EVOLUTION DE LA FILIERE « GENIE DES PROCEDES » EN ALGERIE : DU « GENIE CHIMIQUE » AU « GENIE DES PROCEDES » EN PASSANT PAR LA « CHIMIE INDUSTRIELLE »
Résumé :
La filière « Génie Chimique/Génie des Procédés » en Algérie a fortement évolué : d'un seul point de formation (Ecole Nationale Polytechnique d'Alger) dans les années 1960' et 1970's à plus de 20 départements « Génie des Procédés » actuellement ». Une telle évolution a non seulement concerné la démultiplication des points de formation mais aussi la diversification des différentes options offertes ainsi que l'appellation « juridico-administrative » de la filière en question. Durant les années 1980's et 1990's, et avec la restructuration des centres universitaires et l'avènement des « Instituts Nationaux de Chimie Industrielle », un grand débat a eu lieu entre les trois appellations « Génie Chimique/Génie des Procédés/Chimie Industrielle », chacune présentant ses propres arguments. Un tel débat est la conséquence même de la pluridisciplinarité de cette filière et à la complexité d'en donner une définition simple. En effet le « Génie Chimique » ne touche pas uniquement à des procédés purement « chimiques » mais aussi « physiques » et « biologiques » aux sens les plus larges des termes. Notre présentation consiste à donner l'évolution de cette filière en Algérie (nombre et lieux des ponts de formation) depuis l'indépendance à nos jours et à citer quelques exemples d'option et de programmes pédagogiques directement liés à cette filière dont le département « Génie des procédés » de l'UFASETIF reste un parfait exemple illustratif de cette évolution.
Par: Prof. D. BENACHOUR
LMPMP , Département « Génie des Procédés », Faculté de Technologie, UFASETIF1, 19000 SETIF (ALGERIE)
e-mail : bendjafer@univ-setif.dz
"APPLICATION DES PROCEDES MEMBRANAIRES AU TRAITEMENT DES EAUX INDUSTRIELLES: HISTOIRE ET TENDANCES DE LA TECHNOLOGIE"
Résumé :
Depuis leur apparition, les membranes ont profondément bouleversé les procédés conventionnels de séparation apportant des avantages indéniables: intensification, grande sélectivité, pureté et qualité des produits séparés, gains énergétiques...Les grands domaines de large application, et de forte valeur ajoutée, sont l'agro-alimentaire, le dessalement de l'eau, le médical (dialyse par rein artificiel), la potabilisation de l'eau mais aussi le traitement des eaux industrielles et des eaux résiduaires industrielles qui fait l'objet de cette conférence. Pourquoi le choix de cette thématique? Il est fortement lié aux technologies propres où l'Algérie accuse un retard énorme. Par technologies propres on sous entend :
- L'économie et le recyclage des eaux résiduaires industrielles ;
- La valorisation des polluants, jadis détruits ou rejetés ;
- La protection de l'environnement.
Les technologies membranaires ont été d'un apport décisif dans ces technologies propres. Après un bref rappel sur les bases théoriques et les matériaux membranaires modernes l'exposé présentera :
- Un historique, depuis la dialyse de la soude dans l'industrie de la viscose, en passant par différentes success stories des décennies précédentes : récupération de l'indigo des Jean par UF, des métaux par électrodialyse, du lactosérum...
- Un panorama des nouvelles technologies et des procédés hybrides.
- La production d'eau ultra pure, clé des nouvelles technologies, sera aussi abordée.
- Les possibilités d'intégration de ces procédés dans différents secteurs de l'industrie Algérienne (batteries, traitement de surface, agro-alimentaire...).
Nous terminerons sur un aspect didactique concernant les méthodologies d'enseignement de ces procédés membranaires.
Professeur Kamel-Eddine BOUHIDEL
LABORATOIRE DE CHIMIE ET DE CHIMIE DE L'ENVIRONNEMENT LCCE / CHIMIE DE L'EAU , DU DESSALEMENT ET DE L'ENVIRONNEMENT UNIVERSITE HADJ LAKHDAR BATNA 1 FACULTE DES SCIENCES DE LA MATIERE DEPARTEMENT DE CHIMIE
email : ke.bouhidel@gmail.com
abatement of pollutants in air mixture system by combining Non-thermal plasma and photocatalysis: Study of synergetic effect, photocatalyst deactivation and regeneration treatment
Traitement de Cov en melange par plasma, photocatalyse et plasma/photocatalyse : etude de la synergie, regeneration catalytique
Résumé :
La pollution de l'air par des composés organiques volatils tels que les aldéhydes, cétones, acides gras et autres aromatiques constitue un problème majeur de qualité de l'air [2,3]. Ces polluants peuvent causer des dommages à l'environnement et à la santé humaine [1]. Par conséquent des procédés de traitement efficaces et peu onéreux s'avèrent indispensables pour résoudre ce problème. Parmi les procédés prometteurs le plasma et la photocatalyse et leur combinaison peuvent apporter une solution à ce problème [4,5].
