La ménopause de nos jours C.Mokdad Interne 5 ème semestre, CHU Rouen Journée de DES, 14/01/2009.
ÈME JOURNÉE PROMOTION PROCÉDÉS PRODUITS PROCÉDÉS ...
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ÈME JOURNÉE PROMOTION PROCÉDÉS PRODUITS :
PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
JEUDI 5 JUILLET 2018
ENSIC NANCY
LIVRET DE LA CONFÉRENCE
PROGRAMME DÉTAILLÉ
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
RÉSUMÉS DES COMMUNICATIONS PRÉSENTÉES
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JEUDI 29 MARS 2018
PROCÉDÉS ET MATÉRIAUX POUR
L’IMPRESSION 4D
MARDI 12 JUILLET 2016
PROCÉDÉS
HYDROMÉTALLURGIQUES POUR LA
RÉCUPÉRATION ET LE RECYCLAGE
DES MÉTAUX
JEUDI 13 OCTOBRE 2016
NANOPARTICULES : QUELS
RISQUES ? QUELLES
PROTECTIONS ?
JEUDI 9 NOVEMBRE 2017
APPROCHES DE MODÉLISATION À
DIFFÉRENTES ÉCHELLES : DE LEUR
DÉVELOPPEMENT À LEURS
APPLICATIONS
RÉTROSPECTIVE
ANNÉE 2018
ANNÉE 2017
ANNÉE 2016
ANNÉE 2015
JEUDI 9 JUILLET 2015
PROCÉDÉS
POUR LA BIORAFFINERIE : ENJEUX
ET AVANCÉES
MARDI 24 NOVEMBRE 2015
RECYCLAGE DES MATIÈRES PLAS-
TIQUES, UN DÉFI SCIENTIFIQUE ET
ÉCONOMIQUE POUR L’AVENIR DE
NOTRE INDUSTRIE
JEUDI 26 MARS 2015
DU CAPTAGE AUX PROCÉDÉS DE
VALORISATION DU CO2
ANNÉE 2014
MARDI 25 NOVEMBRE 2014
UTILISATION DE LA CFD EN
GÉNIE DES PROCÉDÉS. GESTION DE
LA COMPLEXITÉ DES SYSTÈMES MARDI 8 JUILLET 2014
LES PROCÉDÉS
HYDROMÉTALLURGIQUES POUR
LA RÉCUPÉRATION ET
LE RECYCLAGE DES MÉTAUX
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
MOT D’INTRODUCTION
PROGEPI et le LRGP ont lancé, début 2014, un cycle de con-férences, organisées sous forme de journées scientifiques, à l’ENSIC Nancy. Ces Journées de Promotion Procédés Produits (J3P) ont pour vocation de rassembler industriels et universi-taires afin d’aborder les grands enjeux du Génie des Procé-dés et d’échanger autour des récentes orientations et avan-cées industrielles, à partir d’un thème précis.
Cette 10ème J3P (Journée Promotion Procédés Produits) est dédiée à la thématique du
traitement des eaux.
PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
L’essor des procédés physico-chimiques avancés tels que l’électrochimie appliqués au
traitement des eaux usées est de plus en plus significatif et capital pour faciliter l’accès
à l’eau, annoncé comme grand défi du 21ème siècle. Pour y répondre il est nécessaire
de faire face au double enjeu de la demande croissante en eau et du stress hydrique
qui ne cesse de s’accroître de par le monde, la France n’étant pas épargnée. La réutili-
sation des eaux usées traitées est une solution de plus en plus envisagée par les ac-
teurs du monde de l’eau et l’intégration des procédés électrochimiques au sein de
filières de traitement des eaux usées pourrait contribuer à sa réalisation.
Cette journée abordera donc la problématique du développement des procédés élec-
trochimiques avancés pour une application dans le traitement des eaux, depuis l’éla-
boration et l’utilisation de matériaux d’électrodes innovants jusqu’à l’application des
procédés électrochimiques à l’échelle industrielle, en passant par la caractérisation
physico-chimique du milieu et le développement de procédés via l’approche du génie
électrochimique.
L'objectif de cette journée est de rassembler les différents acteurs du domaine public
et du secteur privé pour faire un état des lieux des travaux existants sur le sujet,
d’identifier les verrous qui peuvent freiner le développement de ces procédés et de
proposer ensuite des solutions.
La journée se terminera par une table ronde en présence des différents intervenants.
