Production et optimisation de charbons actifs biosourcés à partir de grignons d’olive et de Ziziphus lotus pour le traitement des effluents chargés en polluants organiques

Le Doyen de la Faculté des Sciences et Techniques de Béni Mellal porte à la connaissance du public que Monsieur Sylla Aboubacar Sidigh, soutiendra une thèse de Doctorat intitulée : «Production et optimisation de charbons actifs biosourcés à partir de grignons d’olive et de Ziziphus lotus pour le traitement des effluents chargés en polluants organiques».

La soutenance publique aura lieu le Samedi 11 Juillet 2026 à 10h00 à la salle 1 du Pôle des Etudes Doctorales de l’Université Sultan Moulay Slimane de Béni Mellal, devant le jury composé de :

• Monsieur Aziz HASIB : Professeur, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Président;

• Monsieur Mohamed M’BARKI : Professeur, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Rapporteur;

• Monsieur Hafid ZOUIHRI : Maître de Conférences Habilité, Faculté des Sciences, Université Ibn Tofail, Kenitra, Rapporteur ;

• Monsieur Abdelouahid MEDAGHRI-ALAOUI : Professeur, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Rapporteur;

• Monsieur Mustapha BOUZAID : Professeur, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Examinateur; 

• Madame Ilham KIRM : Maître de Conférences Habilité, Faculté des Sciences, Université Moulay Ismail, Meknès, Co-directrice de thèse ;

• Monsieur Mohammed CHIGR : Professeur, Faculté des Sciences et Techniques, Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal, Directeur de thèse.

Résumé: 

La dégradation croissante de la qualité des ressources en eau, accentuée par les rejets agro-industriels riches en polluants organiques récalcitrants, constitue un enjeu environnemental majeur, particulièrement dans les régions soumises au stress hydrique comme le Maroc. Les composés phénoliques des margines oléicoles, la forte charge organique des eaux usées laitières et les colorants synthétiques persistants figurent parmi les contaminants les plus difficiles à éliminer par les procédés conventionnels. Dans ce contexte, l’adsorption apparaît comme une alternative prometteuse, à condition de développer des adsorbants performants, durables et économiquement accessibles. Cette thèse a pour objectif le développement et l’évaluation de charbons actifs (CA) biosourcés élaborés à partir de biomasses résiduelles locales, notamment les grignons d’olive (GO) et les graines de Ziziphus lotus (GZS), en vue du traitement multipolluant d’effluents agro-industriels réels. 

Un premier axe concerne la préparation et l’optimisation d’un charbon actif issu des GO pour l’élimination des composés phénoliques des margines. Une étude comparative des agents d’activation a permis d’identifier le ZnCl₂ comme le plus performant. L’optimisation par la méthodologie des surfaces de réponse a conduit à des conditions optimales de préparation (700 °C, ratio d’imprégnation 4:1), permettant d’obtenir un matériau fortement microporeux et thermiquement stable, présentant un indice d’iode élevé (1411 mg/g). Les essais d’adsorption montrent une efficacité maximale d’élimination des composés phénoliques supérieure à 90 % en milieu alcalin. Les données cinétiques et isothermiques sont mieux décrites par les modèles du pseudo-second ordre et de Langmuir, indiquant une adsorption dominée par des interactions spécifiques sur des sites homogènes. L’étude thermodynamique révèle un processus spontané et endothermique, tandis que les essais de désorption mettent en évidence une régénération partielle satisfaisante du matériau.

Le second axe porte sur l’abattement de la charge organique des eaux usées laitières à l’aide d’un CA dérivé des GO activé par KOH. Les caractérisations physico-chimiques confirment le développement d’une matrice carbonée amorphe, poreuse et dotée d’une chimie de surface favorable. Les résultats montrent une capacité élevée d’adsorption de la DCO, atteignant environ 4500 mg/g, avec un équilibre atteint en 180 min et des performances optimales en milieu acide. La cinétique suit principalement un modèle de pseudo-second ordre avec une contribution notable de la diffusion intraparticulaire. L’analyse thermodynamique met en évidence un processus spontané et exothermique, favorisé aux basses températures. Les essais de régénération sur plusieurs cycles confirment une stabilité opérationnelle satisfaisante du matériau. Enfin, la valorisation des GZS a permis de développer un charbon actif optimisé pour l’adsorption du colorant anionique Rouge Congo (RC). L’optimisation statistique par plan de Box–Behnken a conduit à des conditions de préparation favorisant une microporosité dominante et une surface spécifique élevée. L’adsorption du RC est rapide (équilibre en 80 min) et fortement dépendante du pH, avec une efficacité maximale d’environ 85 % en milieu acide. Les données d’équilibre sont mieux décrites par le modèle de Freundlich, traduisant une surface hétérogène, tandis que la cinétique est dominée par le pseudo-second ordre. L’étude thermodynamique indique un processus spontané et endothermique, et les essais de régénération thermique confirment la recyclabilité du matériau sur plusieurs cycles. Une étude comparative complémentaire entre le CAGO-KOH et le CAGZS-KOH pour l’adsorption du RC a montré que les deux matériaux présentent un potentiel intéressant, mais que le CAGO-KOH offre une performance globale supérieure. Cette supériorité est liée à son pHPZC plus élevé, à sa morphologie plus ouverte, à une meilleure accessibilité des sites actifs et à une cinétique d’adsorption plus rapide. Ces résultats confirment l’intérêt des grignons d’olive comme précurseur local pour la production de charbons actifs efficaces dans le traitement des eaux chargées en colorants anioniques.

Mots-clés : Charbon actif biosourcé, Grignons d’olive, Ziziphus lotus, Adsorption, Effluents agro-industriels, Margines, Composés phénoliques, Eaux usées laitières, Demande chimique en oxygène, Rouge Congo.