Comme exemple de procédé, on va présenter le traitement du butyraldéhyde (Buty) et du dimethyl disulfure (DMDS) par plasma, photocatalyse et leur combinaison. On abordera aussi le traitement du mélange des deux polluants pour étudier les effets de la compétition. Les sous-produits de dégradation ainsi que les mécanismes réactionnels seront présentés. On peut noter que la combinaison des deux procédés améliore grandement l'abattement des polluants. On constate aussi un effet de synergie dû à la combinaison des procédés. Cet effet de synergie entraine un rendement supérieur à l'élimination (plus de 10% comparé à la somme des deux procédés) et une réduction de la formation des sous-produits. Les composés soufrés sont connus pour poser des problèmes d'empoisonnement des catalyseurs en raison de la déposition du soufre sur les sites actifs. On constate donc que les performances de traitement pour les produits soufrés sont plus faibles. L'utilisation du plasma permet de limiter l'empoisonnement du catalyseur et de garder les performances du procédé.
References:[1] S. Gharib-Abou Ghaida, A.A. Assadi, G. Costa, A. Bouzaza, D. Wolbert, Association of surface dielectric barrier discharge and photocatalysis in continuous reactor at pilot scale: Butyraldehyde oxidation, by-products identification and ozone valorization, Chem. Eng. J. (2016) 276-283
[2] ADEME: Pollutions olfactives: [Available online at http://www2.ademe.fr/servlet/KBaseShow?sort=1&cid=96&m=3&catid=15995.]
[3] Pollutions olfactives: Tech.ing. G 2940 p9, G 1795 p3
[4] F. Thevenet, L. Sivachandiran, O. Guaitella, C. Barakat, A. Rousseau, Plasma-catalyst coupling for volatile organic compound removal and indoor air treatment: a review, J. Phys D: Appl. Phys. (2014) 47 224011
[5] A.A. Assadi, J. Palau, A. Bouzaza, J. Penya-Roja, V. Martinez-Soriac, D. Wolbert, Abatement of 3-methylbutanal and trimethylamine with combined plasma and photocatalysis in a continuous planar reactor, J. Photochem. Photobiol. A Chem. (2014) 1-8
Par: Dr. Abdelkrim BOUZAZA
Laboratoire Sciences Chimiques de Rennes - équipe Chimie et Ingénierie des Procédés, UMR 6226 CNRS, ENSCR-11, allée de Beaulieu, CS 508307-35708 Rennes, France.
ELECTROCOAGULATION OU ADSORPTION SUR ADSORBANTS ELECTROGENERES REGENERABLES
Résumé :
L'électrocoagulation, et en particulier l'électrolyse utilisant une anode soluble d'aluminium, est un procédé électrochimique très utilisé dans les laboratoires en vue du traitement ou de la dépollution de milieux aqueux. L'intérêt pour ce procédé, souvent présenté comme n'utilisant pas de produits chimiques, réside d'une part dans une facilité de mise en œuvre (deux électrodes et un générateur de courant) et d'autre part dans la variété de composés indésirables visés dans l'eau potable, dans le recyclage d'eaux industrielles ou dans le rejet d'eaux usées : hydrocarbures, métaux lourds, ions fluorure, bactéries, antibiotiques, tensioactifs, colorants, et d'autres encore.