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PROGRAMME DÉTAILLÉ
8h30-9h00 Accueil, remise des badges, café 9h00-9h15 Ouverture de la journée 9h15-9h50: Introduction générale à la journée scientifique modérée par Marie-Noëlle et Emmanuel Mousset
Procédés électrochimiques d’oxydation avancée pour
l’élimination des polluants organiques récalcitrants
Mehmet Oturan, Université Paris-Est, Laboratoire LGE, UPEM,
Marne-la-Vallée
Session 1 Matériaux et interface, modérée par François Lapicque et Emmanuel Mousset 9h50-10h15 Processus électromicrobiologiques pour le traitement des eaux
Mathieu Etienne, LCPME, CNRS - Université de Lorraine,
Villers- lès-Nancy
10h15-10h40 Les membranes électrochimiquement réactives : des
matériaux d'électrode multifonctionnels pour le traitement
de la pollution bioréfractaire
Marc Cretin, Université de Montpellier, Institut Européen des
Membranes, Montpellier
10h40-11h10 Séance poster & pause-café Session 2 Physico-chimie du milieu et cinétique chimique, modérée par Marc Cretin et Mehmet Oturan 11h10-11h35 Les produits de transformation des composés organiques au
cours de traitements oxydatifs des eaux - Approche analytique
Hervé Gallard, Institut de Chimie des Milieu et des
Matériaux de Poitiers UMR CNRS 7285, Poitiers
11h35-12h00 Devenir de la matrice réelle lors du traitement électrochimique
en sortie des eaux usées municipales
Emmanuel Mousset, LRGP, CNRS - Université de Lorraine, Nancy
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PROGRAMME DÉTAILLÉ
12h00-12h25 Couplage procédés électrochimiques / traitement biologique - Évolution de la biodégradabilité / biodégradation en lien avec les sous-produits organiques de l'électrolyse
Florence Fourcade, Institut des Sciences Chimiques de Rennes- UMR 6226, Université Rennes 1/ École Nationale Supérieure de Chimie de Rennes, Rennes
12h25-13h45 Déjeuner & séance poster
Session 3 Génie électrochimique et modélisation, modérée par Florence Fourcade et Hervé Gallard 13h45-14h10 Diamond electrodes - properties, fabrication, application
Martin Rüffer, DiaCCon GmbH, Fürth – Allemagne
14h10-14h35 Apport de la modélisation cinétique pour le traitement de
polluants persistants par oxydation électrochimique
Karine Groenen Serrano, Laboratoire de Génie Chimique,
Université Paul Sabatier, Toulouse
14h35-15h00 Génie électrochimique au service du traitement des eaux
François Lapicque, Laurence Muhr, Emmanuel Mousset, LRGP,
CNRS-Université de Lorraine, Nancy
15h00-15h25 Séance poster & pause-café
Session 4 Applicabilités et impacts, modérée par Karine Groenen-Serrano et Mathieu Etienne 15h25-16h05 Technologie d’Electrodialyse pour la valorisation d’effluents
et pour la réutilisation des eaux usées traitées pour la
Production indirecte d’eau potable
Vincent Jauzein, SAUR, Maurepas et Florence Lutin, EURODIA
Industrie SAS, Pertuis
16h05-16h45 Table ronde conclusive : perspectives Animée par Olivier Potier (LRGP) en présence des intervenants
de cette journée
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
Mehmet A. OTURAN
Professeur
Université Paris - Est
LGE - UPEM
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : 06 11 83 19 60
PRÉSENTATION :
Mehmet A. Oturan est Professeur à l'Université Paris-Est Marne-la-Vallée depuis 2001.
Ses recherches portent sur les procédés d'oxydation avancée (POA) et notamment les
procédés électrochimiques d'oxydation avancée (PEOA), en particulier le procédé élec-
tro-Fenton dont il est inventeur de la version avec cathode en feutre carbone. Son
équipe, avec celle du Professeur Brillas (Université de Barcelone), a réalisé des contribu-
tions principales concernant le développement applications des PEOA au traitement des
eaux usées et à la remédiation des sols incluant la cinétique chimique et mécanismes
d'oxydation des polluants induits par les radicaux hydroxyles. Il était membre de CNU
(31e section) de 1998 au 2015, membre du bureau du conseil scientifique de l'Université
Paris-Est Marne la Vallée et de l'Ecole Doctorale SIE de l'université Paris-Est. Il a été invi-
té au Collège Albert Einstein, New York (1994), Université Mahatma Gandhi, Inde
(2012), Université de Wuhan, Chine (2014-2017), Université de Gabes, Tunisie (2012-17)
pour des séjours supérieur d'un mois. Il a supervisé 42 Thèses de doctorat, publié plus
de 220 articles dans les revues internationales à comité de lecture, 3 livres et 10 cha-
pitres de livres; a présenté plus de 60 conférences invitées au congrès scientifique natio-
nal / international et aux institutions internationales. Son actuel Web-of-Science h-index
est 57 avec un nombre de citations > 10 000. Il est actuellement Editeur Associé de
"Applied Catalysis B: Environmental (IF: 9.446) et de "Environmental Chemistry Letters
(IF: 3.594).
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES D’OXYDATION AVANCÉE POUR L’ÉLIMINATION DES POLLUANTS ORGANIQUES RECALCITRANTS
Mehmet A. OTURAN1 et Nihal OTURAN2
1Laboratoire LGE, Université Paris-Est Marne-la-Vallée
[email protected] RÉSUMÉ
Les procédés électrochimiques d'oxydation avancée (PEOA) ont reçu un grand intérêt
ces dernières années en raison de leur efficacité, compatibilité (fonctionnement dans
des conditions douces), polyvalence, fort potentiel oxydation / minéralisation. Ils sont
appliqués avec succès au traitement des eaux usées contenant des polluants organiques
persistants et/ou toxiques. Ils sont basés sur la génération électrocatalytique d'une es-
pèce oxydante très forte, le radical hydroxyle (·OH) qui sont produits soit à l'anode par
l'oxydation de l'eau soit en solution par le réactif de Fenton (H2O2 + Fe2+) généré électro-
chimiquement. Ces radicaux réagissent alors sur les polluants organiques conduisant
leur oxydation jusqu'à minéralisation complète à travers plusieurs modes réactionnels.
