{"id":12207,"date":"2022-01-21T13:29:25","date_gmt":"2022-01-21T12:29:25","guid":{"rendered":"https:\/\/www.univ-smb.fr\/locie\/?p=12207"},"modified":"2022-01-21T13:32:44","modified_gmt":"2022-01-21T12:32:44","slug":"mardi-8-fevrier-a-10h00-these-de-fabrice-guy","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.univ-smb.fr\/locie\/2022\/01\/21\/mardi-8-fevrier-a-10h00-these-de-fabrice-guy\/","title":{"rendered":"mardi 8 f\u00e9vrier \u00e0 10h00 – Th\u00e8se de Fabrice Guy"},"content":{"rendered":"

Soutenance de th\u00e8se –\u00a0 Fabrice Guy
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mardi 8 f\u00e9vrier a 10h00, \u00e0 huis clos<\/strong>
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Billes de carbone activ\u00e9 enrichies en azote pour l\u2019adsorption des micropolluants de l\u2019air int\u00e9rieur : le formald\u00e9hyde et le dioxyde d’azote<\/h2>\n
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R\u00e9sum\u00e9<\/strong><\/span><\/h3>\n
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Ces travaux visent au d\u00e9veloppement d\u2019un syst\u00e8me de purification de l\u2019air int\u00e9rieur par adsorption sur des carbones activ\u00e9s. Dans une premi\u00e8re \u00e9tape, des billes de carbone activ\u00e9 ont \u00e9t\u00e9 synth\u00e9tis\u00e9es \u00e0 partir d\u2019un biopolym\u00e8re biosourc\u00e9\u00a0: le chitosane (CS). Ces billes pouvant inclure ou non des nanoparticules de Cu et CuO ont \u00e9t\u00e9 finement caract\u00e9ris\u00e9es. Dans une seconde \u00e9tape, les propri\u00e9t\u00e9s de purification de l\u2019air int\u00e9rieur par adsorption sur les mat\u00e9riaux pr\u00e9par\u00e9s ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9es vis-\u00e0-vis deux polluants\u00a0:\u00a0le formald\u00e9hyde (CH2<\/sub>O) et le dioxyde d\u2019azote (NO2<\/sub>).<\/p>\n

Les billes de carbone activ\u00e9 ont \u00e9t\u00e9 pr\u00e9par\u00e9es par activation thermochimique de sph\u00e8res d\u2019hydrogel de CS enrichies ou non en CuCl2<\/sub> et impr\u00e9gn\u00e9es par des solutions de KOH ou de NH3<\/sub>. L\u2019activation a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e \u00e0 500\u00b0C et 700\u00b0C pour les hydrogels impr\u00e9gn\u00e9s par KOH, et \u00e0 900\u00b0C pour ceux impr\u00e9gn\u00e9s par NH3<\/sub>. KOH et NH3<\/sub> ont jou\u00e9 \u00e0 la fois le r\u00f4le d\u2019agent de g\u00e9lification du CS et d\u2019agent activant thermochimique g\u00e9n\u00e9rant de la microporosit\u00e9. Les surfaces sp\u00e9cifiques des carbones activ\u00e9s synth\u00e9tis\u00e9s (avec ou sans Cu) varient respectivement de 800 m2<\/sup>.g-1<\/sup> \u00e0 1150 m2<\/sup>.g-1<\/sup> et de 634 m2<\/sup>.g-1<\/sup> \u00e0 1340 m2<\/sup>.g-1<\/sup> pour l\u2019activation par KOH et par NH3<\/sub> Les carbones activ\u00e9s se sont r\u00e9v\u00e9l\u00e9s \u00eatre essentiellement microporeux (\u2300 pores < 2 nm). Les analyses par spectrom\u00e9trie de photo\u00e9lectrons induits par rayons X (XPS) ont montr\u00e9 que les \u00e9chantillons pr\u00e9par\u00e9s poss\u00e8dent des groupes azot\u00e9s de type pyridine, pyrrole, amide et amine. Les analyses \u00e9l\u00e9mentaires ont indiqu\u00e9 une proportion de groupes azot\u00e9s plus importante et une teneur en groupes oxyg\u00e9n\u00e9s moins importante dans les \u00e9chantillons activ\u00e9s par NH3<\/sub>. Les comp\u00e9titions d\u2019adsorption vapeur d\u2019eau\/polluant jouant un r\u00f4le crucial quant \u00e0 l\u2019efficacit\u00e9 du traitement de l\u2019air, les isothermes de sorption d\u2019eau par les carbones activ\u00e9s ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9es. Les r\u00e9sultats ont montr\u00e9 que les carbones activ\u00e9s par NH3<\/sub> ont une affinit\u00e9 significativement inf\u00e9rieure avec la vapeur d\u2019eau que ceux activ\u00e9s par KOH.<\/p>\n

