BEGIN:VCALENDAR VERSION:2.0 PRODID:-//wp-events-plugin.com//7.3.3//EN TZID:Europe/Paris X-WR-TIMEZONE:Europe/Paris BEGIN:VEVENT UID:174@iem.umontpellier.fr DTSTART;TZID=Europe/Paris:20251121T140000 DTEND;TZID=Europe/Paris:20251121T170000 DTSTAMP:20251104T151856Z URL:https://iem.umontpellier.fr/events/soutenance-de-these-eliott-jacquemi n-le-21-novembre-2025-a-14h/ SUMMARY:Soutenance de thèse Eliott JACQUEMIN le 21 Novembre 2025 à 14h DESCRIPTION:Eliott JACQUEMIN\nsoutiendra sa thèse\nLe 21 novembre 2025 à 14h\ncampus triolet - Bâtiment 36\nHall du 1er étage - Salle SC36.05\,\n \n"Procédé hybride associant nanofiltration et ozonation catalytique en vue de l’élimination de micropolluants dans l’eau"\n \;\n\nDevant le jury composé de :\n\n- Denis BOUYER\, Professeur\, IEM\, Université de Montpellier - Examinateur\n- Martine MALLET\, Maître de conférences - HDR\, LCPME\, Université de Lorraine - Examinatrice\n- Pierre François BIARD\, Maître de conférences - HDR\, ISCR\, ENSC Rennes - Rapporteur\n- Sylvain GALIER\, Professeur\, LGC\, Université de Toulouse III - Rapport eur\n- Stéphan BROSILLON\, Professeur\, IEM\, Université de Montpellier - Directeur de thèse\n- Julie MENDRET\, Maître de conférences - HDR\, I EM\, Université de Montpellier - Co-directrice de thèse\n- Martin DROBEK \, Chargé de recherche\, IEM\, CNRS -cInvité (Co-encadrant)\n\nRésumé :La présence persistante de micropolluants organiques\, notamment les ant ibiotiques\, dans les effluents domestiques constitue un défi majeur pour la protection des milieux aquatiques. Les procédés conventionnels\, con çus pour éliminer la matière organique biodégradable et les nutriments \, se révèlent insuffisants face à ces contaminants émergents. Parmi l es solutions avancées\, la nanofiltration (NF) offre un bon compromis ent re sélectivité et consommation énergétique\, assurant une rétention élevée des micropolluants. Cependant\, ses performances sont limitées p ar des phénomènes de colmatage sévères et par la gestion complexe du r étentat concentré en polluants. D’autre part\, les procédés d’ozon ation catalytique permettent une dégradation efficace par génération de radicaux hydroxyles\, mais leur application entraîne la formation de pro duits de transformation intermédiaires et des problèmes de sélectivité . Pour dépasser ces limites\, ce travail de thèse a étudié la faisabil ité et l’efficacité d’un procédé hybride associant NF avec des mem branes céramiques et ozonation catalytique afin de pallier les inconvéni ents de ces procédés pris séparément. Les membranes céramiques\, choi sies pour leur robustesse chimique et mécanique\, ont été fonctionnalis ées par une couche catalytique de maghémite (γ-Fe₂O₃) déposée sur une couche filtrante en TiO₂/Al₂O₃. Cette fonctionnalisation a ét é réalisée avec succès sans altérer les propriétés structurelles de s membranes\, tout en leur conférant une activité catalytique stable et reproductible vis-à-vis de l’ozone à pH neutre. L’activité catalyti que a été évaluée à l’aide de la déséthylatrazine (DEA) comme mol écule sonde des radicaux hydroxyles. Les résultats ont montré une augme ntation nette du coefficient d’Elovitz (Rct) en présence des membranes fonctionnalisées\, confirmant que la maghémite activait efficacement l ’ozone à pH neutre et renforçait la génération de radicaux hydroxyle s. Par ailleurs\, la stabilité du catalyseur a été confirmée au cours de cycles répétés d’ozonation\, sans perte significative d’activit é ni dégradation du dépôt de maghémite. Les essais sur antibiotiques modèles ont montré une élimination quasi complète du sulfaméthoxazole et de l’amoxicilline\, et un abattement significativement renforcé du métronidazole\, habituellement peu réactif vis-à-vis de l’ozone. Une analyse mécanistique a ensuite permis de distinguer les contributions res pectives de la rétention membranaire\, de l’adsorption et de la dégrad ation par oxydation. La nanofiltration a joué un rôle déterminant en bl oquant non seulement les micropolluants initiaux mais aussi leurs produits de transformation précoces\, limitant leur transfert vers le perméat. E n parallèle\, l’ozonation catalytique a permis de dégrader directement les composés accumulés dans le rétentat\, grâce à la génération lo cale de radicaux hydroxyles au contact de la couchecatalytique. L’applic ation du procédé hybride à un effluent secondaire a confirmé ces bén éfices en conditions réelles. La caractérisation par spectroscopie 3D-E EM de la matière organique dissoute a montré que les substances humiques étaient responsables du colmatage irréversible par adsorption interne\, tandis que les composés protéiques contribuaient surtout à la formatio n d’un gâteau réversible. L’ozonation catalytique a ciblé