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Accueil du site > Séminaires > Archives > Année 2013 > Exposé de deuxième année de thèse : Cécilia Magnet

PURIFICATION DE L’EAU DE SES POLLUANTS PAR DES PARTICULES MAGNETIQUES

Exposé de deuxième année de thèse : Cécilia Magnet

à 11h en salle C. Brot

La pollution de l’eau est un problème majeur dans le domaine de l’environnement, les polluants inorganiques présents dans l’eau tel que les ions métalliques ou encore les polluants organiques, notamment les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAPs) et les pesticides ont des répercussions importantes sur l’environnement ainsi que sur la santé humaine. Il existe de nombreuses techniques de dépollution d’eau, cependant, celles-ci ne permettent pas d’extraire les polluants présents sous forme de traces. Nous proposons d’utiliser deux tailles de particules magnétiques afin de capter et d’extraire le polluant ciblé, qu’il soit de nature organique ou inorganique. Les nanoparticules présentant une surface spécifique élevée serviront à adsorber le polluant, soit par affinité entre la particule et les polluants inorganiques, soit par fonctionnalisation pour les polluants organiques. Les particules micrométriques magnétiques, sous l’action d’un champ magnétique externe, permettront la capture de ces nanoparticules. Ainsi une séparation entre le condensat comportant les particules magnétiques et l’eau purifiée sera possible. La majeure partie de l’exposé présentera les interactions entre les nanoparticules et les microparticules dans une suspension soumise à un champ magnétique externe. Sous l’effet de ce champ nous observons un changement de contraste montrant l’attraction des nanoparticules autour d’une microparticule dans la direction de celui-ci sous forme de nuage. Les résultats expérimentaux dans le cas où le système est statique seront présentés. Ces résultats, en accord avec les résultats théoriques obtenus par une approche thermodynamique mettent en évidence trois régimes de capture définis par deux paramètres : le rapport de l’énergie magnétique sur kT et la concentration volumique en nanoparticules. L’attraction des nanoparticules autour des microparticules sera également observée lors de l’écoulement des nanoparticules autour des microparticules. Le système sera régit par le nombre de Mason, nombre sans dimension représentant le rapport de la force hydrodynamique sur la force magnétique. Deux configurations seront étudiées, la configuration longitudinale pour laquelle l’écoulement s’effectue dans la même direction que le champ magnétique et la seconde, la configuration transversale où l’écoulement est perpendiculaire au champ magnétique. Une théorie prenant en compte les interactions hydrodynamiques et magnétiques s’appliquant sur le nuage de nanoparticules dans le cas de l’écoulement longitudinal montre la même dépendance de la longueur du nuage de nanoparticules avec le nombre de Mason que les résultats expérimentaux. Une dernière partie portera sur les premiers résultats obtenus pour l’adsorption d’un polluant inorganique –ion métallique Ni2+-sur les nanoparticules de magnétite. Le protocole pour quantifier la concentration en ion nickel adsorbé sur les nanoparticules sera présenté.

Directeur de thèse : Georges BOSSIS Co-directeur de thèse : Pavel KUZHIR