Génie des procédés

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Etude des interactions intermoléculaires dans les complexes d’inclusions par la méthode DFT
(Université 20 Août 1955 Skikda, 2025) BOUNEB, WAHIBA; BOUHADIBA, Abdelaziz
Ce manuscrit présente une étude approfondie des interactions intermoléculaires dans les complexes d'inclusion, réalisée à l'aide de la chimie théorique, plus précisément en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). L'objectif principal de cette étude est d'explorer les mécanismes de formation et de stabilité de ces complexes, en mettant particulièrement l'accent sur les cyclodextrines, des macrocycles utilisés pour l'encapsulation de molécules invitées. L'étude se concentre sur les complexes d'inclusion formés entre différentes cyclodextrines et des molécules spécifiques, telles que l'interaction de l'α-cyclodextrine avec l'acide 2-(4-hydroxyphénylazo) benzoïque, ainsi que l'inclusion de l’acide zolédronique dans la β-cyclodextrine. Les propriétés thermodynamiques, les orbitales moléculaires et les énergies d'interaction ont été calculées à l'aide de la méthode DFT, permettant une analyse détaillée de ces systèmes. L’étude des forces non covalentes, telles que les interactions de Van der Waals et les ponts hydrogène, a permis de mieux comprendre les mécanismes de stabilisation des complexes. Les résultats obtenus ont validé les observations expérimentales et ont ouvert de nouvelles perspectives pour l'application de ces complexes dans le domaine pharmaceutique, notamment pour la conception de systèmes de libération contrôlée de médicaments This manuscript presents a detailed study of intermolecular interactions within inclusion complexes, carried out using theoretical chemistry, specifically the density functional theory (DFT). The primary goal of this study is to explore the formation and stability mechanisms of these complexes, with particular focus on cyclodextrins, macrocycles used to encapsulate guest molecules. The study focuses on inclusion complexes formed between different types of cyclodextrins and specific molecules, such as the interaction of α-cyclodextrin with 2-(4- hydroxyphenylazo)benzoic acid and the inclusion of zoledronic acid in β-cyclodextrin. Thermodynamic properties, molecular orbitals, and interaction energies were calculated using the DFT method, providing a detailed analysis of these systems. The study of non-covalent forces, such as Van der Waals interactions and hydrogen bonding, allowed for a better understanding of the stabilization mechanisms of these complexes. The obtained results validated experimental observations and opened new avenues for the application of these complexes in the pharmaceutical field, particularly for the design of controlled drug delivery systems الملخص تقدم هذه الأطروحة دراسة مفصلة للتفاعلات بين الجزيئات داخل معقدات الشمول، تم إجراؤها باستخدام الكيمياء النظرية، وخاصة نظرية الكثافة الوظيفية ) .(DFTالهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو استكشاف آليات تكوين واستقرار هذه المعقدات، مع التركيز بشكل خاص على السيكلودكسترينات، وهي حلقات كبيرة تُستخدم لحجز الجزيئات المدعوة. تركز الدراسة على معقدات الشمول التي تتكون بين أنواع مختلفة من السيكلودكسترينات وجزيئات محددة، مثل تفاعل الألفا- سيكلودكسترين مع حمض -4(-2هيدروكسي فينيل آزو) بنزويك وحجز حمض الزوليدرونيك في البيتا-سيكلودكسترين. تم حساب الخصائص الديناميكية الحرارية، والأوربيتالات الجزيئية، وطاقة التفاعل باستخدام طريقة ، DFTمما سمح بإجراء تحليل دقيق لهذه الأنظمة. كما تم دراسة القوى غير التساهمية مثل تفاعلات فان دير فالز والجسور الهيدروجينية لفهم آليات استقرار المعقدات بشكل أفضل. أكدت النتائج المحصل عليها الملاحظات التجريبية وفتحت آفاقًا جديدة لتطبيق هذه المعقدات في المجال الصيدلاني، لا سيما في تصميم أنظمة لتحرير الأدوية بشكل محكوم
Preparation of Clay-Nanoparticle Composite Materials for Water Depollution
(2025-11) Hanane, ALIDRA; DJAZI, Faycal
