Présenté par : r. ketrane

Présentation au sujet: "Présenté par : r. ketrane"— Transcription de la présentation:

1 Présenté par : r. ketrane
L E C V E UR ABTE – EA 4651 THÈME ETUDE DE LA PRECIPITATION DU CARBONATE DE CALCIUM SUR DES SUBSTRATS EN POLYCHLORURE DE VINYL ET EN POLYETHYLENE Présenté par : r. ketrane R. Ketrane a,b, B. Saidani a, O. Gil b a Laboratoire Electrochimie Corrosion Valorisation Energétique, Département de Génie des Procédés Université de Béjaia, Route de Targa Ouzemmour, Béjaia (06000), Algérie b UR ABTE- EA 4651« Aliments Bioprocédés Toxicologie Environnement » Université de Caen Basse Normandie, Boulevard du Maréchal Juin CAEN Cedex, France SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

2 INTRODUCTION et POSITION
DU PROBLEME SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

3 Mais qu’en est-il de l’entartrage des conduites en PE et en PVC ?
- Les polymères, appelés communément "matières plastiques", sont indissociables de notre environnement et de notre vie quotidienne. Ils se sont imposés dans tous les domaines de nos activités, des plus visibles aux plus cachés, des objets les plus banals jusqu'à des applications techniques sophistiquées. En Algérie, les conduites en PE sont de plus en plus utilisées pour l’adduction d’eau potable et les conduites en PVC pour les eaux d’irrigation et autres. - Par rapport aux autres tubes traditionnellement utilisés dans le domaine du transport de l'eau, l'utilisation de tubes en PE et en PVC permet d'augmenter considérablement la durée de vie des canalisations vis-à-vis de l'abrasion et plus particulièrement de la corrosion. Mais qu’en est-il de l’entartrage des conduites en PE et en PVC ? SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

4 Les conduites d’eau en matériaux polymères
SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

5 Carbonate de calcium (CaCO3) Sulfate de magnésium (MgSO4)
Conduite en acier Elément chimique % Massique Carbonate de calcium (CaCO3) 88,75 Sulfate de magnésium (MgSO4) 6,05 Gypse (CaSO4) 3,25 Impuretés 1,95 Conduite en béton Analyse par ICP-AES d’un bloc de tartre récupéré dans les conduites AEP de Touggourt R. KETRANE et al. In Desalination11/2010; 262(1-3):21-30. SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

6 PRINCIPE DE LA METHODE ET MISE EN ŒUVRE EXPERIMENTALE
SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

7 LE SYSTÈME CALCOCARBONIQUE
H2O CaCO3 Pression Température Eau CO2 + H2O  H2CO3 H2CO3  H+ +HCO3- HCO3-  H+ + CO3 2 - Ca+++ CO3-  CaCO3 Atmosphère CO2 Solide CaCO3 Tartre SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

8 Equations de l’équilibre calcocarbonique
Equilibre considéré Equations Inconnues Interface gaz /liquide PCO2= H. (H2CO3) eq.1 PCO2 (H2CO3) Phase liquide (HCO3-) et (CO32-) (H+) et (OH-) (Ca2+) Interface liquide/solide 6 équations 7 inconnues eq.2 eq.3 eq.4 eq.5 eq.6 eq.7 eq.8 Equations de l’équilibre calcocarbonique SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

9 aX2 + b X + c = 0 avec : Calcite Amorphe
SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

10 Déroulement d’un essai
SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

11 DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL
Le dispositif expérimental DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL 8 Cellule en PVC Cellule en PE Cellule de travail. Bain thermostaté. Thermostat. Compresseur à air. Débimètre à gaz. Divisiculeur. 7.Tuyau à gaz (air). 8. Table support. 9. pH-mètre 10. Sonde de température. 11. Électrode de pH. 12. Prise d’échantillon. Coupe longitudinale de la cellule de travail SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

12 Conditions opératoires
- Eau calcocarboniquement pure (CCP) - Volume de la solution : 1 Litre - Cellule en PVC et en PE - Température opératoire : 30°C - Débit de gaz : 8 L.min-1 Gaz de dégazage : air atmosphérique - pCO2 = atm ETUDE CINETIQUE 1. Suivi du pH au cours du temps ; 2. Suivi du titre calcique au cours du temps : - Prélèvement d’échantillons de 1ml - Dosage des Ca2+ par complexation à l’EDTA en présence du NET à tampon pH=10 SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

13 CaCO3(s) + CO2(g) + H2O Ca2+ +2HCO3-
(mol/l) Solubilité apparente du carbonate de calcium en fonction du pH [Ca2+]=[CO32-]=10-3M SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

14 RESULTATS et DISCUSSION
SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

15 HCO3- + H2O  CO32- + H3O+ TCaf tg
Évolution du pH au cours du temps pour une eau CCP à 30°F sur PVC Évolution du titre calcique au cours du temps pour une eau CCP à 30°F sur PVC SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

16 A 30°F, pH=8,7 A 30°F, tg=24mn A 40°F, pH=8,55 A 40°F, tg=16mn
1: CCP 30°F 2: CCP 40°F 3: CCP 50°F 1: CCP 30°F 2: CCP 40°F 3: CCP 50°F 1 2 3 Evolution du titre calcique au cours du temps pour une eau CCP (30, 40 et 50°F) sur PVC Evolution du pH au cours du temps pour une eau CCP (30, 40 et 50°F) sur PVC SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

17 Mise en évidence des vitesses initiales de croissance cristalline
30°F 50°F 40°F Courbes ajustées du TCa au cours du temps. Mise en évidence des vitesses initiales de croissance cristalline pour une eau CCP à 30,40 et 50°F sur PVC SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

18 Effet du substrat Eau CCP à 30°F
Évolution du pH au cours du temps pour une eau CCP à 30°F sur PVC et sur PE Évolution du titre calcique au cours du temps pour une eau CCP à 30°F sur PVC et sur PE SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

19 Eau CCP à 50°F Évolution du pH au cours du temps pour une eau CCP à 50°F sur PVC et sur PE Évolution du titre calcique au cours du temps pour une eau CCP à 50°F sur PVC et sur PE SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017 9/28/2017 9/28/2017

20 Effet du substrat sur les masses de CaCO3 précipitées
TCa (°F) à 30°C Masse totale de CaCO3 déposée (mg) Homogène (dans le flux de l’eau) Hétérogène (sur les parois) Masse (mg) PVC PE 30 40 275 135 202 120 73 15 50 405 360 281 293 125 67 153 42,5 129 40,5 24 2 SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

21 Caractérisation de la morphologie des dépôts de carbonate de calcium par MEB
SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

22 CONCLUSION SNP 5- 02 et 03 décembre 2015- Université de Béjaia
9/28/2017

23 - La dureté de l’eau accélère la précipitation du carbonate de calcium
- Les temps de germination obtenus sur PE et sur PVC sont presque similaires - La précipitation de CaCO3 est plus importante en homogène (dans le flux de l’eau) qu’en hétérogène (sur les parois) - La précipitation du carbonate de calcium est plus favorisée sur PVC que sur PE - La forme allotropique majoritaire de la précipitation de CaCO3 sur PE et sur PVC est la  calcite SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017

24 Merci pour votre attention
SNP et 03 décembre Université de Béjaia 9/28/2017