2 jusqu’à une certaine limite puis se stabilise. Le taux de dégradation est inversement proportionnel à la concentration du substrat. Les procédés UV/S2O82‾ et UV/IO4‾ sont très performants pour la dégradation de l’OG; le taux de dégradation croît avec l’augmentation de la concentration de l’oxydant utilisé jusqu’à une dégradation totale pour les concentrations élevées en oxydant. L’addition des ions S2O82‾ et/ou ions IO4‾ au système UV/TiO2 (UV/TiO2/S2O82‾, UV/TiO2/IO4‾) a augmenté l’efficacité de dégradation photocatalytique de l’OG. Un système à catalyseur immobilisé sur support inerte (chicane) sous forme de couches minces a été élaboré. Les films de TiO2 ont été déposés par spin-coating sur des lames en verre. Les essais de dégradation de l’OG par ce système ont montré un taux d’élimination relativement moindre par rapport à celui utilisant des suspensions de TiO2. Une baisse du rendement a été obtenue avec l’utilisation du même support après 3 cycles. La dégradation photocatalytique de l’OG utilisant le TiO2 immobilisé a été améliorée par ajout du persulfate à différentes concentrations. Le troisième objectif a été d’étudier les facteurs pouvant influer sur la dégradation de l’OG par le procédé UV/TiO2/IO4‾. La vitesse de dégradation augmente avec l’augmentation de la concentration initiale du substrat jusqu’à une certaine valeur puis diminue pour des concentrations plus élevées. Le processus UV/TiO2/IO4‾ est efficace à pH libre (6,5). Le type de catalyseur influe sur le procédé ; une meilleure efficacité est obtenue avec TiO2 DegussaP25. L’utilisation d’une intensité lumineuse plus grande a donné un effet négatif. L’irradiation à 254 nm est plus efficace que celle à 365 nm. L’utilisation des espèces inhibitrices comme les alcools a pu mettre en évidence l’implication d’autres entités radicalaires outre que le radical hydroxyle dans le processus de dégradation. L’ajout de différents sels (NaCl, KBr, Na2SO4, NaHCO3 et Na2CO3) a influé sur le processus de dégradation. La dégradation de l’OG s’est révélée être sensible à la nature de la matrice eau utilisée. La minéralisation de l’OG a donné un résultat satisfaisant (56,15%). Le calcul de la consommation énergétique (EEO) a montré que le processus de dégradation est moins énergivore que le processus de minéralisation. Cette étude a montré que le système UV/TiO2/IO4‾ était un procédé efficace pour traiter les eaux usées chargées en colorant azoïque Orange G.
Étude par DFT de l’adsorption de molécules d’intérêt environnemental par des nanomatériaux.
(Université 20 août 1955 – Skikda, 2023) Ali messiad, fatine; ZOUAOU,I Emna
Dans ce travail, nous avons étudié les complexes d’inclusionformés entredes molécules invitées (le gaz moutarde et ses dérivés et le pyrène) et différents systèmes hôtes macrocycliques au moyen de la méthode DFT. Les résultats montrent que les énergies de complexation des systèmes SM@EtP[5], S1@EtP[5], S2@EtP[5], S3@EtP[5], S4@EtP[5] et S5@EtP[5] calculées théoriquement se corrèlent bien avec les constantes d’associationexpérimentales.Les résultats ont révélé également le potentiel des systèmes macrocycliques DCMP[5] et le calix[4]arène en tant que candidatspour la conception de capteurs chimiques.Les analysesNCI-RDG et IGMH ont été particulièrement utiles pour caractériser la nature des interactions noncovalentes existantes au sein des complexes d’inclusion étudiés.
