Impact de fibres cellulosiques fonctionnalisées aux (hydr)oxydes de fer en traitement des eaux

Résumé

Les eaux usées pétrochimiques posent un important enjeu environnemental au Canada, en raison de leur lente décantation et de leur toxicité, principalement attribuables à leur forte teneur en acides naphténiques (NA) et en composés organiques récalcitrants aux traitements conventionnels. L’objectif principal de cette recherche est d’explorer une stratégie innovante combinant des polymères synthétiques (polyacrylamide, PAM) et des fibres cellulosiques fonctionnalisées par greffage de fer, issues notamment de papier recyclé, afin d’améliorer significativement l’efficacité du procédé de floculation appliqué aux effluents pétrochimiques, caractérisés par leur complexité. Des essais jar test ont permis d’évaluer l’efficacité de différents polyacrylamides (c-PAM et a-PAM) seuls ou en combinés à des fibres greffées ou non. Le greffage au fer a renforcé la capacité d’adsorption et de pontage entre particules colloïdales et matières organiques dissoutes. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec le c- PAM 3 associé aux fibres greffées, permettant d’éliminer jusqu’à 66 % d’acides naphténiques et 55-66 % du carbone organique total (COT) avec une turbidité résiduelle inférieure à 2 NTU dans des conditions optimisées. Une des conclusions majeures est l’importance cruciale du rapport optimal entre fibres et polymère pour éviter les phénomènes de surdosage, tels que la restabilisation des flocs ou la diminution des performances d’adsorption, de plus, les fibres favorisent la formation de flocs robustes et facilement déshydratables. Les résultats préliminaires obtenus sur d’autres types d’eaux usées (hydrocarbures, lixiviats, compost, eaux agroalimentaires) témoignent du potentiel plus large de cette technologie. Ces perspectives ouvrent la voie à des travaux futurs prometteurs, notamment dans le cadre d’un doctorat, pour généraliser et approfondir l’application de cette approche innovante à une diversité d’effluents industriels complexes. Un concept innovant de traitement basé sur un réacteur 3-en-1, combinant floculation, séparation solide-liquide et déshydratation dans une seule unité grâce aux fibres comme agent de pontage, a été développé et publié en 2025 dans npj Clean Water (facteur d’impact: 12,3). (CHAPITRE 4) D’abord testé sur des eaux africaines très turbides, il a ensuite été évalué sur les effluents pétrochimiques dans un second article soumis. Cette technologie, à la fois performante, et écologique, présente un fort potentiel d’intégration dans les procédés industriels existants.

Date	28 juil. 2025
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Mathieu Lapointe (Directeur(-trice))