Le colloïde, qui se déplace avec une partie de sa double couche (couche fixe de la théorie de
STERN), se caractérise par deux potentiels :
- E : Potentiel de surface du colloïde ou potentiel thermodynamique,
- Z : Potentiel à la surface du plan de cisaillement ou potentiel électrocinétique.
Ce potentiel Z, encore appelé potentiel Zêta, régit le déplacement des colloïdes et leurs
interactions mutuelles. L'électrophorèse permet de le définir : quand une particule est soumise
à un champ électrique, elle atteint presque instantanément une vitesse telle qu'un équilibre
s'établit entre la force électrique d'attraction et la force de frottement due à la viscosité du
milieu. Des particules ayant le même potentiel électrocinétique Zêta possèdent la même
mobilité électrophorétique indépendamment de leur diamètre.
La coagulation correspond à l'annulation du potentiel Zêta par addition d'un réactif chimique,
le coagulant. Il y a alors neutralisation de la répulsion entre les particules colloïdales. La
floculation est l'agglomération de ces particules "déchargées" en microflocs, puis en flocons
volumineux et décantables, appelés "floc". Pour cela, un autre réactif chimique est utilisé, le
floculant.
Exemples d'application :
L'application de ce procédé physico-chimique au traitement des boues industrielles et urbaines
est assez commune. La plupart des usines de traitement de sols et de sédiments qui fonctionnent
par voies physiques ou physico-chimiques font également intervenir ce procédé dans la gestion
des fines particules. Pour répondre à ses différents objectifs, la floculation doit être effectuée
avec des réactifs chimiques appropriés. Ces réactifs conditionnent les caractéristiques des flocs.
Or, plus leur taille est grande, plus la séparation solide/liquide est efficace. De plus, cela facilite
la filtration sous pression, ou la centrifugation, qui succède généralement à cette première étape
(REUTER, 1987). Au contraire, de petits flocs favorisent l'épaississement de la boue décantée.
Un compromis doit alors être trouvé pour répondre au mieux à ces objectifs. De plus, face aux
nombreux polymères existants, des essais préliminaires de floculation en laboratoire sont
toujours nécessaires. Ils permettent également l'optimisation des concentrations en floculant.
L'usine de traitement de sol de Hambourg utilise entre 250 et 350 grammes de floculant par
tonne de matériau sec (NEESSE et GROHS (a), 1991). Cette valeur n'est toutefois pas
généralisable car elle dépend fortement de la proportion et de la nature des fines à traiter. Par
ailleurs, il semble que les meilleurs dosages conduisent à une boue de forte concentration solide
mais de faible résistance mécanique (HERWUN et al., 1996).
A l'échelle industrielle, la préparation de ces polymères (mise en solution) peut parfois être
délicate. En effet, la dissolution des longues chaînes chimiques est souvent lente (REUTER,
1987). Cependant, dans l'ensemble, l'utilisation des polymères permet d'accroître
prodigieusement les capacités de traitement des installations.
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STERN), se caractérise par deux potentiels :
- E : Potentiel de surface du colloïde ou potentiel thermodynamique,
- Z : Potentiel à la surface du plan de cisaillement ou potentiel électrocinétique.
Ce potentiel Z, encore appelé potentiel Zêta, régit le déplacement des colloïdes et leurs
interactions mutuelles. L'électrophorèse permet de le définir : quand une particule est soumise
à un champ électrique, elle atteint presque instantanément une vitesse telle qu'un équilibre
s'établit entre la force électrique d'attraction et la force de frottement due à la viscosité du
milieu. Des particules ayant le même potentiel électrocinétique Zêta possèdent la même
mobilité électrophorétique indépendamment de leur diamètre.
La coagulation correspond à l'annulation du potentiel Zêta par addition d'un réactif chimique,
le coagulant. Il y a alors neutralisation de la répulsion entre les particules colloïdales. La
floculation est l'agglomération de ces particules "déchargées" en microflocs, puis en flocons
volumineux et décantables, appelés "floc". Pour cela, un autre réactif chimique est utilisé, le
floculant.
Exemples d'application :
L'application de ce procédé physico-chimique au traitement des boues industrielles et urbaines
est assez commune. La plupart des usines de traitement de sols et de sédiments qui fonctionnent
par voies physiques ou physico-chimiques font également intervenir ce procédé dans la gestion
des fines particules. Pour répondre à ses différents objectifs, la floculation doit être effectuée
avec des réactifs chimiques appropriés. Ces réactifs conditionnent les caractéristiques des flocs.
Or, plus leur taille est grande, plus la séparation solide/liquide est efficace. De plus, cela facilite
la filtration sous pression, ou la centrifugation, qui succède généralement à cette première étape
(REUTER, 1987). Au contraire, de petits flocs favorisent l'épaississement de la boue décantée.
Un compromis doit alors être trouvé pour répondre au mieux à ces objectifs. De plus, face aux
nombreux polymères existants, des essais préliminaires de floculation en laboratoire sont
toujours nécessaires. Ils permettent également l'optimisation des concentrations en floculant.
L'usine de traitement de sol de Hambourg utilise entre 250 et 350 grammes de floculant par
tonne de matériau sec (NEESSE et GROHS (a), 1991). Cette valeur n'est toutefois pas
généralisable car elle dépend fortement de la proportion et de la nature des fines à traiter. Par
ailleurs, il semble que les meilleurs dosages conduisent à une boue de forte concentration solide
mais de faible résistance mécanique (HERWUN et al., 1996).
A l'échelle industrielle, la préparation de ces polymères (mise en solution) peut parfois être
délicate. En effet, la dissolution des longues chaînes chimiques est souvent lente (REUTER,
1987). Cependant, dans l'ensemble, l'utilisation des polymères permet d'accroître
prodigieusement les capacités de traitement des installations.
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