Etude par modélisation moléculaire de la stabilité d’un polluant organique
(Université 20 Août 1955 Skikda, 2024-06-25) AHLEM, BENMERABET; Abdelaziz, Bouhadiba
Cette thèse vise à étudier la complexation de deux molécules hôtes qui sont la β-CD et HP-β-CD avec le polluant organique trichloroéthylène (TCE). Le processus d’inclusion est évalué d’une façon approfondie, par le calcul des différentes énergies de complexation ainsi que le calcul des paramètres thermodynamiques en utilisant diverses méthodes, parlant des méthodes DFT/BLYP-D4 et PBEh-3c outre que les calculs HOMO, LUMO et HOMO-LUMO gap qui donnent un bon aperçue sur l’encapsulation réalisée, d’autre part une sélection des conformations les plus stables été faite en recherchant les interactions intermoléculaires non-covalentes : les faibles liaisons Van der Waals et les liaisons d’hydrogène, qui jouent un rôle motrice et conducteur et même stabilisant des complexes formés, une série de méthodes été employée citant la méthodes IGM, la méthode de décomposition de charge et sa version étendue (CDA et ECDA) pour l’évaluation du transfert de charge. L’interprétation des résultats évoque que le processus de complexation est thermodynamiquement favorable et assurant une bonne stabilité des complexes TCE/β-CD et TCE/HP-β-CD. Pour renforcer la fiabilité des résultats aboutis, une étude complémentaire a été faite par les simulations Monte Carlo, dont le but est d’atteindre une compréhension optimale de la complexation. Enfin, ce travail a prouvé les bénéfices de la technique de la complexation dans la préservation de la santé, de la sécurité et de l’environnement
Étude théorique des propriétés d’emmagasinage dans les matériaux supramoléculaires poreux
(Université 20 août 1955 – Skikda, 2023) ASSABA, Ibtissem Meriem; Messikh, Nabil
Ce manuscrit constitue un travail de thèse réalisé au moyen de la chimie computationnelle dans lequel on a traité deux axes différents en se basant sur l’approche de la théorie de la fonctionnelle de la densité "DFT". Le premier axe est particulièrement lié à la crise sanitaire mondiale du Covid-19 et est porté sur l’étude de formation des complexes d’inclusion entre les molécules chloroquine et dexaméthasone et les macrocycles cyclodextrines. Le second axe est d’un intérêt environnemental où on étudie le potentiel d’une série de macrocycles pour la rétention de molécules à effet de serre ainsi que l’inclusion des explosives tel que le 2,4- dinitrotoluène. On a pu identifier les différentes interactions intermoléculaires régissant ces systèmes formés et confirmer les résultats expérimentaux.
Etude théorique des réactions d’additions nucléophiles des alcènes sur des dipôles-1,3
(Université – 20 Août 1955 – Skikda, 2024-07-03) MESSIKH, Samia; SOBHI .Chafia
Le travail présenté dans cette thèse a pour objectif d’étudier théoriquement la régiosélectivité et la stéréosélectivité de la réaction de cycloaddition [3+2] entre le N-méthylphénylnitrone et 1-sulfonyl-1-trifluorométhylallène. Cette étude a été réalisée dans le cadre de la théorie de la densité électronique moléculaire (MEDT) en utilisant les méthodes théoriques de la DFT dans la fonctionnelle B3LYP avec la base standard 6-31G(d). Quatre voies compétitives ont été localisées et caractérisées, cependant que la formation du méta-exo comme isomère principal, se déroule via un mécanisme par étapes avec la participation d’un intermédiaire zwittérionique, contrairement aux autres voies qui suivent un mécanisme en une seule étape. L’analyse des indices de réactivité explique correctement le caractère polaire de cette réaction et l’analyse des fonctions de Parr locales nous permet d’expliquer la régiosélectivité observée expérimentalement. La présence du triflurométhyle et du sulfonyle en tant que groupements électroattracteur augmente considérablement la réactivité de l’allène et produit la sélectivité méta. L’inclusion de l’effet du solvant augmente légèrement les énergies d’activation ainsi que la stéréosélectivité de la voie méta-exo. L’analyse QTAIM révèle que la présence d’un nombre significatif d’interactions conventionnelles et non conventionnelles aux deux TSs de l’approche méta la plus favorable est responsable de la régiosélectivité observée expérimentalement