Dans cette présentation nous ferons un tour d'horizon du principe et des applications
des PEOA utilisant différentes matériaux de cathodes et d'anodes, en particulier les
électrodes émergentes comme BDD, TiO2 sous stœchiométrique ou mousse de car-
bone. Les performances de ces anodes/cathodes seront discutées en comparaison avec
des électrodes conventionnelles.
Pour améliorer l'efficacité et obtenir un procédé rentable, les PEOA peuvent être cou-
plées à d'autres méthodes en tant que prétraitement ou post-traitement. Certains de
ces couplages, en particulier le procédé bioelectro-Fenton sera illustré sur la base des
études récentes. Enfin, pour le procédé EF appliqué à grande échelle de pH, un procédé
électro-Fenton hétérogène a été développé récemment. Le cas du procédé EF-pyrite
sera présenté en détails.
MOTS CLÉS
Electro-Fenton; Procédés d'oxydation avancée; Oxydation anodique; Radicaux hy-
droxyles; Traitement des eaux usées; Minéralisation
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
Mathieu ETIENNE
Directeur de recherche au CNRS
LCPME, UMR7564 CNRS - UL
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : 03 72 74 73 82
PRÉSENTATION :
Mathieu Etienne a obtenu son doctorat en électrochimie analytique en 2001 au Labora-
toire de Chimie Physique pour l’Environnement (Nancy). Il a ensuite été post-doctorant
à l’Université de la Ruhr (Bochum, Allemagne) avant d’intégrer en 2004 le CNRS comme
chargé de recherche. Aujourd’hui, il est directeur de recherche au CNRS.
Les domaines de recherche qui l’intéressent ou l’ont intéressés ont tous un lien avec
l’électrochimie pour l’élaboration de capteurs plus sélectifs, l’imagerie, la transforma-
tion régio- et stéréo-sélective de biomolécules, le stockage de l’énergie ou la dépollu-
tion.
Les projets en cours de réalisation concernent l’amélioration des batteries redox-flow,
l’application de cytochromes P450 en électrocatalyse et l’exploration des possibilités
offertes par l’électromicrobiologie, notamment pour accélérer les processus de dénitrifi-
cation dans les zones humides artificielles.
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PROCESSUS ÉLECTROMICROBIOLOGIQUES POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
Mathieu ETIENNE
Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour les Matériaux et l’Environnement, UMR 7564, CNRS-Université de Lorraine, 405 rue de Vandoeuvre,
54600 Villers-lès-Nancy, France
RÉSUMÉ
L’électromicrobiologie est le couplage des processus microbiologiques et électrochi-
miques. Ce domaine de recherche a connu un engouement important ces dernières an-
nées, en particuliers à travers la mise en œuvre de biopiles microbiennes. Ces dispositifs
sont capables de traiter des eaux usées grâce à une bioanode et d’en extraire une éner-
gie électrique par couplage à une cathode abiotique.
Aujourd’hui, il existe un fort intérêt pour l’étude des processus biocathodiques et je pro-
pose d’introduire cette communication en présentant les mécanismes de transfert
d’électrons extracellulaires dans les biofilms électroactifs,1 de discuter l’exemple de She-
wanella oneidensis,2 pour laquelle des processus anodiques et cathodiques peuvent être
observées et enfin de présenter des exemples d’application de l’électromicrobiologie
provenant de nos recherches et de la littérature pour la dénitrification et la production
d’hydrogène.
(1) Pinck, S.; Jorand, F.; Etienne, M. Electrochemistry of Biofilms. In Reference Mo-
dule in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering; Elsevier, 2017.
(2) Pinck, S.; Etienne, M.; Dossot, M.; Jorand, F. P. A. A Rapid and Simple Protocol to
Prepare a Living Biocomposite That Mimics Electroactive Biofilms. Bioelectroche-
mistry 2017, 118, 131–138.
MOTS CLÉS
Electromicrobiologie; denitrification; biohydrogène.
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
Marc CRETIN
Professeur
Université de Montpellier
Institut Européen de Membranes, dpt Interfaces, Physico - Chimie et Polymères
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : 04 67 14 91 94
PRÉSENTATION :
Marc Cretin a obtenu un doctorat en Electrochimie (INP-Grenoble, LEPMI 1996) à l’issu
duquel il a occupé un poste de chercheur au laboratoire de Chimie Analytique et Bio-
physico-chimie de l’Environnement de l’Université de Genève (1996-1998). Il est depuis
2012 Professeur à la Faculté des Sciences de l’Université de Montpellier où il enseigne
plus particulièrement l’électrochimie, la chimie des solutions et la chimie analytique,
après avoir occupé un poste de Maître de Conférences à l’ENSCM (1998). Ses re-
cherches sont actuellement orientées vers les systèmes électrochimiques pour le traite-
ment de l’eau et l’énergie. L’équipe travaille plus particulièrement sur le développement
de matériaux d’électrodes poreux de type membranes électrochimiquement réactives
(REM) et sur la modification de carbone par des structures 2D appliquées à l’oxydation
anodique et au procédé électro-Fenton. Il travaille également à la mise au point d’inter-
faces électrochimiques efficaces pour l’électrocatalyse dans les systèmes de type (bio)
piles à combustible.
Il est actuellement responsable du département Interfaces, Physico-Chimie et Poly-
mères de l’IEM et assure la direction du Laboratoire International Associé franco-russe
MEIPA (Membranes Echangeuses d’Ions et Procédés Associés). Il est le co-auteur d’une
centaine de publications scientifiques (juin 2018).
