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Année Universitaire : 2014-2015
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UNIVERSITÉCADDI AYYAD FACULTE DES
SCIENCES SEMLALIA MARRAKECH
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Mémoire de Master
Chimie des Matériaux
et ses
Applications Industrielles
Sous le thème :
'Etude de la spéciation chimique de
l'arsenic présent dans les sols pollués
de la ville de Marrakech
Présentépar : Rachid CHIKRI
Sous l'encadrement de : Pr : M. EL MERAY
Pr : A. ABOUELFIDA
Soutenu le : 13 juillet 2015 devant le jury :
Mr M.A.BENNOUNA Professeur à la facultédes
Sciences Semlalia-Marrakech
Mr M.LAARAJ Professeur à la facultédes Sciences
Semlalia-Marrakech
Mr M.EL MERAY Professeur à la
facultédes Sciences Semlalia-Marrakech
Mr A.ABOUELFIDA Professeur à la
facultédes Sciences Semlalia-Marrakech
Remerciements
Je souhaite avant tout remercier ALLAH, le tout-puissant,
qui m'a accordésanté, force et courage pour la rédaction
de ce mémoire.
Ce travail a étéréaliséau sein
du Laboratoire Physico-Chimie des Matériaux et Environnement (LPCME)
sous la direction des Professeurs M. EL MERAY et
A.ABOUELFIDA.
Je leur exprime ici toute ma reconnaissance de m'avoir
donnél'opportunitéde réaliser cette
étude et pour les conseils prodigués et encouragements tout au
long de cette recherche.
Je tiens à remercier les membres de jury :
Mr M.A.BENNOUNA et Mr M.LAARAJ d'avoir
acceptéd'examiner et de commenter ce travail.
Je tiens à remercier Mr A.AITAYOUB pour son aide,
sa présence et sa participation effective durant la réalisation
ce travail.
Je remercie également Mr E.AZIABLE pour son aide
est ses remarques précieuses qu'il m'a apportés pendant la
réalisation de la partie pratique.
Je tiens à remercier particulièrement
Mr A.BOUSSETTA le directeur du laboratoire d'analyses de
REMINEX, et également tous les membres du laboratoire
pour leur contribution à la réalisation de ce travail en
effectuant les analyses par ICP-AES.
Enfin, j'adresse mes remerciements les plus
sincères à tous ceux qui ont contribuéde près ou de
loin à la concrétisation de ce travail.
TABLE DES MATIÈRES
Table des matières
Liste des tableaux 2
Liste des figures 2
Liste des abréviations 3
Introduction générale 4
I ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE 5
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1
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Généralités sur le sol
1.1 Définition
1.2 Constitution du sol
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6
6
6
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1.2.1 La phase solide du sol
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6
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1.2.2 La phase liquide du sol
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6
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1.2.3 La phase gazeuse du sol
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6
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2
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Les métaux lourds
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7
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2.1
|
Généralités
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7
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2.2
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Mécanismes de fixation et de relargage des
éléments traces dans les sols .
|
. 7
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3
|
L'arsenic
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10
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3.1
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Propriétés
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10
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3.2
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Les formes d'arsenic
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10
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3.2.1 Les formes inorganiques
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11
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3.2.2 Les formes organiques
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11
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3.3
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Les sources de l'arsenic
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11
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3.3.1 Les sources naturelles
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11
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3.3.2 Les sources anthropiques
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11
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3.4
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Spéciation chimique de l'arsenic dans les sols
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12
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II
1
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MATÉRIELS ET MÉTHODES
Site d'étude
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14
15
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1.1
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Introduction
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15
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1.2
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Choix du site d'étude
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15
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2
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Paramètres physico-chimiques
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17
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2.1
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Préparation du sol
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17
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2.2
|
pH
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17
|
1
TABLE DES MATIÈRES
2.3 Conductivitéélectrique 17
2.4 Humidité 17
2.5 Matière organique 18
2.6 Carbone organique total COT 18
2.7 Azote total 19
2.8 Détermination de la teneur totale d'arsenic
«Extraction totale» 20
3 La spéciation chimique 21
3.1 Introduction 21
3.2 Schémas d'extraction séquentielle 21
4 Techniques d'analyse 22
4.1 Diffraction des rayons X 22
4.2 Spectrométrie d'absorption atomique (SAA) 23
4.3 spectrométrie d'émission atomique par plasma
à couplage inductif (ICP-AES) 23
III RÉSULTATS ET DISCUSSIONS 26
1 Paramètres physico-chimiques 27
1.1 pH 27
1.2 Conductivitéélectrique (CE) 27
1.3 Humidité 28
1.4 La matière organique (MO) 29
1.5 Carbone organique total (COT) 29
1.6 Azote total de Kjeldahl (NTK) 30
1.7 Caractérisation par diffraction des rayons X (DRX)
31
1.8 La teneur totale d'arsenic 32
2 Spéciation chimique 33
Conclusion générale et perspective
35
Références 36
Annexes 38
LISTE DES FIGURES
Liste des tableaux
1 Propriétés physico-chimiques de
l'élément Arsenic 10
2 Concentration moyenne en arsenic dans des sols
contaminés par des activi-
tés industrielles [1] 13
3 Les différentes positions de nos échantillons
16
4 Protocole d'extractions séquentielles adaptéde
Tessier et al.,[2] pour 1g du
sol 22
5 tableau récapitulatif des paramètres
physico-chimique étudiés pour les dif-
férents échantillons 31
6 les phases minérales trouvées pour chaque
échantillon 31
7 les teneur en arsenic (en ppm) pour différents
échantillons 34
Liste des figures
1 Principales interactions entre un atome ou une molécule
et un solide àl'interface solide/liquide [3] 9
2 Carte de localisation du site d'étude 16
3 photo du site d'étude par satellite 16
4 Principe du plasma à courant constant 24
5 les valeurs de pH pour les différents
échantillons 27
6 la variation de la conductivitéélectrique en
fonction des échantillons . . . 28
7 les teneurs d'humiditépour les différents
échantillons 28
8 les pourcentages en matière organique pour
différents échantillons 29
9 la variation des pourcentages en carbone organique total pour
différents
échantillons 30
10 les pourcentages en Azote total de Kjeldahl pour les
différents échantillons 30
11 Diffractogrammes de RX des échantillons
étudiés 32
12 les teneurs en arsenic pour différents
échantillons 32
13 les pourcentage d'arsenic dans chaque fraction et pour chaque
échantillon 33
2
3
LISTE DES FIGURES
Liste des abréviations
AAS : Atomic absorption spectroscopy
(Spectrométrie d'absorption atomique)
|
AFNOR
|
: Association fran
|
çaise de normalisation
|
BCR : Bureau Communautaire de Références
CCA : Arséniate de cuivre chromé(ou
chromaté)
CE : Conductivitéélectrique
COT : Carbone Organique Total
DRX : Diffraction des Rayons X
EPA : Environnemental Protection Agency
|
ETM :
|
Élément en traces métallique
|
ICP-AES : Spectrométrie d'émission atomique par
plasma à couplage inductif
IUPAC : Union internationale de chimie pure et
appliquée
MO : Matière Organique
NTK : Azote total de Kjeldahl
4
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