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Two cationic model emulsions are contacted with a solid having a negative-charged surface and with a caustic soda solution. In one hand, emulsions stabilized by a quaternary ammonium are contacted with Fontainebleau sandstone, as a consequence, a viscosity reduction of the remaining emulsion is observed, as well as the emulsion break-up through a heteroflocculation mechanism provided the solid surface is large enough. Results show that the dispersed oil fraction decreases after addition of sandstone aliquots, and this depends on the concentration of surfactant in the continuous phase of the emulsion. As the droplet size and distribution remain constant during the process, it is assumed that the emulsion heteroflocculation is the result of direct oil droplets adhesion on the sand surface, followed by their coalescence around the sand particles. On the other hand, when an alkali solution is added to a model cationic oil-in-water emulsion, chemical equilibrium is rapidly affected. The effective droplets volume decreases and rheological behavior which firstly exhibits a shear-thinning behavior becomes gradually Newtonian. The abrupt emulsion destabilization by pH increase is the result of droplets coalescence as a consequence of electrostatic repulsions disappearance among droplets. The surfactant adsorption at the liquid-liquid interface changes, the optimal formulation is reached and emulsion becomes unstable. After all, the emulsion morphology, stability and even emulsion inversion are all controlled by pH. Emulsion destabilization can be studied by a rheological monitoring process but it is hardly recommended keep in mind all physicochemical phenomena if this method is not strictly controlled; Deux émulsions cationiques modèles sont mises au contact avec un solide présentant une charge superficielle négative et avec une solution alcaline. Premièrement, lorsque des quantités déterminées de sable de Fontainebleau sont ajoutées sur une émulsion stabilisée par un ammonium quaternaire, la viscosité des émulsions résiduelles diminue avec l'addition de sable et l'hétérofloculation a lieu si nous ajoutons suffisamment de sable. Les résultats montrent que la concentration de la phase dispersée diminue et le processus dépends de la concentration de tensioactif dans la phase continue de l'émulsion. Etant donné que ni la taille des gouttes ni la distribution ne changent pendant l'addition des solides, nous proposons l'adsorption directe des gouttes sur la surface minérale, suivie par leur coalescence sur les particules de sable. Par ailleurs, lorsqu'une solution alcaline est rajoutée sur une émulsion stabilisée par une amine, l'équilibre chimique est rapidement perturbé. L'addition de NaOH implique la production d'amine, le volume effectif des gouttes diminue et le comportement rhéologique des émulsions évolue de rhéofluidifiant à Newtonien. La déstabilisation résultant de la remontée de pH est due à la coalescence des gouttes à cause de la déprotonation du tensioactif. La formulation interfaciale évolue à chaque addition de la solution alcaline et le système bascule vers la production d'une microémulsion très instable. Les conditions pour la déstabilisation des émulsions peuvent être optimisées par un suivi rhéologique, mais il est fondamental de tenir compte des diverses possibilités pouvant se présenter si le processus n'est pas contrôlé strictement

Two cationic model emulsions are contacted with a solid having a negative-charged surface and with a caustic soda solution. In one hand, emulsions stabilized by a quaternary ammonium are contacted with Fontainebleau sandstone, as a consequence, a viscosity reduction of the remaining emulsion is observed, as well as the emulsion break-up through a heteroflocculation mechanism provided the solid surface is large enough. Results show that the dispersed oil fraction decreases after addition of sandstone aliquots, and this depends on the concentration of surfactant in the continuous phase of the emulsion. As the droplet size and distribution remain constant during the process, it is assumed that the emulsion heteroflocculation is the result of direct oil droplets adhesion on the sand surface, followed by their coalescence around the sand particles. On the other hand, when an alkali solution is added to a model cationic oil-in-water emulsion, chemical equilibrium is rapidly affected. The effective droplets volume decreases and rheological behavior which firstly exhibits a shear-thinning behavior becomes gradually Newtonian. The abrupt emulsion destabilization by pH increase is the result of droplets coalescence as a consequence of electrostatic repulsions disappearance among droplets. The surfactant adsorption at the liquid-liquid interface changes, the optimal formulation is reached and emulsion becomes unstable. After all, the emulsion morphology, stability and even emulsion inversion are all controlled by pH. Emulsion destabilization can be studied by a rheological monitoring process but it is hardly recommended keep in mind all physicochemical phenomena if this method is not strictly controlled, Deux émulsions cationiques modèles sont mises au contact avec un solide présentant une charge superficielle négative et avec une solution alcaline. Premièrement, lorsque des quantités déterminées de sable de Fontainebleau sont ajoutées sur une émulsion stabilisée par un ammonium quaternaire, la viscosité des émulsions résiduelles diminue avec l'addition de sable et l'hétérofloculation a lieu si nous ajoutons suffisamment de sable. Les résultats montrent que la concentration de la phase dispersée diminue et le processus dépends de la concentration de tensioactif dans la phase continue de l'émulsion. Etant donné que ni la taille des gouttes ni la distribution ne changent pendant l'addition des solides, nous proposons l'adsorption directe des gouttes sur la surface minérale, suivie par leur coalescence sur les particules de sable. Par ailleurs, lorsqu'une solution alcaline est rajoutée sur une émulsion stabilisée par une amine, l'équilibre chimique est rapidement perturbé. L'addition de NaOH implique la production d'amine, le volume effectif des gouttes diminue et le comportement rhéologique des émulsions évolue de rhéofluidifiant à Newtonien. La déstabilisation résultant de la remontée de pH est due à la coalescence des gouttes à cause de la déprotonation du tensioactif. La formulation interfaciale évolue à chaque addition de la solution alcaline et le système bascule vers la production d'une microémulsion très instable. Les conditions pour la déstabilisation des émulsions peuvent être optimisées par un suivi rhéologique, mais il est fondamental de tenir compte des diverses possibilités pouvant se présenter si le processus n'est pas contrôlé strictement

