Utilisation de la chaux avec l'eau de Javel

De même que précédemment, le tableau n°2 donne la valeur du pH de la pâte obtenue en utilisant une solution d’hypochlorite de sodium

Tableau n°2: comparaison des résultats en utilisant l’hypochlorite de sodium

Concentration des

~ 26 ~

III.1.4. Aspect de chaque produit obtenu après séchage

Une fois que les papiers sont secs, chaque feuille présente leur propre propriété. Les produits obtenus diffèrent par leur couleur.

Sans produit chimique

a. Jacinthe non épluchée sans papier recyclé

La figure 25 représente l’aspect d’un papier à jacinthe non épluchée sans mélanger avec du papier recyclé.

Figure 25 : Photographie de la jacinthe non épluchée sans papier recyclé

b. Jacinthe non épluchée avec du papier recyclé.

La figure 26 montre que la couleur d’un papier à jacinthe non épluchée mélangée avec du papier recyclé est plus claire qu’au papier obtenu à la figure 25.

Figure 26: Photographie de la jacinthe non épluchée avec du papier recyclé

Avec produits chimiques

Rappelons que les produits chimiques utilisés sont l’hydroxyde de calcium, l’hydroxyde de sodium et l’eau de Javel.

~ 27 ~

c. Jacinthe non épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)₂

La figure 27 montre l’aspect du papier obtenu en utilisant l’hydroxyde de calcium.

Figure 27: Photographie de la jacinthe non épluchée avec 0,675 mol.L^-1de Ca(OH)2

d. Jacinthe non épluchée avec 0,536 mol.L^-1de NaClO

Figure 28 : Photographie de la jacinthe non épluchée avec 0,536 mol.L^-1 de NaClO

e. Jacinthe non épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)2 et 1,666 mol.L^-1de NaOH

Figure 29: Photographie de la jacinthe non épluchée avec 0,675 mol.L^-1de Ca(OH)₂ et 1,666 mol.L^-1 de NaOH

~ 28 ~

f. Jacinthe non épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)₂ et 2,5 mol.L^-1 de NaOH

Figure 30: Photographie de la jacinthe non épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)2

et 2,5 mol.L^-1 de NaOH

g. Jacinthe épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)₂ et 1,666 mol.L^-1 de NaOH

Figure 31: Photographie de la jacinthe épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)₂ et 1,666 mol.L^-1 de NaOH

h. Jacinthe épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)2 et 2,5 mol.L^-1 de NaOH

Figure 32: Photographie de la jacinthe épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)₂ et 2,5 mol.L^-1 de NaOH

~ 29 ~

i. Jacinthe non épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)₂ et 0,536 mol.L^-1 (50 mL) de NaClO

Figure 33: Photographie de la jacinthe non épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)2

et 0,536 mol.L^-1 (50 mL) de NaClO

j. Jacinthe non épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)2 et 0,536 mol.L^-1 (75 mL) de NaClO

Figure 34: Photographie de la jacinthe non épluchée avec 0,675mol.L^-1 de Ca(OH)₂ et 0,536 mol.L^-1 (75 mL) de NaClO

k. Jacinthe épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)2 et 0,536 mol.L^-1 (50 mL) de NaClO

Figure 35: Photographie de la jacinthe épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)₂ et 0,536 mol.L^-1 (50mL) de N aClO

~ 30 ~

l. Jacinthe épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)₂ et 0,536 mol.L^-1 (75 mL) de NaClO

Figure 36: Photographie de la jacinthe épluchée avec 0,675 mol.L^-1 de Ca(OH)2 et 0,536 mol.L^-1 (75 mL) de NaClO

III.2. Réactions et mécanismes réactionnels

Réactions :

Deux réactions peuvent avoir lieu :

1. Sous l’action d’une base, l’alcool se transforme en alcoolate et en eau selon la réaction générale suivante :

(Alcool) (Alcoolate de sodium)

2. La réaction de défibrillation qui consiste à désagréger la lignine sous l’action d’une base forte ou douce :

Lignine – O - Fibre + NaOH Lignine-OH + Na-O-Fibre O - Fibre 2 Lignine – O – Fibre + Ca(OH)2 2 Lignine – OH + Ca

O - Fibre Mécanisme réactionnel :

La base arrache l’hydrogène de l’alcool en position para.