This doctoral dissertation explores the design and application of modified clay–nanoparticle composite materials for the removal of organic pollutants specifically phenol and methyl violet dye from contaminated water. The study addresses the growing environmental concern associated with persistent toxic pollutants released from industrial effluents, which conventional treatment technologies often fail to eliminate efficiently. The research focuses on the preparation of several types of modified bentonites, including inorganic (Hematite Nanoparticles), organo-modified (intercalated with quaternary ammonium surfactants), and hybrid inorganic–organic composites. Detailed procedures for purification, sodification, intercalation, and pillarization were performed to tailor the physicochemical properties of the clay materials. Advanced characterization techniques (TGA, FT-IR, XRD, SEM-EDX, and BET) confirmed successful structural and surface modifications, revealing improved porosity, enhanced interlayer spacing, and the presence of active adsorption sites. These structural changes directly contribute to the increased affinity of the modified clays toward organic contaminants. Adsorption experiments were conducted to evaluate the performance of the synthesized materials under varying conditions, including pH, contact time, pollutant concentration, temperature, and adsorbent dosage. Adsorption isotherms (Langmuir and Freundlich) and kinetic models (pseudofirst-order and pseudo-second-order) were applied to understand the interactions and mechanisms involved. The findings demonstrate that the hybrid inorgano-organo bentonite composites exhibit superior adsorption capacities compared to raw and singly modified clays. This improvement results from the synergistic effects of surfactant intercalation and hematite nanoparticle incorporation. The study concludes that these engineered bentonite-based materials represent cost-effective and environmentally friendly adsorbents suitable for water purification applications. تتناول هذه الأطروحة تطوير واستخدام مواد مركّبة مك ّونة من الطين والجسيمات النانوية بهدف إزالة الملوثات العضوية، وخاصة الفينول وصبغة الميثيل البنفسجي، من المياه الملوثة. وتستجيب هذه الدراسة للتحديات البيئية المتزايدة الناتجة عن الملوثات السامة والمستعصية التي تُطرح في المياه الصناعية، والتي غالبًا ما تفشل طرق المعالجة التقليدية في التخلص منها بشكل فعّال. يركّز العمل على تحضير عدة أنواع من البنتونيت المعدّل، بما في ذلك البنتونيت غير العضوي )المعزز بالهيماتيت(، والبنتونيت العضوي )ال ُمدخل بمواد فعّالة سطحياً من نوع الأمونيوم الرباعي(، وكذلك المركّبات الهجينة العضوية-غير العضوية. وتم إجراء عمليات التنقية، التبديل بالصوديوم، الإدخال العضوي، والتدعيم لتعديل الخصائص الفيزيائية والكيميائية للطين. وقد أكدت تقنيات التحليل نجاح هذه التعديلات من خلال إظهار زيادة في المسامية، وتو ّسع في المسافات بين الصفائح، وظهور مواقع نشطة جديدة المختلفة على السطح، مما ع ّزز قدرة المواد على الامتزاز. أُجريت تجارب امتزاز لدراسة أداء هذه المواد تحت مجموعة من الشروط مثل درجة الحموضة، وقت التلامس، تركيز الملوث، درجة الحرارة وكمية المادة المازة. وتم استخدام نماذج لانغمير وفرويند ِلش بالإضافة إلى النماذج الحركية لفهم آليات الامتزاز. اظهرت النتائج نجاعة المواد الهجينة المعدّلة التي تجمع بين مزايا التعديل العضوي وغير العضوي، مما يمنحها مواد أعلى كفاءة في إزالة الفينول وصبغة الميثيل البنفسجي مقارن ًة بالبنتونيت الخام أو المعدّل بشكل منفرد. وتخلص الدراسة إلى أن هذه المواد تمثل حلو ًلا منخفضة التكلفة وصديقة للبيئة لمعالجة المياه الملوثة
Étude computationnelle par DFT d'inhibiteurs de corrosion métallique par des molécules organiques
(Université 20 Août 1955 Skikda, 2025-12-07) BOUHADOUACHE , Fethi; ALLAL, Hamza
Cette thèse examine, par la méthode DFT, le rôle de la structure moléculaire des composés organiques dans l’inhibition de la corrosion de l’aluminium. Trois formes de la vanilline (naturelle, protonée et déprotonée) ont été étudiées, montrant que la nature des liaisons formées avec la surface Al(111) influence fortement le mécanisme d’adsorption, ce qui est confirmé par la dynamique moléculaire. L’étude du glucose a révélé que sa forme linéaire se lie plus fortement à l’aluminium, tandis que la forme cyclique interagit principalement par des forces non covalentes. Ces résultats soulignent l’importance des approches computationnelles dans le développement
Risk management and control related to fixed pressurized equipment failure
(20 August 1955 – Skikda University, 2025) Khawla , DIB; Youcef , ZENNIR