After dewatering, a biological sludge still contains an average water content of 70%, thus causing huge environmental problems. To achieve a better understanding of the mechanisms underlying physicochemical interactions inducing water retention in the sludge, the bacterial sludge was modeled by a pure strain producing or not surface appendages, depending on the growth temperature. These bacterial suspensions were flocculated by polyethyleneimine of various molecular weights. Measurements of optical density, electrophoretic mobility, conductivity, pH, absorbance, particle size, as well as AFM and TEM observations were performed. This allowed to characterize aggregates structures and to estimate the influence of molecular weight and concentration of polymer and presence/absence of surface appendages. Measurements of elasticity, spring constant and turgor pressure were carried out by force spectroscopy allowing to characterize nanomechanical properties of aggregates. In a second step, a dewatering of these flocculated suspensions was performed by centrifugation, process used in some wastewater treatment plants. Measurements of elasticity and viscosity were carried out by rheology. Correlations with dryness measurements allowed to conclude that the presence/absence of surface appendages, and also the molecular weight and concentration of the polymer have a significant impact on biological sludge dewatering, Après déshydration, les boues biologiques présentent en moyenne une siccité de 30%, ce qui pose d'importants problèmes environnementaux. Afin de comprendre les mécanismes physico-chimiques de rétention d'eau dans ces boues, nous les avons modélisées par une souche bactérienne pure présentant la particularité de produire ou non des surstructures, suivant sa température de culture. Les suspensions bactériennes ainsi obtenues ont été floculées par du polyéthylèneimine de différentes masses moléculaires. Des mesures de densité optique, mobilité électrophorétique, conductivité, pH, absorbance, granulométrie, ainsi que des observations en MET et AFM ont été effectuées. Cela nous a permis de caractériser la structure des agrégats ainsi obtenus et d'évaluer les influences relatives de la masse moléculaire du polymère ainsi que de sa concentration et de la présence/absence de surstructures sur l'agrégation de cellules bactériennes. Des mesures d'élasticité, de constante de raideur et de pression de turgescence ont été effectuées par spectroscopie de force, ce qui nous a permis de caractériser les propriétés nanomécaniques des agrégats. Dans un second temps, les suspensions floculées ont été déshydratées par centrifugation, procédé mis en oeuvre dans certaines station d'épuration. Des mesures d'élasticité et de viscosité (gradient de cisaillement infini) ont été effectuées par rhéologie. La corrélation de celles-ci avec des mesures de siccité nous a permis de conclure à un impact important des surstructures, de la masse moléculaire et de la concentration en polymère sur la déshydratation des boues biologiques

Non disponible / Not available, Le phénomène de floculation, résultant de l'enchevêtrement des fibrés en suspension, affecte la qualité de la feuille de papier. En effet, la floculation provoque une répartition hétérogène des fibres dans le produit final. La connaissance des caractéristiques mécaniques de la floculation est donc importante pour améliorer la qualité du papier fabriqué. Dans ce travail nous étudions l'écoulement de pâte à papier dans des canalisations droites de section rectangulaire et dans la même canalisation coudée (540°). Nous nous intéressons à différentes pertes de charge dans ce dispositif avec et sans la pâte à papier. Des comparaisons du coefficient de frottement entre les parties rectilignes et courbes sont données pour l'écoulement en eau et pour l'écoulement de pâte à papier. La réduction du frottement, observée par rapport à l'écoulement en eau comme dans le cas d'une conduite, se retrouve également dans le cas de la canalisation aussi bien droite que courbe. Ce comportement a permis de généraliser la loi de similitude des écoulements de pâte à papier donnée par Skali. La dernière partie de ce document est consacrée à l'analyse des forces appliquées sur une fibre dans la canalisation coudée et à la recherche d'une relation entre ces forces et la distance de la migration transversale mesurée expérimentalement.