ResearcherID : C-3119-2015
ORCID : 0000-0002-2617-8136
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LES MEMBRANES ÉLECTROCHIMIQUEMENT RÉACTIVES : DES MATÉRIAUX D'ÉLECTRODE MULTIFONCTIONNELS POUR LE TRAITEMENT DE
LA POLLUTION BIORÉFRACTAIRE
Marc CRETIN1, Christel CAUSSERAND2, Mehmet OTURAN3 et Stéphane RAFFY4
1Institut Européen des Membranes, Univ. Montpellier, France
2Laboratoire de Génie Chimique, Univ. Toulouse, France
3Laboratoire de Géomatériaux et Environnement, Univ. Paris-Est, France
4Saint Gobain CREE, Cavaillon, France
RÉSUMÉ
Pour le traitement de l’eau, les procédés électrochimiques d’oxydation avancée présen-
tent plusieurs avantages techniques tels que l'absence de stockage et de manipulation
de produits chimiques, l’automatisation facile du procédé ainsi que la possibilité de con-
cevoir des réacteurs compacts et modulaires. Dans cette perspective, nous travaillons
actuellement à l’Institut Européen des Membranes (IEM UMR 5635) et dans le cadre
d’un consortium (CELECTRON, Programme ANR ECO-TS) au développement de maté-
riaux d’électrodes efficaces pour la production de radicaux hydroxyles à partir de l’oxy-
dation de l’eau et du procédé électro-Fenton. Cette présentation sera structurée en
trois parties. Dans un premier temps la modification de matériaux carbonés par des
structures 2D sera présentée en vue de leur utilisation dans les procédés électro-Fenton
homogène et hétérogène. Dans un deuxième temps, nous nous intéresserons aux maté-
riaux d’électrodes anodiques à fort potentiel de dégagement d’oxygène permettant ain-
si la génération de radicaux par oxydation de l’eau. Dans ce cadre, nos travaux sur les
oxydes de titane sous-stœchiométriques, conduisant à la synthèse d’électrodes po-
reuses ou denses seront abordés. Nous montrerons en particulier les performances des
matériaux d’électrode poreux intégrés dans un pilote de filtration pour l’abattement de
la pollution en composés pharmaceutiques. Enfin dans une troisième et dernière partie,
nous donnerons quelques exemples illustrant la potentialité de ces matériaux pour le
traitement d’effluents réels (lixiviats de décharges, urines, eaux de STEP).
MOTS CLÉS
Oxydes de titane sous-stœchiométriques; graphene; LDH; oxydation anodique; élec-
tro-Fenton; minéralisation
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
Hervé GALLARD
Professeur
Université de Poitiers
IC2MP
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : 05 49 45 44 31
PRÉSENTATION :
Hervé Gallard est depuis 2008 professeur à l’Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs de
Poitiers, école interne de l’Université de Poitiers. Il enseigne dans différentes matières
liées au domaine de la chimie appliquée au traitement des eaux. Il est responsable du
Master Qualité et Traitement de l’Eau depuis 2009 et est depuis janvier 2018 respon-
sable de l’équipe Eaux, Biomarqueurs, Contaminants organiques et Milieux de l’Institut
de Chimie des Milieux et des Matériaux de Poitiers UMR CNRS 7285.
Depuis sa nomination à l’Université de Poitiers en 2000, il a mené des recherches dans
différents domaines du traitement des eaux tels que la réactivité des matières orga-
niques naturelles, le colmatage des membranes de filtration et l’étude des procédés
d’oxydation (chlore, ozone, oxydes métalliques,…).
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LES PRODUITS DE TRANSFORMATION DES COMPOSÉS ORGANIQUES AU COURS DE TRAITEMENTS OXYDATIFS DES EAUX—APPROCHE ANALYTIQUE
Hervé GALLARD et Marie DEBORDE
1Institut de Chimie des Milieux et des Matériaux de Poitiers UMR CNRS 7285,
Université de Poitiers, France
RÉSUMÉ
Les procédés électrochimiques comme tous les procédés oxydatifs conduisent rarement
à une minéralisation totale des composés organiques. Des produits intermédiaires géné-
ralement plus polaires que les molécules de départ se forment puis sont également
transformés en cours de réaction. Certains produits, appelés produits finaux, devien-
nent réfractaires aux traitements et s’accumulent dans le milieu. Si les procédés de dé-
gradation conduisent généralement à la formation de composés moins toxiques et plus
biodégradables, dans certains cas un ou des produits de transformation présentent une
toxicité plus élevée que la molécule initiale. Il est donc important de connaitre le méca-
nisme réactionnel d’une molécule par un procédé avant toute commercialisation et
mise en œuvre.
La spectrométrie de masse couplée à la chromatographie gaz dans les années 70 puis à
la chromatographie liquide dans les années 90 a permis des progrès importants dans
l’identification des produits de transformation des polluants dans l’environnement ou
dans les procédés de traitement. Cette conférence sera l’occasion de présenter par
quelques exemples d’études réalisées à l’IC2MP sur des composés pharmaceutiques
l’intérêt et les limites de la spectrométrie de masse haute résolution couplée à la chro-
matographie liquide pour l’identification des produits de transformation.