Fixed pressurized equipment, such as separators, reactors, heaters and storage tanks, are integral to the safe operation of oil and gas facilities. Depending on the operating conditions, several damage mechanisms can occur and lead to failure. Managing the risks associated with these assets is critical to preventing accidents, leaks, and failures that could lead to catastrophic events. A robust risk management approach ensures that the integrity of this equipment is maintained throughout its lifecycle. catalytic reformer heater tubes, operating under extreme temperatures, pressure, and corrosive environments, are prone to various damage mechanisms that can lead to failure. To assess these risks, a combination of inspection techniques is used to identify the key degradation mechanisms. Based on these findings, a Risk-Based Inspection (RBI) study will be conducted to develop a targeted inspection strategy aimed at mitigating identified risks. Additionally, several recommendations are proposed to prevent similar damage in the future, enhancing both safety and equipment reliability
Vers une approche quantitative d’évaluation des performances des plans internes d’intervention à l’aide des réseaux de petri stochastiques
(Université 20 août 1955 – Skikda, 2025-06-22) MESLOUB, Khouloud; INNAL , Fares
Les exploitants industriels ont l’obligation d’assurer la protection des cibles potentielles que sont les personnes, l’environnement et les biens, même en cas de défaillance des barrières de sécurité préventives. Cette protection vise donc l’empêchement de l’escalade de la situation accidentelle initiale. Dans ce contexte, les plans internes d’intervention (PII) jouent un rôle majeur dans le processus de gestion des urgences, car il en constitue le premier niveau d’intervention. Une attention particulière doit donc être portée lors de leur élaboration et de leur mise en œuvre, afin d’assurer une efficacité maximale des opérations d’intervention. A ce titre, l’objectif de ce travail doctoral est le développement d’une approche structurée permettant une quantification la plus réaliste possible de la performance des plans d’urgence. Pour ce faire, nous avons dans un premier temps modélisé les différentes étapes de déroulement d’un PII relatif à un scénario d’incendie initié par une fuite de gazoline à l’aide de deux approches de modélisation fonctionnelle communément utilisées, à savoir : l’IDEF0 et le PBMN. L’IDEF0 permet de préciser les entrées, sorties, outils support et les contraintes qu’il est nécessaires de respecter lors des opérations d’intervention, tandis que le BPMN permet de rendre compte des aspects temporels (durées d’exécution) et d’autres considérations telles que certaines relations logiques entre les entrées et sorties. Ensuite, afin de considérer certains aspects dynamiques tels que le comportement fonctionnel et dysfonctionnel des équipements d’intervention, nous avons mis à profit les réseaux de Petri stochastiques (RdPS) couplés à la simulation de Monte Carlo. Cette utilisation conjointe permet la modélisation des systèmes complexes (à l’image des PII) de même que l’estimation quantitative des indicateurs de performance qui s’y associent. Les résultats obtenus en termes de probabilités de réalisation de certains événements et des instants de leur occurrence montrent l’efficacité de la stratégie d’intervention objet de l’étude.
Synthèse, caractérisation et application de biomasse lignocellulosique fonctionnalisée par des oxydes métalliques
(Université 20 Août 1955 Skikda, 2025) MERADI , Sabri; BOUGDAH , Nabil
Dans ce travail nous présentons une nouvelle modification d’une biomasse lignocellulosique dérivée des coques de noyaux d'abricot, utilisant une activation composite avec KI/KOH et une fonctionnalisation avec un matériau tolérant spécifiquement l'oxyde de magnésium (MgO). Les matériaux obtenus, à savoir les coques de noyaux d'abricot naturel biomasse brute (NA-B), les coques de noyaux d'abricot modifiées biomasse activée (NA-A) et les coques de noyaux d'abricot dopées biomasse activée et fonctionnalisé (NA-AF), ont été caractérisés par diverses techniques comme la spectroscopie infrarouge (FTIR), la microscopie électronique à balayage avec spectroscopie de rayons X à dispersion d'énergie (SEM-EDX), l'analyse thermogravimétrique (TGA), la diffraction des rayons X (XRD) et le point de charge zéro (pHpzc). La performance et la capacité spécifique de ces adsorbants ont été évaluées lors des expériences d'adsorption en batch utilisant le colorant fuchsine basique (FB). Les résultats ont indiqué qu'il suffisait de 90 minutes et de 0,1 g de NA-AF ou de NA-A pour éliminer respectivement 93 % et 91 % de fuchsine basique dans des solutions aqueuses à une concentration