Influence de la Composition du Milieu sur la Croissance des Microalgues : Application à la Dépollution des Eaux usées
(Université 20 Août 1955 - Skikda, 2023-09-07) DZIZI ,Sabrina; CHAIB, Nadjla
L’utilisation simultanée des microalgues pour le traitement des eaux usées est une option faisable. La capacité des microalgues à dégrader les matières organiques, l’élimination des nutriments et l’absorption des métaux lourds sont bien connus depuis longtemps, par contre l’utilisation des algues n’a pas été entièrement exploitée pour le traitement des eaux usées. Le succès de cette technologie dépend encore beaucoup de la sélection, de la culture et de la récolte efficaces des souches microalgales. L’objectif de ce présent travail s’articule autour de l’étude des capacités d’élimination des différents polluants tels que : les phosphates, les nitrates, les métaux lourds et les hydrocarbures par une espèce de microalgue brune (les diatomées) (Nitzschia sp.), une espèce de microalgue verte (Chlorella vulgaris) et une espèce de microalgue bleue-verte (Aphanocapsa zanardinii). Ces microalgues ont été cultivées dans leurs milieux de culture spécifiques stériles (Bold Basal Medium BBM, Bleue Green Medium BG11 et WCM) jusqu’à l’obtention d’un volume de biomasse suffisant, puis transférées dans de nouveaux bioréacteurs contenant des eaux usées synthétiques stériles pour la bioremédiation de la pollution carbonée, azotée et phosphorée en utilisant Nitzschia sp., et l’élimination du cadmium (50mg/L, 100mg/L, 250mg/L) en utilisant séparément C. vulgaris et A. zanardinii. La bio-élimination du pétrole (0,1%, 0,5% et 1%) a été réalisée par ces deux dernières souches en utilisant le pétrole comme source unique de carbone et d’énergie. Les rendements calculés de notre traitement biologique de l'eau usée par les diatomées (Nitzschia sp.) étaient très prometteurs. La demande chimique en oxygène (DCO) et la demande biologique en oxygène (DBO) ont été réduites respectivement de 80,27% et 58%. Les rendements de l'enlèvement de phosphore et d'azote étaient les suivants : 71,91% et 98,47% respectivement. Les résultats obtenus ont montré que les deux microalgues ont une capacité significative à éliminer le cadmium avec des taux d’élimination significatifs en utilisant séparément A. zanardinii (75,13%) et C. vulgaris (86,07%). Et d’autre part, nous avons vérifié l’efficacité des ces deux microalgues phototrophes pour éliminer le pétrole brut des eaux usées des raffineries. On obtient les bons rendements: (79,12% et 88,6%) à la concentration en pétrole de 1% pour A. zanardinii et C. vulgaris respectivement
Matrice des risques : cas de la zone pétrochimique de Skikda
(Université 20 Août 1955- Skikda, 2021-11-04) Abderraouf, BOUAFIA; ZIGHED, Lilia
Aujourd'hui, l'industrie pétrochimique se préoccupe non seulement de la production, mais aussi de la sécurité des installations. L'objectif de l'analyse des risques est de s'assurer que les risques majeurs dans les domaines industriels pétrolier soient suffisamment faibles ou que des moyens de prévention-protection soient déjà mis en œuvre pour lutter contre ces risques. Les accidents industriels majeurs pourraient être évités si les scénarios d’accident étaient préalablement identifiés, grâce à des méthodes d'identification des risques. Dans telles situations, les analystes de risques se réfèrent souvent à l'analyse quantitative des risques ((QRA)), qui est une approche cruciale pour l'évaluation et la gestion appropriées des risques industriels. Elle consiste essentiellement à