MOTS CLÉS
Mécanisme réactionnel; spectrométrie de masse; composé pharmaceutique; pro-
duits de transformation
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
Emmanuel MOUSSET
Chargé de recherche au CNRS
CNRS - Université de Lorraine
LRGP, UMR 7274, axe Perseval
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : 03 72 74 37 44
PRÉSENTATION :
Emmanuel Mousset est diplômé de l’Ecole Nationale Supérieure des Ingénieurs de Poi-
tiers (ENSIP) et a obtenu sa thèse de doctorat Erasmus Mundus ETeCoS3 en 2013 con-
jointement avec l’Université Paris-Est (France), l’Institut UNESCO-IHE (Pays-Bas) et l’Uni-
versité de Cassino (Italie). Après un post-doctorat à la National University of Singapore
puis à l’Helmholtz Centre for Environmental Research en Allemagne, il entre au CNRS en
tant que chargé de recherche en 2016.
Ses travaux de recherche ont été et sont à l’heure actuelle orientés sur l’application des
traitements électrochimiques pour la protection environnementale, plus spécifique-
ment sur le traitement des eaux usées. Il combine actuellement des études sur la ciné-
tique et réactivité (électro)-chimique, sur l’oxydation/réduction catalytique hétérogène/
homogène et sur les interfaces matériaux/solution avec le génie électrochimique afin de
développer ces procédés à plus grande échelle. Une partie de ces activités de recherche
font actuellement l’objet de collaborations internationales avec la Chine (Université de
Nankai) et les Etats-Unis (Université de Notre-Dame).
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DEVENIR DE LA MATRICE REELLE LORS DU TRAITEMENT ELECTROCHIMIQUE EN SORTIE DES EAUX USEES MUNICIPALES
Emmanuel MOUSSET1
1Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP),
UMR 7274 CNRS-Université de Lorraine, France
RÉSUMÉ
Depuis le développement des procédés électrochimiques d’oxydation avancée (PEOAs)
entre la fin des années 1990 et le début des années 2000 en alternative aux procédés
d’oxydation avancée (POAs) conventionnels, de nombreuses études ont été portées sur
les cinétiques de dégradation et de minéralisation d’une multitude de polluants orga-
niques présents dans les eaux usées. L’efficacité des PEOAs a été démontré, avec des
taux de dégradation et minéralisation très élevés (> 99%). Cependant, la grande majori-
té de ces études sont effectuées en milieu synthétique et l’effet de la matrice réelle ainsi
que son devenir lors du traitement des eaux usées municipales est rarement étudié.
Cette matrice peut non seulement diminuer les cinétiques d’abattement mais surtout
générer des espèces à l’état liquide et gazeux qui peuvent être potentiellement nocives
pour l’environnement et la santé humaine.
Cette présentation propose donc de synthétiser les différentes études portant sur le
devenir des composés présents dans la matrice lors de l’application de PEOAs. Une
attention particulière sera portée sur les composés inorganiques azotés et chlorés qui
sont présents en stations de traitement des eaux usées, y compris en sortie.
MOTS CLÉS
Traitement des eaux usées; effet de matrice réelle; espèces inorganiques azotées et
chlorées; sous-produits; PEOAs
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
Florence FOURCADE
Maître de Conférences
Université Rennes 1
ISCR - équipe CIP
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : 02 23 23 81 58
PRÉSENTATION :
Florence Fourcade est diplômée de l’Université Paul Sabatier de Toulouse. Après un par-
cours en chimie-physique, elle a obtenu son doctorat en génie des procédés au Labora-
toire de Génie Chimique (LGC) de Toulouse en 2000. Ses travaux en collaboration avec
le CEA portaient sur la conception d’un procédé électrochimique de décontamination de
matrices minérales à base de silice.
Après deux années en tant qu’attachée temporaire à l’enseignement et la recherche
(ATER), elle est nommée maître de conférences au Département Chimie de l’IUT de
Rennes en 2003.
Electrochimiste de formation, ses thématiques de recherche ont évolué vers les biotech-
nologies lorsqu’elle a rejoint l’équipe CIP (Chimie et Ingénierie des Procédés) au sein de
l’Institut des Sciences Chimiques de Rennes. La combinaison de ses différentes expé-
riences ont été un atout pour appréhender le couplage de procédés et plus particulière-
ment le couplage de procédés électrochimiques et de traitements biologiques. Ses tra-
vaux de recherche se concentrent particulièrement sur des effluents concentrés en pol-
luants organiques persistants (pesticides, composés pharmaceutiques…etc) peu ou non
biodégradables, qui nécessitent un prétraitement physico-chimique pour faciliter une
biodégradation ultérieure.
Florence Fourcade est membre de l’ISE (International Society of Electrochemistry) et de
la Société Française de Génie des Procédés.
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COUPLAGE PROCEDES ELECTROCHIMIQUES / TRAITEMENT BIOLOGIQUE EVOLUTION DE LA BIODEGRADABILITE / BIODEGRADATION EN LIEN AVEC LES
SOUS PRODUITS ORGANIQUES DE L’ELECTROLYSE
Florence FOURCADE, Abdeltif AMRANE, Hayet DJELAL, Florence GENESTE et Didier FLONER
Univ Rennes, Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes, CNRS,
ISCR – UMR6226, France
[email protected] RÉSUMÉ
Le couplage de procédés et notamment d’un prétraitement électrochimique et d’un
procédé biologique peut constituer une alternative intéressante dans le cadre de l’élimi-
nation de composés non biodégradables et/ou toxiques dans les effluents. Le prétraite-
ment est mis en œuvre afin de dégrader les composés cibles et d’obtenir des sous pro-
duits ayant une structure moléculaire susceptible d’être plus facilement biodégradable.