de 20 mg/L dans un volume de 100 ml. Les adsorbants NA-A et NA-AF ont montré la capacité d'être réutilisés jusqu'à cinq cycles avant que leur efficacité diminue en dessous de 50 %, nécessitant seulement un processus de séchage à 105 °C pendant 4 heures sans régénération intensive. Le processus d'adsorption a été analysé sous diverses conditions ainsi que le temps de contact, la dose initiale d'adsorbant, la concentration initiale du colorant, le pH initial et la température. Les études cinétiques ont montré que le modèle de pseudo-deuxième ordre offrait un meilleur ajustement que les modèles de pseudo-premier ordre et de diffusion intraparticulaire. De plus, les données d'adsorption à l'équilibre pour le FB étaient le mieux représentées par l'isotherme de Langmuir, surpassant les isothermes de Freundlich et de Temkin
Contribution à la gestion des risques par prévision et prévention dans le transport des marchandises dangereuses
(Université 20 Août 1955 Skikda, 2025-05-24) ACHOURI, MOURAD; Youcef, Zennir
L’acheminement routier de matières dangereuses est crucial pour des secteurs tels que l’industrie manufacturière, les soins de santé ou l’énergie, car ces matières comprennent des produits chimiques, des carburants et des fournitures médicales essentiels à divers processus. Un transport routier efficace permet d’acheminer ces marchandises vers des lieux où d’autres modes de transport, comme le rail ou le maritime, ne sont pas envisageables. Cependant, en raison de la manipulation de grandes quantités de matières dangereuses, les industries chimiques et de transformation sont particulièrement exposées à des accidents tels que des incendies, des explosions ou des rejets de substances toxiques. Ces incidents peuvent entraîner des dommages considérables aux installations, mettre en danger la vie humaine et avoir un impact environnemental significatif. La nature de ces accidents est multifactorielle, impliquant des facteurs technologiques, organisationnels, humains, situationnels et environnementaux. Il est donc essentiel d’identifier et de maîtriser ces facteurs afin de prévenir la récurrence de tels événements. Le transport routier de matières dangereuses représente ainsi un enjeu complexe, nécessitant une réglementation rigoureuse et une évaluation approfondie des risques. Cette étude propose un cadre intégré fondé sur l’analyse floue de l’arbre des défaillances (ADD), le processus de hiérarchisation analytique flou (FAHP) et le système d’inférence floue (FIS) pour évaluer les risques quantitatifs associés au transport routier de matières dangereuses. L’analyse causale est réalisée à l’aide de l’ADD, et un panel de quatre experts est consulté afin d’estimer, en termes qualitatifs, la probabilité de survenue de chaque événement élémentaire (BE). La méthode FAHP est utilisée pour pondérer ces estimations en fonction de l’expertise et des antécédents des experts. Les résultats sont ensuite agrégés et convertis en probabilités à l’aide de plusieurs équations spécifiques. La probabilité de chaque BE est ainsi déterminée, puis l’algèbre booléenne est appliquée pour estimer la probabilité de l’événement redouté principal. Par ailleurs, la gravité des accidents potentiels est évaluée à l’aide du FIS et d’équations hybrides, en prenant en compte le type de matière transportée et les dangers qui y sont associés. Par ailleurs, ce travail introduit un système adaptatif basé sur l’ANFIS (Adaptive NeuroFuzzy Inference System) pour prédire à la fois la concentration de la matière libérée dans l’atmosphère et le coût du risque (CR) associé aux accidents survenant lors du transport routier de produits dangereux. L’objectif est de fournir des données plus précises et fiables afin de renforcer la sécurité du transport. Les méthodes conventionnelles, telles que les graphes de risque ou les approches déterministes, peuvent produire des résultats imprécis en raison des incertitudes inhérentes aux paramètres et aux modèles utilisés. La technique proposée repose sur un schéma hybride combinant les atouts de la logique floue pour la gestion des incertitudes et des réseaux de neurones pour l’apprentissage à partir des données. Par ailleurs, les algorithmes méta-heuristiques utilisés dans cette étude (PSO, FA, ICA et HBBO) ont significativement amélioré les performances prédictives du modèle considéré.