Les courbes de per\u00e7age du dioxyde d\u2019azote et du formald\u00e9hyde ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9es au contact des carbones activ\u00e9s pr\u00e9par\u00e9es avec et sans dopage par CuCl2<\/sub> \u00e0 la concentration initiale d\u2019environ 850 ppb en variant l\u2019Humidit\u00e9 Relative (HR) entre 0% et 50%. Les capacit\u00e9s d\u2019\u00e9limination du NO2<\/sub> des carbones pr\u00e9par\u00e9s ont atteint des valeurs maximales d\u2019environ 140 mg.g-1<\/sup>, sup\u00e9rieures aux valeurs moyennes cit\u00e9es par la litt\u00e9rature. Pour les carbones sans Cu\/CuO, activ\u00e9s par KOH, une capacit\u00e9 d\u2019adsorption maximale (d\u2019environ 80 mg.g-1<\/sup>) est atteinte pour HR=20%. Ce maximum pourrait s\u2019expliquer par l\u2019adsorption de NO2<\/sub> dans les micropores et dans les m\u00e9sopores (2 nm < \u2300 pores < 50 nm) partiellement occup\u00e9s par des mol\u00e9cules d\u2019eau. Pour les carbones activ\u00e9s par NH3<\/sub>, la quantit\u00e9 maximale de NO2<\/sub> \u00e9limin\u00e9e (~140mg.g-1<\/sup>) est atteinte pour un air sec puis d\u00e9cro\u00eet avec l\u2019humidit\u00e9 croissante. La quantit\u00e9 maximale de formald\u00e9hyde \u00e9limin\u00e9 \u00e0 HR=50% (environ 43 mg.g-1<\/sup>) est mesur\u00e9e pour un carbone activ\u00e9 par NH3<\/sub>. Ceci pourrait \u00eatre reli\u00e9 \u00e0 la pr\u00e9sence de plus grandes quantit\u00e9s d\u2019ultramicropores (\u2300 pores < 0,8 nm) et de groupes azot\u00e9s \u00e0 sa surface. Pour tous les carbones pr\u00e9par\u00e9s sans CuCl2<\/sub>, un maximum d\u2019adsorption du formald\u00e9hyde est atteint sous air sec du fait de la comp\u00e9tition d\u2019adsorption avec la vapeur d\u2019eau. La pr\u00e9sence de nanoparticules induit une d\u00e9gradation catalytique du NO2<\/sub> en sous esp\u00e8ces azot\u00e9es et du formald\u00e9hyde en CO2<\/sub> et H2<\/sub>O, quelle que soit l\u2019humidit\u00e9 relative test\u00e9e. Un maximum de d\u00e9gradation est atteint pour HR=20% pouvant s\u2019expliquer par la formation de radicaux libres en pr\u00e9sence d\u2019eau, am\u00e9liorant ainsi l\u2019effet catalytique.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

Composition du jury<\/strong><\/span><\/h3>\n

Mme Cam\u00e9lia Matei Ghimbeu, Directrice de recherche, CNRS Alsace, Rapportrice
\nMme Pascaline Pr\u00e9, Professeure de l\u2019Institut Mines Telecoms, IMT Atlantique Bretagne Pays de la Loire, Rapportrice
\nM Benoit Coasne, Directeur de recherche, CNRS Alpes, Examinateur
\nMme Ga\u00eblle Ducom, Maitresse de conf\u00e9rences, INSA Lyon, Examinatrice
\nM Peter Moonen, Professeur des universit\u00e9s, Universit\u00e9 de Pau et des Pays de l\u2019Adour, DMEX, Invit\u00e9
\nM Michel Ondarts, Maitre de conf\u00e9rences, Universit\u00e9 Savoie Mont Blanc, LOCIE
\nMme Laurence Reinert, Maitresse de conf\u00e9rences, Universit\u00e9 Savoie Mont Blanc, EDYTEM
\nM Laurent Duclaux, Professeur des universit\u00e9s, Universit\u00e9 Savoie Mont Blanc, EDYTEM<\/p>\n

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