This thesis concern the wastewater reatment. A study has been made of the influence of steaming treatment on the chemical change of beech wood on environmental consequences of wastewater discharge before treatment.The first part of this study involves the chemical characterization of wastewaters. As second part of study present a pollution charge of wastewaters. Two process for depollution are investigated : use ozonation treatment and coagulation - flocculation fellowed by settling. Finally, the combination of two process conducted to complet depollution of wastewaters, Ce travail a pour objectif la mise au point d'un procédé d'épuration des eaux résiduaires libérées au cours de l'étuvage du bois de hêtre, afin de limiter au maximum l'impact de la pollution engendrée au niveau de l'environnement. Dans un premier temps, cette démarche a nécessité d'effectuer la caractérisation chimique des substances solubilisées dans les effiuents aqueux. Dans un deuxième temps, la charge de pollution de ces effluents a été déterminée par la connaissance de paramètres spécifiques (DCO, DBO...). Deux procédés oxydatifs d'épuration ont été expérimentés pour diminuer significativement la charge de pollution. L'autoxydation en milieu alcalin générant une coagulation -floculation suivie d'une décantation et l'ozonation. Dans ces conditions, on observe des transformations oxydatives des tanins condensés et une chute importante de la DCO et de la DBO5 avec diminution notable de la décoloration des eaux d'étuvage. Enfin, la combinaison des deux princiaux paramètres de la pollution jusqu'à 96%

Not available, L’aération et la séparation des boues activées constituent les deux étapes clé pour le bon fonctionnement d'une station d'épuration. L’objectif de ce travail est double: caractériser les paramètres susceptibles d'influencer le processus de transfert d'oxygène dans le milieu de boues activées, et étudier l'aptitude à décanter de celles-ci en relation avec la biofloculation mise en jeu. L’étude du transfert d'oxygène montre que le facteur alpha dépend du degré d'épuration de la pollution introduite: ce facteur augmente lorsque la DCO et donc le OUR dans le milieu de culture diminuent. Mais le facteur prépondérant est la concentration en biomasse dans le bassin d'aération: plus cette concentration augmente, plus la viscosité du milieu est importante et plus le facteur alpha diminue. L’étude des flocs de boues activées montre qu'ils présentent une structure très complexe dans laquelle les micro-organismes sont piégés par une matrice de polymères exocellulaires. Ceux-ci, dont les exopolysaccharides, jouent un rôle important dans l'agglomération des micro-organismes. Les expériences montrent que les flocs biologiques placés dans des conditions de famine aérobie, défloculent en relargant des exopolymères dans le milieu interstitiel. Ces conditions de famine permettent, en outre, de supprimer les germes filamenteux, responsables d'une mauvaise décantation

Not available, aLe phénomène de floculation résultant de l'enchevêtrement des fibres en suspension, indispensable pour la cohésion du papier formé, est d'autant plus important que la concentration de fibres est élevée. Cependant, il donne lieu à une répartition hétérogène de fibres dans la pâte à papier qui affecte la qualité du papier. De ce fait, la connaissance des mécanismes de la floculation et notamment son interaction avec la turbulence est d'un intérêt essentiel dans l'optimisation du processus de fabrication du papier car actuellement fabriquer du papier à partir d'une suspension concentrée, constitue un objectif économique et industriel de première importance. De nouvelles approches sont données pour expliquer les principaux comportements de l'écoulement de pâte à papier. Celles-ci concernent : une évaluation de la concentration apparente des fibres ; une étude de la transition d'un écoulement flocule à fibres dispersées dans un dispositif de Couette-Taylor ; la détermination du temps de relaxation des flocs soumis brusquement à une diminution de contraintes turbulentes (cas d'un jeu libre) ; une description de l'évolution du frottement dans le régime piston en écoulement dans une conduite ; une description de la réduction de frottement dans l'écoulement de pâte utilisant une loi cinétique de la floculation dépendant de l'intensité de la turbulence. Enfin un nombre adimensionnel est mis en évidence, qui constitue un élément déterminant dans l'analyse dimensionnelle de l'écoulement de pâte à papier