M-OH + NaOH MO

^-

, Na

⁺

+ H

2

O

~ 31 ~

IV. Comparaison du papier à la jacinthe d’eau sans papier recyclé avec le papier « antemoro »

Papier fait à la jacinthe d’eau Papier antemoro

Matières premières Jacinthe d’eau Ecorce d’havoha

Procédé de fabrication

D’abord on découpe les tiges de la jacinthe d’eau et on les mélange avec de l’eau. les fibres et on les écrase dans un pilon.

Puis, on mélange les fibres pilées avec de l’eau et on repartit le mélange sur les toiles tendues sur des cadres en bois en laissant le cadre à l’ombre.

Enfin, on laisse sécher au soleil.

Aspect Rugueux ou lisse Granuleux

Couleur Vert Blanc

Résistance Moins résistant Résistant

A partir de ce tableau, nous pouvons déduire que la façon de production des deux produits est un peu identique.

~ 32 ~

La différence entre leur aspect résulte de la nature de la matière première; pour la jacinthe d’eau la pâte est mole et est de la forme boueuse. Concernant le papier antemoro, la grande résistance de l’écorce d’ «havoha » est considérable.

Figure 37: fibres d’ «havoha » bouillies

V. Discussion

Cette étude vise à valoriser la jacinthe d’eau pour la fabrication de papier par la méthode chimique. Pour cela nous avons utilisé plusieurs méthodes notamment l’utilisation de bases fortes telles que la NaOH, la Ca(OH)2 mais aussi le NaOCl pour la délignification. D’après les expériences, au fur et à mesure qu’on augmente la concentration en Ca(OH)2 avec les jacinthes non épluchées, on constate une variation de couleur de l’échantillon et une variation de sa consistance. En effet, la pâte s’éclaircit lorsque la concentration augmente puisqu’on écarte les fibres les unes des autres. Il faut noter que les fibres sont composées majoritairement de carbone d’où ses couleurs foncées lorsqu’elles sont proches les unes des autres. Cette différence est également constaté lorsqu’on utilise du NaOH et du Ca(OH)2. Dans le cas des jacinthes épluchées, ce changement est plus accentué car on attaque les fibres molles, on obtient donc des pâtes beaucoup plus claires. Dans le cas où on ajoute du NaOCl la pâte est nettement claire. En effet, le NaOCl a la propriété de blanchir la pâte. L’effet de blanchiment est beaucoup plus important par rapport à l’ajout de bases fortes seules.

~ 33 ~

CONCLUSION GENERALE

Ce mémoire de fin d’études montre une nouvelle application artisanale et même industrielle de la jacinthe d’eau grâce à son abondance dans les marais et sa multiplication invasive du jour au lendemain.

Cette application s’agit de valoriser la plante comme l’étude de fabrication de papier. Pour cela, le procédé a été réalisé à partir des expériences en utilisant la méthode chimique.

Or, plusieurs méthodes existent pour cette fabrication, mais les produits sont à moindre trace ou plus valeureux.

En effet, l’emploi des produits chimiques dans cette méthode, à savoir le mélange d’hydroxyde de calcium et l’hydroxyde de sodium ou le mélange d’hydroxyde de calcium et l’hypochlorite de sodium, contribue à l’amélioration de la qualité du papier obtenu surtout au niveau de la couleur de la pâte après le mixage. Il est à noter que les jacinthes d’eau sont d’une partie épluchées et d’autre partie non épluchées.

Du point de vu environnemental, la vitesse très importante de croissance des jacinthes d’eau présente des intérêts et aussi des conséquences néfastes :

d’une part elle entraine une grande assimilation de la pollution de l’eau à partir de la filtration des matières organiques par les racines des plantes,

et d’autre part elle devient un lieu d’implantation des insectes.