Une minéralisation de l’effluent peut être alors assurée par un traitement biologique
par exemple dans une station d’épuration existante.
Plusieurs indicateurs permettent d’estimer d’une part la biodégradabilité d’un effluent
(tests de respirométrie, le rapport DBO5/DCO, DCO/COT, l’état d’oxydation moyen…etc)
et d’autre part la toxicité (toxicité aigüe, phytotoxicité…etc). En plus de ces paramètres
globaux, l’identification et la quantification de sous produits d’électrolyses peuvent aider
à l’estimation et la compréhension de la biodégradabilité à la sortie du prétraitement. En
effet, d’une part la présence de certains atomes ou groupements dans une molécule
entraîne une diminution de sa biodégradabilité, et d’autre part en deçà d’une concentra-
tion limite, certaines molécules récalcitrantes peuvent être métabolisées.
MOTS CLÉS
Couplage de procédés; procédés électrochimiques; biodégradabilité; toxicité; biodé-
gradation; sous-produits d’électrolyses
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
Martin RÜFFER
Managing Director
DiaCCon GmbH
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : +49 911 95 995 661
PRÉSENTATION :
Martin Rüffer studied materials science and graduated from the University of Erlangen.
He then spent 4 years at the university in the field of CVD diamond deposition on vari-
ous substrates. In 2002 he founded the company DiaCCon with three other colleagues
and has been the managing director since then. Just two years after the founding of the
company, the development of diamond electrodes began. Meanwhile, DiaCCon offers
its own electrolysers and plants. The company employs 8 people and operates 3 of the
largest diamond coating plants. A fourth coating line will be installed this fall.
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DIAMOND ELECTRODES PROPERTIES, FABRICATION, APPLICATIONS
Martin Rüffer
DiaCCon GmbH
RÉSUMÉ
Boron-Doped Diamond electrodes show a very high over potential against the genera-
tion of cathodic Hydrogen (ca. 1,2 V) and anodic Oxygen (ca. 2,5 V) in water. This allows
very interesting electrochemical reactions and applications with high current efficiency.
One is the anodic generation of OH-radicals, which lead for example to oxidation of all
carbon species in aqueous solution.
This enables for example the fast disinfection of water by "killing" the bacteria and
cleaning water from organic pollution. The second main application is for electrochemi-
cal synthesis of chemicals with a high oxidation potential.
To get diamond electrodes into an industrial application, they have to fulfil some re-
quirements:
- Reproducible and safe production,
- Upscaling to mass production (square meter)
- long time stability in industrial processes
- better or cheaper than state of the art solutions of an industrial problem
The talk will give information on the general properties of diamond electrodes, how
diamond electrodes are produced in an industrial scale and show successful applications
in industry and water treatment.
MOTS CLÉS
Diamond electrodes; chemical vapor deposition; Water treatment; disinfection; elec-
trode; electrolyser; electrochemistry; electrochemical synthesis
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
Karine GROENEN SERRANO
Professeure
Université Paul Sabatier, Toulouse
Laboratoire de Génie Chimique
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : 05 61 55 86 77
PRÉSENTATION :
Nommée Maitre de conférences en 1999 puis Professeure des universités depuis 2011 à
l’université Paul Sabatier à Toulouse, elle exerce son activité de recherche au Labora-
toire de Génie Chimique. Depuis une vingtaine d’années, elle a étudié les propriétés
électrochimiques de l’anode de diamant dopé au bore (DDB) dans l’objectif de les ex-
ploiter pour le traitement de l’eau et l’électrosynthèse.
Sa production scientifique compte à ce jour plus d’une quarantaine de publications dans
des revues internationales avec comité de lecture, 6 brevets et une dizaine de confé-
rences invitées. Sur la thématique, elle a tissé des collaborations avec de grands groupes
français (Alcan, Areva, Ariane group) et des PME régionales ainsi que des partenariats
avec des institutions académiques (Suisse, Chine, Espagne, Algérie, Maroc, Tunisie…).
Elle est membre de plusieurs sociétés savantes nationales et internationales en électro-
chimie et déléguée française de la « Working Party of Electrochemical Engineering » de
l’European Federation of Chemical Engineering depuis 2011. Actuellement, elle co-
préside l’organisation des Journées d’Electrochimie en 2019 à Toulouse.
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APPORT DE LA MODELISATION CINÉTIQUE POUR LE TRAITEMENT DE POLLUANTS PERSISTANTS PAR OXYDATION ELECTROCHIMIQUE
Karine GROENEN SERRANO1
1Laboratoire de Génie Chimique, Université Paul Sabatier, France
RÉSUMÉ
L’oxydation électrochimique représente une voie alternative pour traiter des eaux con-
tenant des polluants bioréfractaires. L’utilisation d’anodes à forte surtension de dégage-
ment d’oxygène, comme le diamant dopé au bore permet de générer des radicaux hy-
droxyles, lOH, à partir de l’oxydation de l’eau. Le radical hydroxyle étant l’oxydant le
plus puissant en solution aqueuse (E0 = 2.74 V / SHE), il réagit de manière non-sélective
et très rapidement avec de nombreux composés (constantes cinétiques k·OH > 109 M-1 s-
1). L’oxydation directe avec un échange d’électrons avec le composé organique est aussi
possible. Un modèle cinétique sera présenté qui tient compte de tous les types de trans-
fert:
i. Transfert électronique: oxydation directe,
ii. Transfert d’atomes d’oxygène : réaction avec le radical hydroxyle
iii. Réaction avec des oxydants puissants électrogénérés à partir de sels pré-
sents dans la solution
Un exemple concret sera traité à partir d’un effluent hospitalier, différentes conditions
opératoires seront testées comme la composition de l’effluent, la densité de courant, la
concentration en sulfates…Dans chaque cas le modèle sera comparé avec les données
expérimentales.
