Interprétation des résultats

4.3.3.1 Pourcentage d’extraction

Les courbes (Figures 4.2 – 4.4), obtenues par les modèles quadratiques, nous donnent l’allure générale de la variation du pourcentage d’extraction des trois polluants à l’aide des deux tensioactifs, pour différentes combinaisons de température et de concentration initiale en tensioactif.

Figure 4.2 : Surfaces de réponse en 3D pour le phénol, E% = f (XTA, T), calculées par les modèles quadratiques [4.14 et 4.15]

Figure 4.3 : Surfaces de réponse en 3D pour le 1-phénylethanol, E%= f (XTA, T), calculées par les

modèles quadratiques [4.22 et 4.23]

Figure 4.4 : Surfaces de réponse en 3D pour l’alcool benzylique, E% = f (XTA, T), calculées par les

modèles quadratiques [4.30 et 4.31]

Plusieurs travaux ont montré par le passé que le pourcentage d’extraction est lié à l’écart de température entre le point de trouble de la solution et la température d’extraction (Frederich, 2011). Néanmoins, même si le pouvoir d’extraction augmente avec la température, la tendance s’inverse si on chauffe excessivement le système de phases. Certains auteurs ont préconisé un écart optimal entre ces deux valeurs et ils ont démontré par la suite qu’une différence maximale de 10 °C était acceptable sachant qu’en général une différence de 5 °C par rapport à la température de trouble s’avérait être favorable au processus d’extraction (Haddou, 2003). Il n’en demeure pas moins que ces conclusions ne sont pas nécessairement applicables à tous les tensioactifs. C’est pourquoi, nous nous sommes autorisés à opérer avec

CHAPITRE 4 EXTRACTION DES SOLUTES ORGANIQUES ET METALLIQUES

99

des écarts de températures parfois plus importants. Souvenons nous que dans la gamme de concentrations en tensioactif étudiée (2% < XTA <10%), les deux tensioactifs (Simulsol NW342 et Tergitol 15S7) présentent des courbes de démixtion pratiquement horizontales (voir Figure 3.2).

Les résultats montrent que le pourcentage d’extraction par un simple contact peut atteindre dans certaines conditions des valeurs supérieures à 80% pour ces trois solutés. Même si nos deux tensioactifs n’ont pas une formule chimique similaire, ils ont tous les deux un pouvoir d’extraction du même ordre de grandeur. Au passage, ce constat démontre que l’extraction par point de trouble est très efficace, en particulier aux solutions les plus concentrées en TA. Prenons à titre d’exemple la concentration maximale en TA, c'est-à-dire 10% massique, nous pouvons constater qu’en un seul contact le pouvoir d’extraction, E, est de 90% pour le phénol, de 84% pour le 1-phényléthanol, de 80% pour l’alcool benzylique avec le NW342 et de 89% pour le phénol à 42°C, de 85% pour le 1-phényléthanol, de 84% pour l’alcool benzylique avec le Tergitol à 46 °C.

Pour les trois solutés, l’augmentation de la concentration en tensioactif améliore le pouvoir d’extraction. Quant à l’effet de la température, l’optimum en température sur les courbes de réponse est plus délicat à déterminer. Pour l’instant, retenons que l’ordre de grandeur pour la température opératoire est de 30 °C pour le Simulsol NW342 et de 42 °C pour le Tergitol 15S7.

4.3.3.2 Pourcentage de soluté résiduel dans la phase diluée

Là encore, nous avons tracé les surfaces spécifiques des réponses en concentration résiduelle en polluant dans la phase diluée (Figures 4.5 - 4-7).