Derrière l'apparente facilité de mise en œuvre de l'électrocoagulation plusieurs problèmes doivent être évoqués. Tout d'abord il est faux de dire que c'est un procédé qui n'utilise pas de produits chimiques car il y a toujours une consommation de l'anode, et dans certains cas le pH doit être modifié pour optimiser le traitement. Nous montrerons sur un exemple que l'addition d'un réactif peut améliorer l'efficacité d'une électrocoagulation. Il faut aussi, et cela est vrai dans les applications industrielles, ajouter un composé floculant pour favoriser la séparation des boues formées. Afin d'augmenter les capacités de traitements d'une électrocoagulation et de rivaliser avec une coagulation classique il est nécessaire d'augmenter le courant l'électrolyse ou la surface active des électrodes, ou encore le nombre d'électrodes bipolaires. S'il semble facile d'utiliser des électrodes bipolaires, une bonne efficacité des cellules nécessite une disposition particulière des électrodes, ce qui n'est pas toujours respectée dans de nombreux schémas de cellules. Ce point est important dans un objectif d'applications industrielles. Au cours de l'étude d'un certain nombre d'exemples nous avons pu comparer l'efficacité de l'électrocoagulation à l'adsorption sur des adsorbants électrogénérés (AEG) régénérables. Les adsorbants électrogénérés qui seront présentés sont des alumines de formule générale Al2O3,nH2O (n = 1 ou 3) et le phosphate d'aluminium AlPO4. Les alumines ont été utilisées dans l'adsorption d'ions fluorure et de quelques antibiotiques. Le phosphate d'aluminium a été étudié lors de l'adsorption de tensioactifs et du colorant Rouge Ponceau. L'avantage du procédé d'adsorption se situe dans la possibilité d'une régénération qui n'est jamais mise en œuvre dans les électrocoagulations. L'intérêt du procédé d'adsorption résulte d'une étape efficace de régénération de l'adsorbant. Deux procédés de régénération ont été appliqués : (i) un lavage à la soude d'adsorbants saturés en fluorure, (ii) un traitement thermique d'adsorbants saturés en composés organiques (tensioactif, colorant, antibiotiques). En conclusion, remarquons que l'électrocoagulation présente toujours un potentiel d'applications, et qu'une adsorption compétitive à l'électrocoagulation pourrait aussi être mise en œuvre avec des adsorbants préparés chimiquement. L'adsorption compétitive présentée ne prétend pas être applicable à tous les exemples traités par électrocoagulation, mais lorsque c'est possible le procédé présente l'avantage de la simplicité d'une mise en œuvre d'une adsorption, une plus grande capacité de traitement et conduit à une plus faible quantité de boues.
Par : Pr. André DARCHEN
Institut des Sciences Chimiques de Rennes, UMR CNRS 6226, Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes, 11 Allée de Beaulieu – CS 50837, 35708 Rennes Cedex 7 (France)
Email :Andre.Darchen@ensc-rennes.fr
Les copolymères à architectures complexes : de leur synthèse à leurs applications
Résumé :
La synthèse de (co)polymères à architectures complexes a fait l'objet de nombreuses études depuis la vulgarisation des polymérisations contrôlées, telles que les polymérisations radicalaires contrôlées, anioniques et cationiques. L'objectif de cette présentation est de montrer le potentiel de ces polymérisations pour l'obtention de copolymères variés de type blocs, greffés, hyper-ramifiés synthétisés à façon en fonction de l'application visée.
A titre d'exemple, la synthèse de structures hyperramifiés hydrophiles à base de glycidol obtenues par polymérisation par ouverture de cycle a permis l'élaboration de copolymères biodégradables et de macromonomères fonctionnels d'intérêt dans le cadre d'applications biomédicales. La micellisation de copolymères greffés amphiphiles présentant un tronc hydrophobe poly(e-caprolactone) et des greffons hydrophiles poly(N-vinyl pyrrolidone)(1) ou poly(N-vinyl caprolactame) (figure 1) a également été étudiée. Ces copolymères présentent un intérêt dans la vectorisation de principes actifs, notamment lorsque le greffon présente une LCST se situant aux alentours de 37°C. Enfin, des nanocomposites magnétiques biocompatibles comportant un cœur d'oxyde de fer et une couronne de poly(oxyde d'éthylène) ont été développés en vue d'applications dans le traitement du cancer par hyperthermie(2).
References:
(1) Reversible addition-fragmentation chain transfer synthesis and micellar characteristics of biocompatible amphiphilic poly (vinyl acetate)-graft-poly (N-vinyl-2-pyrrolidone) copolymers, L. Atanase, J. Winninger, C. Delaite, G. Riess, European Polymer Journal, 53, 109-117 (2014).
(2) Preparation of poly(ethylene oxide)-coated nanoparticles of maghemite, C. Delaite, C. Flesch, E. Bourgeat-Lami, E. Duguet, P. Dumas, Patent application number : 20100015059.
Par : Pr. C. Delaite,
Laboratoire de Photochimie et d'Ingénierie Macromoléculaires - 3b rue Alfred Werner 68093 MULHOUSE Cedex (France)
Email: christelle.delaite@uha.fr
MISE EN OEUVRE D'UN REACTEUR PHOTOCATALYTIQUE A VENTURI
Mots clés : Photocatalyse,décoloration, Photoréacteur, Venturi, méthode des plans d'expérience, Basic Red 46.
Résumé :
Un photoréacteur semi pilote à boucle de recirculation équipé d'un venturi à emulsion est mis en oeuvre. Le rôle du venturi, placé au dessus du photoréacteur, est double :
-
apporter l'oxygène dissous nécessaire à la réaction photocatalytique, par autoaspiration de l'air atmosphérique ambiant au niveau du col
-
assurer une homogénéisation, de la dispersion gaz-liquide-solide (bulles d'airsolution de colorant-particules de TiO2) créée au niveau de son divergent sans nécessiter une agitation mécanique.