sélectiv ement les substances humiques\, améliorant la réversibilité du colmatag e et permettant une récupération quasi complète du flux même après pl usieurs cycles de filtration. Un dosage optimal de l’ozone a été déte rminé pour garantir une efficacité maximale tout en limitant sa consomma tion. Enfin\, un modèle multiphysique basé sur la dynamique des fluides numérique (CFD) a été développé pour décrire les transferts hydrodyn amiques\, les réactions d’oxydation et la diffusion dans le module de N F. Ce modèle a permis de prédire de manière satisfaisante la dégradati on des polluants dans le rétentat et a mis en évidence le rôle détermi nant des phénomènes de diffusion et de réactivité dans le milieu poreu x.\n\nAbstract:The persistent presence of organic micropollutants\, partic ularly antibiotics\, in domestic effluents represents a major challenge fo r the protection of aquatic environments. Conventional processes\, designe d to remove biodegradable organic matter and nutrients\, are insufficient to address these emerging contaminants. Among advanced solutions\, nanofil tration (NF) offers a good compromis between selectivity and energy demand \, ensuring high retention of micropollutants. However\, its performance i s limited by severe fouling phenomena and by the complex management of pol lutant- concentrated retentate. On the other hand\, catalytic ozonation en ables effective degradation through the generation of hydroxyl radicals\, but its application often leads to the formation of intermediate transform ation products and selectivity issues. To overcome these limitations\, thi s doctoral work investigated the feasibility and efficiency of a hybrid pr ocess combining NF with ceramic membranes and catalytic ozonation\, in ord er to mitigate the drawbacks of each process when applied separately. Cera mic membranes\, selected for their chemical and mechanical robustness\, we re functionalized with a catalytic layer of maghemite (γ-Fe₂O₃) depos ited on a TiO₂/Al₂O₃ filtration support. This functionalization was successfully achieved without altering the structural properties of the me mbranes\, while conferring a stable and reproducible catalytic activity to wards ozone at neutral pH. Catalytic activity was evaluated using deisopro pylatrazine (DEA) as a probe molecule for hydroxyl radicals. Results showe d a clear increase in the Elovitz coefficient (Rct) in the presence of fun ctionalized membranes\, confirming that maghemite effectively activated oz one at neutral pH and enhanced hydroxyl radical generation. Furthermore\, the stability of the catalyst was demonstrated over repeated ozonation cyc les\, with no significant loss of activity or degradation of the maghemite coating. Tests on model antibiotics showed almost complete removal of sul famethoxazole and amoxicillin\, as well as a significantly improved abatem ent of metronidazole\, usually poorly reactive towards ozone. A mechanisti c analysis then distinguished the respective contributions of membrane ret ention\, adsorption\, and oxidative degradation. Nanofiltration played a k ey role by blocking not only the parent micropollutants but also their ear ly transformation products\, limiting their transfer to the permeate. In p arallel\, catalytic ozonation enabled the direct degradation of compounds accumulated in the retentate\, through the local generation of hydroxyl ra dicals at the catalytic layer. The application of the hybrid process to a secondary effluent confirmed these benefits under real conditions. Charact erization of dissolved organic matter by 3D-EEM spectroscopy showed that h umic substances were responsible for irreversible fouling through internal adsorption\, while protein-like compounds primarily contributed to the fo rmation of a reversible cake layer. Catalytic ozonation selectively target ed humic substances\, improving fouling reversibility and enabling near-co mplete flux recovery even after several filtration cycles. An optimal ozon e dose was identified to ensure maximum efficiency while limiting consumpt ion. Finally\, a multiphysics model based on computational fluid dynamics (CFD) was developed to describe hydrodynamic transport\, oxidation reactio ns\, and diffusion within the NF module. This model satisfactorily predict ed pollutant degradation in the retentate and highlighted the key role of diffusion and reactivity phenomena within the porous medium. ATTACH;FMTTYPE=image/jpeg:https://iem.umontpellier.fr/wp-content/uploads/2 025/11/Eliott-scaled.jpg CATEGORIES:Soutenance END:VEVENT BEGIN:VTIMEZONE TZID:Europe/Paris X-LIC-LOCATION:Europe/Paris BEGIN:STANDARD DTSTART:20251026T020000 TZOFFSETFROM:+0200 TZOFFSETTO:+0100 TZNAME:CET END:STANDARD END:VTIMEZONE END:VCALENDAR