Abstract FR:

L’onde ultrasonore, suite au phénomène de cavitation acoustique qu'elle engendre, est susceptible de dégrader, en solution aqueuse, des molécules organiques dissoutes rebelles aux traitements classiques. Ce travail développe deux axes principaux: une étude cinétique de la dégradation d'un composé organique modèle et, en vue de l'industrialisation du procédé, l'analyse de réacteurs mettant en œuvre plusieurs systèmes émetteurs d'ultrasons. Deux approches cinétiques globales de la dégradation du pentachlorophenate de sodium ont été envisagées: soit la disparition du polluant est due uniquement à sa réaction avec les radicaux hydroxyles issus de la sonolyse de l'eau: c'est la voie radicalaire ; soit une partie du polluant pénètre dans la cavité acoustique où il subit une pyrolyse: les voies thermique et radicalaire sont alors prises en compte simultanément. Les différents réacteurs conçus ont été caractérisés grâce au développement d'une méthode d'étude fiable et reproductible basée sur quatre mesures de l'activité ultrasonore. La calorimétrie permet d'évaluer la puissance disponible pour la réactivité chimique, la dts analyse le comportement hydrodynamique du réacteur, la chimiluminescence du luminol visualise les sites chimiquement actifs, la dégradation d'un polluant quantifie le comportement chimique global. Pour l'étude des champs d'ondes stationnaires, nous complétons cette caractérisation par deux mesures supplémentaires : le thermocouple chemise et l'effet piezoelectrique direct. Les renseignements ainsi obtenus ont permis de détecter les différences et les similitudes de fonctionnement de nos émetteurs et de nos réacteurs. Il est apparu que l'association d'émetteurs haute fréquence permet d'extrapoler le procédé sans baisse de l'efficacité sonochimique. Cette étude a également permis de montrer que l'établissement d'une onde stationnaire est rendue possible par réflexion sur une surface rigide telle qu'un autre émetteur ou une paroi du réacteur. Ces conditions sont favorables à la dégradation du polluant et peuvent conduire à 25% d'augmentation de la capacité d'épuration du système