Not available, De grandes quantités de résidus des activités industrielles, agro-alimentaires et urbaines se retrouvent sous la forme de suspensions colloïdales submicroniques. Ce travail porte sur l'étude de la floculation de certaines de ces matières colloïdales (silice et boue urbaine biologique) par des polymères cationiques de différentes masses moléculaires et iconicités. Pour mieux comprendre le lien entre l'efficacité de la floculation et les propriétés physico-chimiques des polymères, plusieurs méthodes ont été utilisées : le temps de succion capillaire, la vitesse de sédimentation, le diamètre des agrégats et les fluctuations de turbidité de la suspension floculée. Une méthode originale basée sur la dégradation ultrasonore des agrégats a été mise au point, elle permet de déterminer des indices de fragilité : la qualité de la dégradation est évaluée par les mêmes techniques physico-chimiques. Ici, les résultats les plus probants sont obtenus par l'analyse des fluctuations de turbidité. A masse moléculaire moyenne, l'iconicité est le facteur essentiel de la floculation par les polyélectrolytes. Par contre, la solidité des agrégats est influencée en premier lieu par la masse moléculaire. Une cellule de filtration à débit constant a permis d'étudier la compressibilité des boues floculées. Les résultats obtenus ont été traités par la théorie de la filtration consolidation développée par SHIRATO

Not available, De grandes quantités de résidus des activités industrielles, agro-alimentaires et urbaines se retrouvent sous la forme de suspensions colloïdales submicroniques. Ce travail porte sur l'étude de la floculation de certaines de ces matières colloïdales (silice et boue urbaine biologique) par des polymères cationiques de différentes masses moléculaires et iconicités. Pour mieux comprendre le lien entre l'efficacité de la floculation et les propriétés physico-chimiques des polymères, plusieurs méthodes ont été utilisées : le temps de succion capillaire, la vitesse de sédimentation, le diamètre des agrégats et les fluctuations de turbidité de la suspension floculée. Une méthode originale basée sur la dégradation ultrasonore des agrégats a été mise au point, elle permet de déterminer des indices de fragilité : la qualité de la dégradation est évaluée par les mêmes techniques physico-chimiques. Ici, les résultats les plus probants sont obtenus par l'analyse des fluctuations de turbidité. A masse moléculaire moyenne, l'iconicité est le facteur essentiel de la floculation par les polyélectrolytes. Par contre, la solidité des agrégats est influencée en premier lieu par la masse moléculaire. Une cellule de filtration à débit constant a permis d'étudier la compressibilité des boues floculées. Les résultats obtenus ont été traités par la théorie de la filtration consolidation développée par SHIRATO

Not available, La levure pichia pastoris IFP 206 a été cultivée dans un milieu à base de sels minéraux contenant comme source de carbone soit du méthanol (levure très floculante) soit du glucose (levure peu floculante). L'analyse chimique des parois et des phosphopeptidomannanes (PPM) isolés de cellules entières de cette levure a montré des différences significatives notamment dans leur teneur en acides aminés qui augmente avec le degré de floculation et inversement en ce qui concerne celle des hexosamines. Nous n'avons pas observé une forte élévation de la teneur en mannose et en phosphore des parois ou des PPM parallèlement avec le degré de floculation, ce qui laisse supposer que chez la levure pichia pastoris IFP 206, ce phénomène biologique se fait plutôt par le biais d'un facteur parietal caractéristique. En effet, l'étude structurale des oligomannosides composant les PPM a montré qu'ils renferment des liaisons de type alpha (1-2) et/ou beta (1-2) et que le mannopentaose, nettement plus important dans les mannanes de la levure floculante que ceux de la levure peu floculante, pourrait être considéré comme l'un des facteurs responsables de la floculation de la levure pichia pastoris IFP 206

Not available, La levure pichia pastoris IFP 206 a été cultivée dans un milieu à base de sels minéraux contenant comme source de carbone soit du méthanol (levure très floculante) soit du glucose (levure peu floculante). L'analyse chimique des parois et des phosphopeptidomannanes (PPM) isolés de cellules entières de cette levure a montré des différences significatives notamment dans leur teneur en acides aminés qui augmente avec le degré de floculation et inversement en ce qui concerne celle des hexosamines. Nous n'avons pas observé une forte élévation de la teneur en mannose et en phosphore des parois ou des PPM parallèlement avec le degré de floculation, ce qui laisse supposer que chez la levure pichia pastoris IFP 206, ce phénomène biologique se fait plutôt par le biais d'un facteur parietal caractéristique. En effet, l'étude structurale des oligomannosides composant les PPM a montré qu'ils renferment des liaisons de type alpha (1-2) et/ou beta (1-2) et que le mannopentaose, nettement plus important dans les mannanes de la levure floculante que ceux de la levure peu floculante, pourrait être considéré comme l'un des facteurs responsables de la floculation de la levure pichia pastoris IFP 206