Figure 4.5 : Surfaces de réponse en 3D pour le phénol, Xs/d = f (XTA, T), calculées par les modèles

quadratiques [4.16 et 4.17]

Figure 4.6 : Surfaces de réponse en 3D pour le 1-phényléthanol, Xs/d = f (XTA, T), calculées par les

CHAPITRE 4 EXTRACTION DES SOLUTES ORGANIQUES ET METALLIQUES

101

Figure 4.7 : Surfaces de réponse en 3D pour l’alcool benzylique, Xs/d = f (XTA, T), calculées par les

modèles quadratiques [4.32 et 4.33]

On s’attend bien naturellement à ce que l’évolution de la concentration en soluté dans la phase diluée soit à l’inverse de celle du pourcentage d’extraction, et effectivement, les résultats montrent que Xs/d augmente aux faibles valeurs de concentrations en tensioactif. On remarque aussi que les allures sont légèrement différentes les unes des autres. Le Simulsol NW342 reste le plus efficace aussi bien avec le phénol puis avec le 1-phényléthanol mais moins bien pour l’alcool benzylique. D’une manière générale, on retiendra que le pourcentage de soluté dans la phase aqueuse diminue lorsque la concentration en TA augmente, et augmente légèrement avec la température (Hinze, 1992 ; Haddou et al., 2014).

4.3.3.3 Pourcentage de tensioactif résiduel dans la phase diluée

Figure 4.8 : Surfaces de réponse en 3D pour phénol, XTA/d = f (XTA, T), calculées par les modèles

quadratiques [4.18 et 4.19]

Figure 4.9 : Surfaces de réponse en 3D pour le 1-phényléthanol, XTA/d = f (XTA, T), calculées par les

CHAPITRE 4 EXTRACTION DES SOLUTES ORGANIQUES ET METALLIQUES

103

Figure 4.10 : Surfaces de réponse en 3D pour l’alcool benzylique, XTA/d = f (XTA, T), calculées par

les modèles quadratiques [4.34 et 4.35]

Même si les tensioactifs non ioniques utilisés dans ce travail sont connus pour leurs bonnes biodégradabilités, la concentration en agent tensioactif résiduel est un paramètre très important car les pertes élevées de tensioactifs dans la phase diluée peuvent compromettre la fiabilité du procédé. Les figures (4.8-4.10) présentent une allure assez logique, car à l’augmentation de la concentration initiale en tensioactif correspond automatiquement une augmentation de sa concentration résiduelle en phase diluée. Il en est de même avec une augmentation de la température.

4.3.3.4 Fraction volumique de coacervat

Figure 4.11 : Surfaces de réponse en 3D pour le phénol,  = f (XTA, T), calculées par les modèles

quadratiques [4.20 et 4.21]

Figure 4.12 : Surfaces de réponse en 3D pour le 1-phényléthanol, = f (XTA, T), calculées par les

CHAPITRE 4 EXTRACTION DES SOLUTES ORGANIQUES ET METALLIQUES

105

Figure 4.13 : Surfaces de réponse en 3D pour l’alcool benzylique,  = f (XTA, T), calculées par les

modèles quadratiques [4.36 et 4.37]

D’après ces résultats, il est clair que les fractions volumiques de coacervat restent moyennement basses pour le Simulsol NW342 comparées à celles données par le Tergitol 15- S-7 quelles que soient les conditions. Ce qui constitue un avantage important pour le procédé. En outre, on voit que les fractions volumiques de coacervat décroissent légèrement avec la température, et ce pour les deux tensioactifs et les trois solutés étudiés.

Etant donné la forme du diagramme de phases des tensioactifs, la fraction volumique du coacervat diminue quand on s'éloigne de la branche droite de la courbe de démixtion (De Barros Neto, 1999). On a toujours intérêt à utiliser moins de tensioactif pour avoir un coacervat de plus faible volume même si cela doit diminuer un peu le pourcentage d’extraction. On sait aussi que les concentrations élevées en agents tensioactifs provoquent plus de perte de tensioactif dans la phase diluée. Ainsi, pour l'optimisation du procédé, on sera amené à faire des compromis entre les quatre grandeurs étudiées. Ce constat a également été fait par d’autres auteurs (Ghouas et al., 2014 ; Haddou, 2003 ; Haddou et al., 2003).