MOTS CLÉS
Oxydation électrochimique; diamant dopé au bore; dépollution; modèle cinétique;
effluents hospitaliers
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
Laurence MUHR
Professeur
ENSIC
LRGP - Equipe Sols et Eaux
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : 03 72 74 37 45
PRÉSENTATION :
Laurence Muhr est diplômée de l’Ecole Nationale Supérieure des Industries Chimiques
(ENSIC, Nancy) et a obtenu son doctorat en Génie des Procédés en 1993 (LRGP, Nancy).
Elle a été recrutée en tant que maître de conférences à l’ENSIC en 1994. Elle a obtenu
en 2003 une Habilitation à Diriger des Recherches, ses travaux portant sur les
« Procédés de chromatographie préparative, Echange d’ions - Electrodéionisation - Lit
mobile simulé, La force d’une méthodologie ». Elle a été recrutée en 2013 sur un poste
de Professeur à l’ENSIC ayant pour profil « Conception des procédés industriels ».
Ses activités de recherche portent sur la purification de produits à haute valeur ajoutée
extraits de milieux complexes et concernent plus spécifiquement deux types d’applica-
tion : la purification de molécules pour les industries des sciences de la vie et la valorisa-
tion/purification de métaux, thématique en lien avec les activités de l’équipe de re-
cherche « Sols et Eaux » ainsi qu’avec une thématique transversale du laboratoire con-
cernant l’hydrométallurgie.
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
François Lapicque
Directeur de recherche CNRS
LRGP - CNRS - Université de Lorraine, France
Perseval
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : 03 72 74 37 61
PRÉSENTATION :
Ingénieur ENSIC (1979), Docteur Ingénieur (1983), Docteur d’Etat (1987)
Mes activités de recherche se situent en génie des procédés électrochimiques avec la
prise en compte des phénomènes se produisant au voisinage d’une interface – surface
de l’électrode, mais aussi parfois celles de bulles de gaz ou de particules solides. Les ac-
tivités actuelles concernent principalement les procédés électrochimiques pour la con-
version électrochimique de l’énergie, la réduction des émissions ou la valorisation des
ressources :
Piles à combustible et conversion électrochimique de l’énergie : caractérisation,
phénomènes de dégradation des composants de pile à membrane et améliora-
tion pour une durabilité accrue, application à d’autres procédés de conversion
d’énergie
Autres procédés électrochimiques : traitement des eaux usées ou naturelles, ou
des déchets agricoles ou industriels, valorisation des ressources par voie électro-
chimique ou hydrométallurgique, dans une logique de durabilité.
Collaboration avec d’autres unités de recherche et des entreprises en France
(ArcelorMittal ..) et en Allemagne (R. Bosch) dans des ANR, Ademe, ANRT ou LUE
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GENIE ELECTROCHIMIQUE AU SERVICE DU TRAITEMENT DES EAUX
Laurence MUHR1, François LAPICQUE1 et Emmanuel MOUSSET1
1Laboratoire Réactions et Génie des Procédés, CNRS-Univ. Lorraine, France
RÉSUMÉ
Les procédés électrochimiques peuvent apporter une solution pour le traitement des
eaux usées, qu’il s’agisse de la séparation des espèces toxiques ou valorisables, ou de
leur conversion à la surface de l’électrode par échange électronique. Ces procédés sont
spécifiques de par leurs aspects liés à l’énergie, mais aussi de par leur nature polypha-
sique, que cela soit dans le mécanisme réactionnel que dans la productivité d’une cel-
lule dépendante de la surface d’électrode et de l’intensité des transferts, comme pré-
senté par trois exemples de procédé.
Le premier est la valorisation de solutions diluées d’acide organique par un procédé hy-
bride couplant l’électrodialyse et l’échange d’ions avec pour objectif un fort taux de
concentration des acides et une faible consommation énergétique : la résine forte pla-
cée dans le compartiment de concentration réduit très fortement la résistance de ce
compartiment et intensifie les transferts.
Le deuxième est l’électrocoagulation, pour le traitement de milieux aqueux très divers
et dans lequel interviennent la dissolution des électrodes sacrificielles en cations triva-
lents, la précipitation des hydroxydes de ces cations, l’adsorption des entités polluantes
sur les solides et des processus chimiques.
Le troisième exemple est l’oxydation avancée de polluants organiques bio-récalcitrants
présents en très faibles quantités mais représentant un risque environnemental très
important. Pour s’adapter à ces effluents très dilués et/ou très peu salins, les procédés
électrochimiques s’orientent vers l’intensification des transferts afin de maximiser les
rendements faradiques. Ces évolutions seront abordées en parallèle des aspects réac-
tionnels de l’oxydation électrochimique.