identifier les événements accidentels potentiels, à estimer leur fréquence et à analyser leurs conséquences, en utilisant des méthodes appropriées (hazard operability HAZOP) ou (hazard identification HAZID), arbre de défaillances, arbre d'événements, modèles physiques et empiriques des effets des conséquences, modèles de vulnérabilité, etc. L'objectif est d'estimer les risques individuels et sociétaux et par conséquent, appliquer des mesures appropriées qui répondent efficacement à cette évaluation. Divers modèles de vulnérabilité ont été mis au point pour modéliser différents types d'accidents majeurs et pour prévoir leurs conséquences. Dans ce contexte, le modèle d'explosion des zones obstruée, (obstructed region explosion model OREM) est utilisé pour approfondir la compréhension du phénomène physique des incendies et les explosions utilisant des modèles analytiques tels que le modèle multi-énergie, le modèle de risque vulnérabilité (VULN) et le modèle d’impact (MPACT), pour modéliser les phénomènes accidentels et calculer leur impact sur la population et les structures environnantes. En outre, il est nécessaire d'utiliser l'outil (SAFETI software for the assessment of flammable, explosive and toxic Impact) qui appartient à det norske veritas (DNV) pour la modélisation, qui s'avère être un outil supplémentaire puissant pour la recherche expérimentale et théorique du (QRA). Ensuite, le développement d'une matrice de risques représentant la gravité des risques étudiés pour quantifier les effets indésirables des conséquences modélisé. La réalisation de ce travail permettra aux responsables d'entreprises ou d'organisations de l'utiliser comme un outil d'aide à la décision dans l'élaboration de leur plan d'action.
Synthèse et caractérisation de catalyseurs supportés et leurs applications
(Université 20 août 1955 – Skikda, 2024-06-26) Bousba, Dalila; Sobhi ,Chafia
Ce travail porte sur la synthèse, caractérisation et application des catalyseurs pour deux objectifs, production du biodiesel à partir d'huile de cuisson usagée et dégradation du polluant organique (vert de malachite). La première partie du travail est consacré à la synthèse du catalyseur NaOH/CoFe2O4. L’étude des propriétés structurelles et textuelles de ce dernier a montré que les nanoparticules sont formés d’une seule phase cristalline CoFe2O4 avec de taille moyenne de l'ordre de 20,32 nm, une surface spécifique de 9,7249 m2.g-1 et volume poreux de égale 0,111996 cm3.g-1, ainsi qu’une aimantation à saturation (Ms) de 52,88 emu/g. D’autre part la propriété basique du catalyseur est appropriée à la réaction de trans-estérification pour production du biodiesel. Le rendement du biodiesel est de 98,6 % aux conditions optimales, 3% masse du catalyseur, 15:1 méthanol/huile (fraction molaire), température 65°C pendant 60 minutes. L’énergie d’activation de la réaction est -0.37104 kJ/mol, ainsi qu’elle suit une cinétique de pseudo-premier ordre ainsi qu’elle est de nature exothermique, non spontanée et endergonique. Dans la deuxième partie de notre travail, nous avons élaboré le catalyseur supporté CuO/TiO2 (avec deux pourcentages massiques en oxyde du cuivre 20% et 30%). les tests de caractérisations chimiques et physiques ont montés la formation de la phase cristalline CuO à la surface du support TiO2. Les catalyseurs 20%CuO/TiO2 et 30%CuO/TiO2 ont des surfaces spécifiques et volumes poreux de 4,4184 et 3,7860 m2.g-1 ; 0,014385 et 0,014130 cm3.g-1 ainsi que des énergies de gap (Eg) de 1,53 et 1,51eV respectivement. La dégradation photocatalytique du colorant vert de malachite (VM) a atteint 98,90 % pour un dosage du 0,2 g/ 250 ml (catalyseur/solution du colorant). La cinétique de dégradation du VM est suit le modèle pseudo premier ordre pour les concentrations 10, 20 et 40 ppm et le modèle pseudo second ordre pour la concentration 60 ppm

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