Au cours des dernières décennies, le biocharbon est apparu comme un substituant aux matériaux de charbon activés en raison de son excellente capacité à immobiliser les polluants organiques et inorganiques de l’eau. Ce projet était un effort pour synthétiser par pyrolyse lente du biocharbon en utilisant des copeaux de bois résineux prétraités par ultrasons, dans le but éliminer les métaux lourds toxiques de solutions aqueuses. Des prétraitements par ultrasons ont donc été effectués sous différentes configurations permettant des variations de puissance, de fréquence et de temps de traitement avant une pyrolyse en laboratoire.
Des résultats intéressants ont été obtenus, confirmant l’influence de la fréquence des ultrasons, de la puissance combinée à la température et au temps d’exposition sur la morphologie de surface et la capacité d’adsorption du biocharbon produit. Les résultats nous ont en outre motivés à aussi étudier l’effet du prétraitement par ultrasons sur l’activation par alcalis pour obtenir du biocharbon avec des capacités d’adsorption davantage améliorées. Au final, le biocharbon prétraité à haute fréquence possédait la capacité d’adsorption à l’équilibre du cuivre, un élément modèle, la plus élevée. Cette capacité de prétraitements par ultrasons de modifier la surface nous a par la suite inspirés à étudier l’efficacité d’imprégnation du fer des biocharbons, et ce, dans le cadre d’un projet satellite pour la fabrication de catalyseur bon marché. Les résultats préliminaires obtenus sont intéressants, mais demandent des expériences complémentaires.
Ce projet est un exemple réussi de mise en œuvre des ultrasons en tant qu’outil pour améliorer les propriétés physiques des matières premières de bois traitées et du biocharbon qui en dérive, élargissant ainsi son application potentielle au niveau industriel.
Thèse de doctorat en sciences de l’énergie et des matériaux soutenue le 13 mai 2021.
Membres du jury
M. Éric Loranger, directeur de recherche
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières
M. Bruno Chabot, codirecteur de recherche
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières
M. Simon Barnabé, président du jury
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières
M. André Lajeunesse, évaluateur
Professeur, Université du Québec à Trois-Rivières
M. Ahmed Koubaa, évaluateur externe
Professeur, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
