Soutenance de thèse de Paixan SAMBA

Dans le cadre de la valorisation de la biomasse lignocellulosique, des résidus agricoles (pailles de colza, coques de tournesol et tiges de chanvre) et une plante invasive (Renouée du Japon) sont utilisés pour élaborer une nouvelle gamme de carbones activés (CA). Ces derniers sont produits par des procédés d’activation intégrant une étape de carbonisation hydrothermale en milieu aqueux (HTC) et en milieu acide (HTCa). Dans un premier temps, l’impact de l’HTC et de l’HTCa sur les trois principaux composants de la biomasse lignocellulosique (hémicelluloses, cellulose et lignine) a été étudié, révélant une dégradation sélective de ces trois composants en fonction du milieu réactionnel. Ainsi, l’intégration de l’HTC et de l’HTCa dans le procédé d’élaboration des CA à l’acide phosphorique, permet une activation sélective desdits composants au sein d’une matrice lignocellulosique, ce qui conduit à la production d’une nouvelle gamme de CA hors des domaines I, II et III du diagramme de variation de la largeur moyenne des micropores en fonction du volume des micropores. Les CA, ainsi produits, peuvent atteindre une surface spécifique supérieure à 2000 m2.g-1. Connaissant la composition biochimique de la biomasse, un calcul prédictif a permis de déterminer le rendement théorique et la contribution massique de cellulose des hémicelluloses et de la lignine dans les hydrochars et carbones activés élaborés. Par ailleurs, une étude a été réalisée afin d’élaborer des carbones poreux décorés in-situ au fer par une carbonisation ionothermale (ITC) en présence d’un liquide ionique ([Bmim]FeCl4). Les analyses DRX de ces matériaux permettent de confirmer la présence du fer dans ces matériaux. Enfin, les différents matériaux carbonés produits (avec et sans fer) ont été testés pour le traitement de l’eau par le procédé d’adsorption et par les procédés d’oxydation avancée (POA), notamment le couplage ozone/CA et le procédé Fenton, dans lesquels les carbones décorés au fer sont utilisés comme supports de catalyse. Les résultats montrent une efficacité supérieure pour l’adsorption et pour la minéralisation des polluants (ibuprofène et acide 2,4-dichlorophénoxyacétique) pour les CA issus du procédé avec HTCa comparé au procédé conventionnel sans HTC.