Etude de l'effet antitartre de l'acide citrique et d'une solution d'Hycolecrus undatus par précipitation contrôlée rapide et chronoampérométrie - Sorbonne Université Access content directly
Conference Papers Year : 2018

Etude de l'effet antitartre de l'acide citrique et d'une solution d'Hycolecrus undatus par précipitation contrôlée rapide et chronoampérométrie

Abstract

Le phénomène d'entartrage est très majoritairement lié à la précipitation du carbonate de calcium CaCO3. La formation du CaCO3 peut causer d'importants problèmes techniques et économiques dans le secteur industriel, comme la dégradation des échanges thermiques ou le colmatage des canalisations. Un des enjeux majeurs est de pouvoir contrôler et limiter la formation de tartre. Une des solutions très largement répandues est l'utilisation de molécules chimiques inhibitrices de tartre. Il est important de trouver de nouveaux inhibiteurs qui soient plus écologiques [ ] que les inhibiteurs classiques qui peuvent être dangereux pour l'environnement. Dans ce contexte, nos études se sont orientées vers la recherche d'inhibiteurs verts, empêchant la formation du carbonate de calcium en solution et sur une surface métallique. Dans ce travail, deux types d'inhibiteur ont été testés : une molécule organique (l'acide citrique) et un extrait de plante naturelle (infusion dans l'eau) issu du cactus d'Hylocerus undatus (classe des Magnoliopsida). L'effet antitartre de ces deux inhibiteurs a été évalué par précipitation contrôlée rapide (PCR) et chronoampérométrie (CA). La PCR [ ] permet de caractériser, au sein même de la solution, la formation de germes et la précipitation de CaCO3, en l'absence et en présence d'inhibiteur. Cette méthode est basée sur un dégazage mécanique contrôlé du CO2 dissous pour augmenter de manière progressive le niveau de sursaturation de la solution. Elle met en jeu des mesures de pH et de résistivité en fonction du temps. La CA permet, quant à elle, d'évaluer l'effet inhibiteur sur la formation d'une couche de CaCO3 sur une surface de cuivre polarisée à -1V/ECS, ce qui entraîne une élévation du pH local par réduction du dioxygène, favorisant ainsi la précipitation du CaCO3 [ ]. Les études ont été réalisées à 30°C et dans des eaux synthétiques carboniquement pures contenant 100 mg.L–1 de Ca2+. Les résultats ont montré que l'efficacité d'inhibition était dépendante de la concentration en inhibiteur. En effet, l'efficacité de chaque inhibiteur ainsi que les concentrations efficaces minimales associées, ont été déterminées par la méthode PCR. Pour une eau synthétique contenant 100 mg.L–1 de Ca2+, la concentration minimale des deux inhibiteurs était de 20 mg.L–1 pour obtenir une efficacité d'inhibition totale. En dessous de cette concentration, la précipitation de CaCO3 est fortement ralentie. Les structures cristallines des cristaux de CaCO3, en absence et en présence d'inhibiteur, ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage (MEB) et par diffraction des rayons X (DRX). Les résultats ont montré des différences de mécanisme d'action des inhibiteurs sur la formation du CaCO3. Plus la concentration en acide citrique augmente, plus la forme calcite est favorisée. Par contre, pour la solution d'Hylocerus undatus, les particules de CaCO3 formées restent sous forme vatérite mais leur nombre diminue quand la concentration en inhibiteur augmente. [ ] Chaussemier, M., Pourmohtasham, E., Gelus, D., Pécoul, N., Perrot, H., Lédion, J., Cheap-Charpentier H. and Horner, O. (2015) Desalination, 356, 47-55. [ ] Peronno, D., Cheap-Charpentier, H., Horner, O., Perrot, H. (2015) J. Water Process Eng., 7, 11–20. [ ] Tlili, M. M., Benamor, M., Gabrielli, C., Perrot, H. and Tribollet, B. (2003), Influence of the interfacial pH on electrochemical CaCO3 precipitation, J. Electroch. Soc., 150, C765-C771.
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Dates and versions

hal-03978728 , version 1 (08-02-2023)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03978728 , version 1

Cite

Hélène Cheap-Charpentier, Tony Lourteau, Hana Berriche, Xavier Cachet, Marc Litaudon, et al.. Etude de l'effet antitartre de l'acide citrique et d'une solution d'Hycolecrus undatus par précipitation contrôlée rapide et chronoampérométrie. Journées Information Eaux 2018 (JIE 2018), APTEN, Oct 2018, Poitiers, France. ⟨hal-03978728⟩
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