Synthèse de catalyseurs supportés sur de biomatériaux : application dans la photodégradation solaire et micro-onde
(Université – 20 Août 1955 – Skikda, 2025-05-04) Amel , LOUNNAS; ZOUAOUI, Emna
Cette étude s'est intéressée à la synthèse de catalyseurs hétérogènes à base de fer (Fe-AR et Fe-CA) et à l’évaluation de leurs performances dans la réaction photo-Fenton pour dégrader le bleu de méthylène sous irradiation solaire et micro-ondes. Pour déterminer les conditions de décoloration optimales, plusieurs variables, dont la masse du catalyseur, la quantité de H2O2, le pH et la concentration initiale du BM dans le système réactionnel, ont été étudiées. Diverses techniques de caractérisation ont été utilisées pour évaluer les supports et les catalyseurs préparés, telles que la DRX, la MEB, la FTIR, l’EDX et la BET. Les résultats expérimentaux mettent en évidence l'efficacité remarquable des catalyseurs dans la dégradation du bleu de méthylène (BM). Après exposition au soleil et à l'irradiation par micro-ondes, les catalyseurs ont atteint des taux d'élimination de la couleur BM substantiels de 99,5 % et 95,5 % en 180 et 8 min, respectivement pour Fe-AR, tandis que Fe-CA a atteint une élimination complète du BM sous irradiation solaire et micro-ondes en 120 min et 8 min, respectivement. De plus, la stabilité des catalyseurs a été évaluée sur trois cycles consécutifs, révélant une efficacité d'élimination soutenue de 83,05 et 88,94 % pour Fe-AR et Fe-CA, respectivement.
Étude de l'élimination des polluants toxiques de l'environnement par des matériaux bidimensionnels: Approche Théorique
(Université 20 Août 1955 Skikda, 2025) Meriem. TAIER; ALLAL. Hamza
Dans ce travail, nous avons utilisé la méthode de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) pour évaluer les capacités des nanofeuilles de borophène B36 en tant que détecteurs de la molécule de bromoacétone (BCT). Nous avons étudié l'interaction entre B36 et BCT à travers des calculs d'énergie d'adsorption et des analyses de la densité de charge. Les résultats ont montré que B36 peut adsorber jusqu'à cinq molécules de BCT par un processus exothermique, avec la formation de liaisons covalentes entre B‒O. Les interactions de Van der Waals facilitent également la physisorption des molécules sur B36. De plus, nous avons complété le travail par une étude de la capacité du borophène à adsorber les gaz toxiques CO2, NH3, SO2 et H2S, à travers des calculs précis de l'énergie d'adsorption. En outre, nous avons amélioré les propriétés d'adsorption en dopant le borophène avec du titane Ti, ce qui a conduit à une efficacité accrue dans la capture de ces gaz
Développement de la bio-adsorption pour décontaminer des effluents liquides contenant des composés organiques : Étude expérimentale et théorique
(Université 20 Août 1955 Skikda, 2025-03-13) HAMROUCHE. NADA; . Djilani . Chahrazed
Cette étude porte sur l'utilisation des biosorbants dérivés d'écorces de grenade brutes et modifiées traitées avec SnCl2/FeCl2, SnCl2-FeCl3 et SnCl2-ZnCl2 pour l'élimination par adsorption du colorant cristal violet (CV) dans les eaux usées synthétiques. Les biosorbants obtenus ont été analysés à l'aide de diverses méthodes analytiques, notamment la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), la microscopie électronique à balayage (MEB), les rayons X dispersifs en énergie (EDX), la diffraction des rayons X (DRX), l'analyse thermogravimétrique (ATG), la fluorescence des rayons X (FRX), l'analyse Brunauer-EmmettTeller (BET) et l'analyse du point de charge zéro. Le processus d'adsorption a été modélisé à l'aide du modèle de composite central design et du modèle de Box-Behnken design, et sa pertinence a été évaluée par une analyse ANOVA. Les résultats indiquent que l’écorces de grenade traitées (EG/SnCl2-FeCl2, EG/SnCl2-FeCl3 et EG/SnCl2-ZnCl2) présentent une capacité d'adsorption plus élevée pour l'élimination du colorant CV que l’écorces de grenade brutes (EG). Les capacités maximales d'adsorption du CV par EG, EG/SnCl2-FeCl2, EG/SnCl2-FeCl3 et EG/SnCl2-ZnCl2 sont respectivement de 172,40 mg/g, 389,88 mg/g, 675,47 mg/g et 357,18 mg/g. Le processus d'adsorption est conforme aux isothermes de Langmuir et de Freundlich, et la cinétique suit un modèle de pseudo-second ordre, comme l'indiquent l'isotherme et l'analyse cinétique. Les données thermodynamiques suggèrent un processus spontané et endothermique. En outre, les biosorbants préparés présentent une bonne réutilisabilité, conservant leur efficacité jusqu'à sept cycles consécutifs