Economiquement, le papier fait à partir de la jacinthe entre en compétition avec certain produit au marché, à considérer pour les papiers antemoro.

Dans une perspective à venir, on pourrait exploiter la jacinthe d’eau comme agent dépolluant des eaux usées étant donné ces pouvoirs qui absorbent certains métaux lourds, les nitrates et les phosphores.

~ 34 ~

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~ 36 ~

Annexe 1 : Préparation de la solution d’hydroxyde de sodium (NaOH).

1. Propriété de l’hydroxyde de sodium

L’hydroxyde de sodium pur est un solide à l’aspect blanc, appelé soude dans le langage courant. L’étude aux rayons X du solide indique la présence d’ions sodium Na⁺ et d’ions OH^- dans le cristal. La neutralité électrique est ainsi respectée.

Des pastilles d’hydroxyde de sodium, laissés à l’air libre, deviennent humides, quelques instants plus tard. On dit alors que l’hydroxyde de sodium est déliquescent.

L’hydroxyde de sodium absorbe l’humidité de l’air, il est très avide d’eau.

Après quelques heures les pastilles disparaissent, il n’y a plus qu’un liquide. Il s’est formé une solution très concentré d’hydroxyde de sodium.

2. Préparation de la solution d’hydroxyde de sodium a) De concentration 1,66mol.L^-1

La masse de pastille de soude utilisée est égale à 5g, ajouté d’un volume d’eau de 75mL.

La relation entre la masse et le volume avec la concentration est donnée par :

V M C m

= .

La masse molaire de l’hydroxyde de sodium est M= 40g/mol.

Ce rapport devient : ₃

Les étapes de calcul sont les mêmes. Le volume d’eau utilisé est 50mL.

Alors ₃

~ 37 ~

Annexe 2 : Préparation de la solution d’hydroxyde de calcium.

1. Propriétés physiques et chimiques de l’hydroxyde de calcium

À l'air froid et sec, le calcium est difficilement attaqué par l'oxygène mais, une fois chauffé, il réagit violemment avec les halogènes, l'oxygène, le soufre, le phosphore, l'hydrogène et l'azote. Chauffé en présence d'oxygène, le calcium brûle avec une flamme brillante et donne la chaux vive (CaO). Il réagit également violemment avec l'eau, formant l'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2) et dégageant de l'hydrogène.

CaO + H

2

O Ca(OH)

2

Chaux vive Chaux éteinte

Le tableau suivant présente quelques propriétés physico- chimique de l’hydroxyde de calcium :

~ 38 ~

2. Préparation d’une solution d’hydroxyde de calcium de concentration 0,675mol.L^-1

Cette solution est préparée à partir d’une poudre de 5g d’hydroxyde de calcium, introduite dans 100mL d’eau.

La masse molaire de l’hydroxyde de calcium vaut 74g/mol.

Le calcul de concentration devient :

₃

10 . 100 . 74

5

=

−

C

D’où C = 0,675 mol.L^-1

~ 39 ~

Annexe 3: Préparation d’une solution d’hypochlorite de sodium

1. Propriétés physiques et chimiques de la solution

L’hypochlorite de sodium appelé aussi encore « Eau de Javel »est une solution aqueuse équimolaire de chlorure de sodium Na⁺+Cl^-(soluté inactif) et d’hypochlorite de sodium Na⁺ + ClO^-.

Par leur pouvoir désinfectant, blanchissant et désodorisant, les solutions d’eau de Javel ont de nombreuses utilisations: la désinfection, le traitement des eaux, le traitement de la pâte à papier, les usages ménagers...

Le tableau suivant montre les propriétés physiques et chimiques de la solution:

Nom commercial Eau de Javel

Degré chlorométrique 12°Chl

Formule brute NaClO

Masse molaire 74,5g/mol

Température de fusion 18°C

Solubilité dans l’eau 293g/L à 0°C, 799g.L à 25°C

Le titre volumétrique en degré chlorométrique d’une eau de javel est le volume de dichlore, en litre, dans les conditions normale de température et de pression (CNTP), nécessaire pour fabriquer un litre d’eau de Javel.