MOTS CLÉS
Procédés électrochimiques; traitement des eaux; électrodes; intensification des
transferts; énergie consommée; dimensionnement
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
Florence LUTIN
Directrice R&D
Eurodia Industrie SAS
Recherche et Développement
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : 01 42 84 86 73
PRÉSENTATION :
Diplômée en 1987 de l’Université Paris XII et titulaire d’un doctorat en Physico-Chimie
sur la fermentation méthanique, Florence LUTIN choisit tout d’abord de poursuivre ses
travaux de recherche au sein de l’Université Paris XII en contrat privé, sur les technolo-
gies membranaires.
Désireuse d’acquérir une expérience internationale au sein d’un grand groupe spécialisé
dans l’industrie chimique, elle démarre en 1989 un séjour postdoctoral dans le labora-
toire de la société TOKUYAMA Corporation basée à Tokyo afin d’acquérir des compé-
tences dans le domaine des membranes échangeuses d’ions.
A son retour du Japon, en 1991, elle prend en charge la responsabilité du laboratoire
chez EURODIA Industrie, société spécialisée dans les procédés industriels de purification
des fluides.
En tant que directrice de la Recherche et Développement, elle met en place de multiples
partenariats scientifiques avec des laboratoires et des universités de renommée interna-
tionale (CNRS, INRA, Ecole Centrale Paris, Université de Laval (Ca), Unicamp (Br.)) et par-
ticipe ainsi à la mise au point de procédés avancés dans le domaine de la purification et
de l’extraction. Aujourd’hui, une équipe de 10 personnes et 15 % du budget de fonction-
nement sont consacrés à la recherche permanente d’innovations dans le respect de
l’environnement.
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PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES AVANCÉS
POUR LE TRAITEMENT DES EAUX
PRÉSENTATION DES INTERVENANTS
Vincent JAUZEIN
Ingénieur de Recherche
SAUR
Direction Technique / Recherche et Développement
CONTACT :
Adresse email : [email protected]
Téléphone : 01 30 60 84 48
PRÉSENTATION :
Vincent Jauzein est ingénieur agronome diplômé de l’AgroParistech spécialisé en chimie
analytique. Il soutient une thèse à l’Ecole des MinesParistech en Sciences des Maté-
riaux. Après des travaux de recherche dans les matériaux biosourcés et le bioraffinage à
Kyushu Institute of Technologie (Japon) et à l’INRA (IJPB), il rejoint la Direction Stratégie
et Prospective du groupe SAUR en tant qu’ingénieur de recherche.
Il aborde les thématiques du cycle de l’eau au travers de projets concernant la réutilisa-
tion des eaux usées traitées, le rejet au milieu naturel par les zones de rejet végétalisées
et la récupération du Phosphore. Il s’intéresse également aux nouveaux procédés
d’assainissement avec l’utilisation de microalgues pour la dépollution et des réacteurs à
charbon actif pour l’élimination des micropolluants.
Concernant la réutilisation des eaux usées traitées, Vincent Jauzein a été coordinateur
du projet « Ecoindustries » NOWMMA basé en Languedoc Roussillon. Il a également
participé au projet Européen FP7 DEMOWARE.
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TECHNOLOGIE D’ELECTRODIALYSE POUR LA VALORISATION D’EFFLUENTS ET POUR LA RÉUTILISATION DES EAUX USÉES TRAITÉES POUR LA PRODUCTION INDI-
RECTE D’EAU POTABLE
Florence LUTIN1, et Vincent JAUZEIN2
1Recherche et Développement, Eurodia Industrie SAS, France 2Recherche et Développement, SAUR, France
RÉSUMÉ
Eurodia, concepteur et fabricant d’unité d’électrodialyse depuis 30 ans, a su déployer
cette technologie dans différents secteurs d’activités : agro-industrie – chimie – dessale-
ment d’eau. L’électrodialyse conventionnelle (EDC) et l’électrodialyse bipolaire (EDBM)
associées à d’autres technologies membranaires permettent parfaitement de répondre
au traitement d’effluents salins issus de différentes lignes de production, notamment en
industrie laitière et sucrière. Cette présentation aura pour objet de détailler notamment
deux procédés brevetés qui s’inscrivent dans une démarche de « rejet zéro ».
Dans le cadre de la réutilisation des eaux usées traitées, cette technologie permet la
valorisation d’eaux résiduaires urbaines contaminées par des intrusions marines ou des
saumures industrielles. La sélectivité du traitement permet à la fois de répondre au cas
par cas et de maitriser le risque technologique par une approche multi-barrière. Le con-
trôle de la concentration en sels est primordial pour une valorisation agricole dont cer-
taines cultures peuvent présenter une sensibilité importante. C’est également un prére-
quis indispensable pour une potabilisation indirecte des eaux usées traitées.
MOTS CLÉS
Electrodialyse; dessalement; réutilisation des eaux usées traitées
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NOTES
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SAVE THE DATE(S) !
VOS PROCHAINS RDV J3P POUR 2018 & 2019
JEUDI 11 OCTOBRE 2018
QUELLES PERSPECTIVES POUR
LES LIQUIDES IONIQUES DANS
LES PROCÉDÉS INDUSTRIELS ?
OCTOBRE 2019
PROCÉDÉS
HYDROMÉTALLURGIQUES
JUILLET 2019
PROCÉDÉS POUR LA
VALORISATION DE LA
BIOMASSE
MARS 2019
PROCÉDÉS DE PRODUCTION ET
DE PURIFICATION DE
COMPOSÉS BIO-SOURCÉS
Pour toute information complémentaire : [email protected] | www.progepi.fr/events
ANNÉE 2018
ANNÉE 2019