Apport de l'analyse coût-bénéfice dans la maîtrise des risques majeurs en Algérie
(Université 20 Août 1955 – Skikda, 2025-01-09) BERRAH, Fateh; Innal, Fares
La prise de décision concernant les politiques de sécurité dans les entreprises et les usines est très importante en raison des conséquences des accidents industriels, qui sont devenues de plus en plus catastrophiques : risques majeurs. Pour soutenir ces décisions, il existe de nombreux outils, parmi lesquels l'analyse coût-bénéfice, qui a prouvé son efficacité pour mesurer et comparer les coûts et les gains attendus d'une décision donnée. Cela encourage l'idée d'équilibre, en évitant à la fois l'excès et l'insuffisance. Ce travail met en lumière la méthode d'analyse coût-bénéfice en tant qu'outil efficace pour choisir une mesure de sécurité appropriée. Il explique ses principaux éléments et sa manière d'utilisation pour parvenir à une décision appropriée, avec l'élaboration d'un modèle général des coûts et des bénéfices liés aux investissements en sécurité. Une partie importante de ce travail est également consacrée à l'optimisation de la conception et de la performance des systèmes instrumentés de sécurité (SIS), considérés comme l'une des barrières de sécurité les plus importantes dans les installations actuelles. Un cadre nouvellement développé pour l'analyse coût-efficacité dans le contexte de la conception et de l'exploitation de ces systèmes est présenté, ainsi que la conception et l'exploitation de ces systèmes dans le cadre de l'analyse coût-bénéfice, avec une formulation révisée du problème d'optimisation multi-objectifs et l'application des algorithmes génétiques et de l'optimisation par méthode Manta Ray Foraging Optimization (MRFO). Enfin, la dernière partie de ce travail explique comment choisir le SIS approprié parmi un ensemble de solutions obtenues lors du processus d'optimisation, en s'appuyant sur l'analyse hiérarchique et en prenant en compte l'incertitude liée à la conception de ces systèmes. De plus, l'analyse hiérarchique et l'analyse coût-bénéfice ont été combinées pour choisir la barrière de sécurité appropriée, en tenant compte du fait que les différents types de coûts et de bénéfices ont des poids différents en termes d'importance
Valorisation des algues et déchets industriels pour production des biocarburants via catalyse hétérogène
(2025-02-27) ABDENNOURI,Amdjed; ZOUAOUI ,Emna
Cette thèse se concentre sur le problème mondial urgent des déchets, en particulier dans les pays en développement où une mauvaise gestion des déchets entraîne des problèmes environnementaux et sanitaires. L'une des solutions est la valorisation des déchets, qui transforme les déchets en produits utiles tels que le biodiesel. Le biodiesel est obtenu en convertissant les huiles et les graisses usagées en carburant, ce qui présente des avantages environnementaux et économiques, en particulier lorsque des matériaux renouvelables tels que l'huile de cuisson usagée et les algues sont utilisés. Cette thèse examine la production de biodiesel à l'aide de catalyseurs à base d'oxyde de calcium (CaO) fabriqués à partir d'os de seiche et évalue les performances des huiles de cuisson usagées, de la spiruline et de l'algue Chlorella en tant que matières premières. En outre, il introduit une technique basée sur l'IA pour améliorer l'analyse des images SEM des catalyseurs CaO, démontrant son potentiel pour améliorer la caractérisation et la reconnaissance des catalyseurs afin d'améliorer le protocole expérimental pour produire des catalyseurs efficaces. Les résultats expérimentaux montrent des améliorations significatives de l'efficacité de la production de biodiesel en utilisant le catalyseur CaO avec plusieurs matières premières ainsi que la technique d'IA SCWSO, qui présente une grande précision analytique et facilite la découverte de la morphologie du catalyseur.
Synthèse et caractérisation des biopolymères : Application à l'élimination de certains polluants.
