Institut Charles Sadron Event

Cette thèse étudie une stratégie innovante pour éliminer les résidus d'antibiotiques à faible concentration dans les milieux aquatiques, s'attaquant ainsi à un facteur majeur de la résistance aux antimicrobiens que les stations d'épuration conventionnelles ne parviennent pas à traiter. Afin d'obtenir une dégradation complète des polluants sans ajout de réactifs chimiques externes, ces travaux développent un système photocatalytique immobilisé et autonome ciblant le sulfaméthoxazole, un antibiotique courant. Le mécanisme repose sur la synergie entre deux photocatalyseurs complémentaires : le nitrure de carbone graphitique dopé au phosphore (PGCN), qui utilise la lumière visible pour produire du peroxyde d'hydrogène (H2O2) in situ par réduction de l'oxygène à deux électrons, et le dioxyde de titane P25 (TiO2 P25), qui consomme ce H2O2 via une réaction de type photo-Fenton pour générer des radicaux hydroxyles (HO.) hautement réactifs. Pour éviter l'étape de filtration post-traitement et permettre une opération en flux continu, l'assemblage électrostatique couche par couche (LbL) est utilisé pour immobiliser les catalyseurs à température ambiante avec une précision nanométrique. Après optimisation sur des substrats plans en silicium, les multicouches ont été transposées sur des supports en mousse 3D à cellules ouvertes (polyuréthane et carbure de silicium-alumine). En combinant la grande surface spécifique, la faible perte de charge et la bonne pénétration lumineuse des mousses 3D avec ce mécanisme autonome de génération de radicaux, ces travaux démontrent l'efficacité d'une plateforme prometteuse pour le traitement avancé des eaux. Mots-clés : Photocatalyse, assemblage couche par couche, peroxyde d'hydrogène, nitrure de carbone graphitique, dioxyde de titane P25, mousses à cellules ouvertes, dégradation d'antibiotiques, traitement de l'eau.