Résumé
Ces travaux de thèse visent à répondre au besoin d’éliminer les composés organiques des effluents industriels issus du nucléaire ou non, comme l’EDTA se propageant facilement dans l’environnement une fois complexée avec un métal. Des procédés d’oxydation avancée (POA) basés sur le phénomène de cavitation ont donc été testés pour dégrader cette molécule. La sonocatalyse, qui consiste à coupler une irradiation ultrasonore et des catalyseurs, a permis d’obtenir résultats inédits. Différentes conditions opératoires ont été étudiées au LSFC (ICSM) afin d’optimiser les rendements de dégradation en présence de différents types de catalyseurs. Celui à base de métal non noble de Co3O4/TiO2 à 2 g.L-1 a étonnamment été le plus efficace. De plus, les ultrasons à 345 kHz ont été essentiels pour dégrader la quasi-totalité des 5 mM d’EDTA introduites à 40 °C et grâce à une atmosphère d’Ar/20%O2. Ces résultats ont été une inspiration pour développer le nouveau réacteur de cavitation par impact motorisé de l’Institut d’Alembert. Sa caractérisation physico-chimique approfondie a permis de mieux comprendre les phénomènes et réactions en jeu autour des bulles formées. La présence des radicaux a été prouvée pour la première fois, classant cette technique dans les POA. Le modèle du Coup de Bélier, qui décrit ce système, révèle une forte influence des paramètres expérimentaux. Le caractère multi-fréquentiel de l’onde de choc délivrée instantanément à chaque impact implique une distribution de bulles très hétérogène. Le couplage de ce procédé avec la catalyse et les ultrasons a donc été expérimenté, dans le même but d’optimiser la dégradation de l’EDTA en solution aqueuse.