L’eau de Javel est obtenue à partir de l’électrolyse d’une solution aqueuse de chlorure de sodium :

A la cathode, il se forme du dihydrogène et des ions hydroxyde.

A l’anode, on obtient un dégagement de dichlore

~ 40 ~

2. Préparation d’une solution d’hypochlorite de sodium de concentration molaire 0,536 mol.L^-1

D’après la réaction précédente, pour une mole d’ions hypochlorite, il faut une mole de dichlore c’est-à dire 22,4L dans les CNTP.

La relation entre le titre volumétrique et la concentration C de la solution est donné par:

T°Chl= 22 ,4×C

Le titre volumétrique de la solution utilisée est 12°Chl.

Alors le calcul de la concentration devient

4

~ 41 ~

Annexe 4: Structure d’une cellulose

La cellulose est le matériau le plus important de la paroi des cellules végétales. La molécule de cellulose est un polymère de formule générale

(C

6

H

10

O

5

)

n c’est-à dire répétition de n fois de la molécule de glucose.

Voici un exemple de sa structure :

~ 1 ~

~ 2 ~

Titre : VALORISATION D’UNE PLANTE AQUATIQUE : LA JACINTHE D’EAU.

Nombre de pages : 41 Nombre de figures : 37 Nombre de tableaux : 03

Nom et prénoms : RASOLOARIMANANA Clément Jurias Adresse : Tanambao SPM Maintirano

E-mail : rclementjurias@gmail.com

RESUME

Ce mémoire porte sur la valorisation d’une plante aquatique qui est la jacinthe d’eau. Cette valorisation a traité principalement la question de la fabrication de papier à partir des fibres de jacinthe d’eau.

Une étude bibliographique est menée dans la première partie de ce travail pour bien comprendre le sujet. Et à partir de cette étude, d’une part, la jacinthe d’eau a de nombreuses applications pratiques sur le plan économique surtout à Madagascar ; et d’autre part elle est connue comme source de fibre qui est l’élément de base même de la fabrication du papier.

Par ailleurs, la deuxième partie de notre étude concerne quelques expériences de fabrication de pâtes, notamment l’utilisation de l’écorce et de la fibre, la fibre toute seule et le mélange de la fibre avec du papier recyclé. La transformation de la jacinthe d’eau en papier est artisanale. Ce procédé consiste à mélanger la plante avec du papier recyclé en utilisant la méthode chimique. Pour cette méthode, la variation de la concentration de l’hydroxyde de sodium de 1,666 mol.L^-1 à 2,5 mol.L^-1 permet de modifier l’éclaircissement de la pâte à papier. De même, l’ajout d’une quantité croissante d’hypochlorite de sodium permet encore plus de blanchir la pâte et par conséquent, on obtient un papier assez clair de même aspect que le papier

"antemoro".

Mots clés: jacinthe d’eau, fibres, pâte à papier, fabrication de papier artisanal, méthode chimique.

ABSTRACT experiments of manufacturing of pastes, in particular the use of the bark and fiber, the all alone fiber and the mixture of fiber with recycled paper. The transformation of the water hyacinth into paper is artisanal. This process consists in mixing the plant with paper recycled by using the chemical method. For this method, the variation of the concentration of the sodium hydroxide of 1,666 mol.L^-1 to 2,5 mol.L^-1 makes it possible to modify the aspect of the paper pulp. In the same way, the addition of an increasing quantity of sodium hypochlorite makes it possible even more to bleach the paste and consequently, one obtains a paper rather clearly of the same aspect than "antemoro" paper.

Keywords: hyacinth of water, fibers, pulp paper, manufacturing of artisanal paper, chemical method.

Encadreur : Monsieur ANDRIANAINARIVELO Mahandrimanana.

Maître de conférences à la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo

Dans le document VALORISATION D UNE PLANTE AQUATIQUE : LA JACINTHE D EAU (Page 38-0)