Conception de nouvelles membranes céramiques à faible coût fabriquées à partir d’argile rouge et de déchets de thé
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Date
2025
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Publisher
ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGENIERIE – ANNABA
Abstract
Ce travail de recherche a pour but de développer des membranes céramiques poreux à base de matières premières naturelles, à savoir la bentonite rouge comme matrice argileuse de base, et les déchets de thé en tant qu’agent porogène d’origine organique. Trois formulations contenantes respectivement 10%, 20% et 30% en masse de déchets de thé ont été conçues et frittées à 1100 °C par frittage en phase liquide. Les propriétés physiques ont été évaluées par la densité apparente et la porosité ouverte (méthode d’Archimède), les performances mécaniques par le test de flexion, et en parallèle les analyses structurales ont été réalisées par diffraction des rayons X (DRX), spectroscopie Raman et microscopie électronique à balayage (MEB). Les résultats de l’étude révèlent qu’il est possible d’atteindre une porosité ouverte de 41,35 % en ajoutant 20 % de déchets de thé au matériau céramique, Fabriqué au prix d’une chute de la masse volumique à 1,4294 g/cm³ conduisant à la mise en place d’une microstructure favorable à la filtration. Le compromis entre résistance mécanique (environ 15 MPa) et porosité ouverte est optimal pour une formulation (10 %) portant uniquement 10 % de thé. En revanche, le surcoût de porter cette proportion à 30 % est défavorable en raison d’une faible porosité due à une agglomération excessive de résidus carbonisés, formant une structure plus fermée. Cette étude témoigne de l’intérêt écologique et économique à remettre en valeur les déchets organiques d’origine agricole comme agents porogènes dans les matériaux céramiques. Ces résultats font espérer un développement de membranes céramiques robustes et performantes en prétraitement des eaux avant osmose inverse, tout en soulignant l’intérêt d’optimiser les niveaux d’additifs pour équilibre optimal entre propriétés mécaniques et perméabilités