(université 20aout 1955 skikda, 2024-11-12) GHARBI Fatma, Zohra; BOUGDAH, Nabil
Un processus rapide, vert et rentable de séparation de la chitine des carapaces de crevettes usagées utilisant un co-solvant préparé à partir de glycérol et d'acides (acide chlorhydrique ou acide citrique) est rapporté. Différentes températures de réaction et concentrations d'acide ont été étudiées. Les propriétés physico-chimiques de la chitine ont été maintenues pendant le traitement au co-solvant. La déminéralisation et la déprotéinisation nécessitent au moins 5 % d'acide. La présente méthode offre des avantages distincts par rapport à la méthode chimique, tels qu'une plus grande pureté (98%), un indice de cristallinité plus élevé (96,96%) ainsi qu'une récupération plus importante de la chitine (44,53%). Cette méthode représente une stratégie rapide pour obtenir de la chitine de haute pureté et de faible poids moléculaire à partir de carapaces de crevettes. La chitine extraite a été caractérisée par diffraction des rayons X (DRX), spectroscopie infrarouge (FTIR) et microscopie électronique à balayage (MEB). Les résultats ont montré que la chitine extraite était sous forme alpha, avec une morphologie mixte fibreuse et poreuse qui convient le mieux à l'application d'adsorption. Dans ce contexte, nous étudions l'utilisation de la chitine extraite pour éliminer le rouge Congo (CR), un colorant anionique, des eaux usées. L'efficacité de l'élimination du CR par la chitine a été étudiée en fonction du temps de contact, de la dose d'adsorbant, du pH initial, des isothermes d'équilibre et des paramètres cinétiques et thermodynamiques. Les variations de la concentration en colorant et du pH ont eu une influence significative sur l'élimination du CR par la chitine. Dans des conditions optimales (pH = 7, temps de contact = 130 min, température = 50°C), la capacité d'adsorption a atteint 29,69 ± 0,2 mg/g. Les données expérimentales ont révélé que l'adsorption de CR sur un adsorbant de chitine est mieux représentée par une isotherme de Langmuir
Élaboration et application de nouveaux nanomatériaux photocatalytiques actifs
(université 20 aout 1955 skikda, 2021) Wissame ,CHETTAH; -Salah, MEDJRAM
Notre objectif de recherche consiste à développer de nouveaux catalyseurs photo-sensibles pour la valorisation d'un semi-conducteur dioxyde de titane anatase sous irradiation d'une lumière visible comme solution alternative et écologique pour la dépollution des eaux par procédé photocatalytique. L’objectif principal de notre étude consiste en une modification d’une nano-poudre commerciale (Millennium-PC500) par traitement thermique suivie d’une dispersion de nanoparticules de cuivre et zinc afin de réduire la bande interdite et d’augmenter la capacité photocatalytique. Deux approches ont été traités dans ce travail : (1) l’intervention d’hétérojonctions en milieu réactionnel en combinant le TiO2 anatase avec des nanoparticules de cuivre et zinc de type oxydes et/ou hydroxydes, (2) l’utilisation d’un colorant organique Rhodamine-B comme sensibilisateur réactionnel. Notre étude est basée sur la synthèse, la caractérisation physicochimique et la mise en œuvre de nanomatériaux à base de nanoparticules dispersés sur le support a-TiO2 anatase. Ces matériaux ont été préparés par trois méthodes : (1) imprégnation classique, (2) émulsion par tensioactif Triton-X100, (3) émulsion par copolymère Triblock-P123 puis ils ont été traités sous argon et air à 500°C. Les matériaux obtenus sont destinés pour : (i) la dégradation du Bleu de Méthylène en présence d’une très faible quantité de H2O2 où l’activité optimale atteignant le pourcentage de 99,3% a été observée avec les deux catalyseurs au cuivre préparés par les deux méthodes d'émulsion et traités sous argon; ceci indique que ces catalyseurs au cuivre sont capables de produire des lacunes plus efficaces pour la capture ou production de radicaux libres dans l’eau et (ii) l’autre réaction vise à utiliser la Rhodamine-B comme photo-sensibilisateur de la transformation photocatalytique du méthanol en formaldéhyde ; le catalyseur au cuivre préparé par imprégnation (3%wt.) présente la meilleure photo-dégradation de RhB avec un rendement de 98%. Il semble donc que la piste majeure de ce travail conduit à dire que, quelque soit la méthode de préparation employée (imprégnation ou émulsion), les catalyseurs avec dispersion de cuivre arrivent à mieux maîtriser le processus de la réaction photocatalytique que ceux au zinc et cela quelque soit le colorant organique mis en jeu, la raison revient à la nature de l'element en lui-même
Investigation phytochimique, biologique et inhibitrice d'une plante du Nord-Est Algérien.