Le photoréacteur réacteur, en verre Pyrex est irradié par quatre lampes UV de puissance électrique 18W chacune. L'intensité lumineuse est mesurée par radiomètrie, en mW/cm². Le système réactionnel appliqué est la dégradation photocatalytique du colorant rouge basique 46 (BR46) dans une suspension aqueuse de TiO2 Degussa P25. La minéralisation et la décoloration sont suivies par la mesure du C.O.T et par spectrophotométrie. Le volume réactionnel circulant dans la boucle est égal à 10 L. La présence du venturi a augmenté le taux de décoloration de 20% pour un rapport QG/QL maximal égal à 0,26 (QG est le débit d'air autoaspiré et QL, le débit liquide de recirculation de la suspension aqueuse). Ce rapport diminue au delà de la valeur maximale à cause des pertes de charge qui deviennent importantes au niveau du col du venturi. L'étude cinétique à montré que le modèle de L-H qui tient compte de l'adsorption des intermédiaires réactionnels décrit le mieux les résultats expérimentaux La décoloration complète du RB46 est obtenue au bout de 150 min, alors qu'une minéralisation à 92% est atteinte au bout de 600 minutes pour une concentration initiale de 15 mg.L-1. L'optimisation du fonctionnement du dispositif par la méthodologie du plan d'expérience a été effectuée et a permis de déterminer les paramètres significatifs pour un bon fonctionnement à savoir: pH=8.68, [RB46]0= 5 mg.L-1, [TiO2]= 0.97 g.L-1, QL=1324 L.h-1, QG/QL = 0,26 Enfin, cette étude montre qu'un tel dispositif peut être extrapolé aisément pour des réactions photocatalytiques, vu la simplicité de sa mise en œuvre.
Par : Pr .M. Bouhelassa
Faculté de Génie des Procédés , Université Constantine 3, Laboratoire LIPE, 25000 Constantine, Algérie.
E-mail : mohammed.bouhelassa@univ-constantine3.dz
Coupling of an electrochemical process and a biological treatment for the removal of a pharmaceutical compound - Implementation for the removal of metronidazole
Résumé :
The large accumulation of emerging pollutants in continental and marine natural waters is the consequence in part, of industrial development on a large-scale. Partly responsible for this pollution, low volumes containing high concentrations of persistent organic pollutants can result in large polluted volumes very weakly concentrated which are difficult to treat. One solution would be to treat the considered pollution on site, as intended in this project. Among the destructive processes available to treat recalcitrant compounds, and especially emerging pollutants, such as pharmaceuticals, combined processes have been widely studied,2-3 including several studies performed by the ISCR teams,4-6 owing to their high efficiency. Different electrochemical processes were tested as pre-treatment to demonstrate at a lab-scale level the feasibility of these coupled processes for the removal of pharmaceuticals pollutants. The objective is to improve the biodegradability of the effluent, avoiding its complete mineralization which is not economically viable. On the one hand, a subsequent biological treatment, involving for instance a wastewater treatment plant can be considered to complete effluent mineralization. To demonstrate the feasibility and the interest of the combined process, an antibiotic containing a nitro group, metronidazole, was considered as the target compound. Regarding the electrochemical pretreatment, a direct reduction process is considered on the one hand, to target the degradation of specific functional groups which are known to be linked to the biorecalcitrance of compounds. On the other hand, the involvement of hydroxyl radicals ●OH is considered for target compound's degradation, through the implementation of an Electrochemical Advanced Oxidation Processes (EAOPs), electroFenton.
Key-words: Electro-Fenton process; Indirect electroreduction; Metronidazole; Graphite felt electrode; Titanium complex; Combined process; Biological treatment.References
2. J.P. Scott, D.F. Ollis, Environ. Prog. 14, 88-103 (1995).
3. I. Oller, S. Malato, J.A. Sánchez-Pérez, Sci. Total Environ. 409, 4141-4166 (2011).
4. J.M. Fontmorin, S. Huguet, F. Fourcade, F. Geneste, D. Floner, A. Amrane, Chem. Eng. J. 195-196, 208-217 (2012).
5. J.M. Fontmorin, F. Fourcade, F. Geneste, D. Floner, S. Huguet, A. Amrane, Biochem. Eng. J. 70, 17-22 (2013).
6. D. Mansour, F. Fourcade, N. Bellakhal, M. Dachraoui, D. Hauchard, A. Amrane, Water Air Soil Poll. 223, 2023-2034 (2012).
Par : Pr A. AMRANE
Institut des Sciences Chimiques de Rennes, Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes, UMR-CNRS 6226, 11 allées de Beaulieu, CS 50837, 35042 Renne Cedex 7, France