(université 20aout 1955, 2024-11-25) BOUGDAH, Issam; BOUASLA, Souad
Ce travail s'inscrit dans le cadre de la contribution à la valorisation d’une plante de l’Est-Algérien l’Urtica dioica, en tant qu’antioxydant, adsorbant et inhibiteur de corrosion. L'activité antioxydante de l'extrait méthanolique des feuilles a été évaluée en utilisant trois méthodes : la capacité antioxydante totale (CAT), le pouvoir réducteur du Fer (FRAP) et le piégeage du radical libre (DPPH). L’étude de l’élimination du cristal violet en solution aqueuse, par la poudre brute des feuilles d’ortie a été effectuée en mode discontinu, sous l’influence de plusieurs paramètres. Le potentiel inhibiteur de corrosion de l'extrait aqueux des racines d’ortie sur l'acier au carbone, en milieu acide chlorhydrique (1M), a été évalué en utilisant différentes techniques telles que la gravimétrie et les méthodes électrochimiques stationnaires et non stationnaires. Les résultats obtenus indiquent que l'extrait méthanolique possède une forte activité antioxydante, aussi importante que celle présentée par le standard positif utilisé dans ce travail, qui est la vitamine C. Le pourcentage d'élimination du cristal violet dans les conditions optimales temps de contacte (60 min), dose d’adsorbant (0,4 g), concentration initiale du CV (30 mg/L), pH 9 et à une température de 20°C, atteint 93,68 %. Il est noté que l’ajout de sels tels que le NaCl, MgCl2, et Na2SO4 diminue le taux d’élimination du Colorant. L'équilibre d'adsorption a été décrit par l'isotherme de Langmuir, la modélisation de la cinétique obéie au modèle de pseudo-deuxième ordre (R2 > 0,999), suggérant un mécanisme de chimisorption. Les paramètres thermodynamiques indiquent que l’adsorption est exothermique, spontanée et non spontanée avec un désordre décroissant à l’interface adsorbant/adsorbat. Les résultats des courbes de polarisation et de la spectroscopie d'impédance électrochimique indiquent que l'action de l'inhibiteur est mixte avec une efficacité atteignant 71%, à une concentration de 400 mg
Élaboration et caractérisation des matériaux catalytiques et leurs applications environnementales
(université 20aout 1955, 2024-11-28) Hayat ,HENNI; Rafik ,BENRABAA
Pour étudier l'influence du cuivre et de l'argent ainsi que la charge des espèces de nickel, des catalyseurs binaires (Cu-Ni et Ag-Ni) et ternaires (Ag-Cu-Ni) avec différents rapports molaires (Ni/Cu, Ni/Ag et Ni/Ag+Cu), respectivement, ont été élaborés via la méthode de coprécipitation par NaOH. Le rapport molaire a une grande influence sur : (i) la stabilité des précurseurs (évaluée par ATG-TD-SM et DRX après une calcination à des températures élevées), (ii) la stœchiométrie des catalyseurs (évaluée par ICP et EDX), (iii) les propriétés texturales et structurales des catalyseurs (évaluées par DRX, Raman, BET, MEB-EDX, XPS), (iv) leur réductibilité (estimée par TPR, DRX des catalyseurs réduits et ATG/H2), (v) leur acidité (estimée par TPD-NH3) et (vi) et leur réactivité en reformage sec de méthane pour la production de l’hydrogène. Un mélange de phases a été identifié dans les différents catalyseurs, à savoir : les phases CuO et NiO dans les catalyseurs Cu-Ni, les phases Ag et NiO dans les catalyseurs Ag-Ni, et les phases Ag, CuO et NiO dans les catalyseurs Ag-Cu-Ni. La surface B.E.T dépend fortement du métal présent dans les catalyseurs et de sa proportion par rapport au nickel. Les meilleures surfaces sont obtenues pour le catalyseur 1CN600 (23 m2/g) et 1AN600 (20 m2/g). Les catalyseurs Cu-Ni ont montré une bonne activité dans le reformage à sec, mais avec la formation inévitable de coke, tandis que l'introduction d'argent dans la formulation des catalyseurs a eu un effet positif sur l'activité catalytique. Les catalyseurs Ag-Ni, en particulier 1AN600, ont affiché une conversion élevée de CH4 et CO2 à 750°C, liée à leurs propriétés structurales et texturales. En ce qui concerne les catalyseurs ternaires, le solide 2ACN600 a montré la meilleure activité catalytique caractérisée par une haute sélectivité, lors des tests à 650°C et 750°C.
Valorisation des biomasses algales et défis d’élaboration d’un biopolymère biosourcé biodégradable
(Université 20aout1955 skikda, 2024-10-31) BOUZENAD, Nawal; AMMOUCHI, Nesrine; CHAIB, Nadjla
Cette thèse vise à explorer les propriétés bioactives des algues marines et leur utilisation potentielle dans diverses industries, en mettant l'accent sur les films bioplastiques à base d'alginate pour l'emballage alimentaire. Les analyses biochimiques des algues révèlent des variations significatives entre les espèces. L'alginate extrait est caractérisé expérimentalement et se révèle conforme aux normes industrielles, présentant un comportement pseudoplastique bénéfique pour diverses applications. Les films bioplastiques développés montrent des propriétés mécaniques supérieures et une activité antimicrobienne contre E. coli et Bacillus cereus. Cette étude démontre le potentiel des algues marines pour des produits respectueux de l'environnement dans divers secteurs industriels, grâce à leur composition biochimique et à leurs propriétés structurales
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
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
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

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