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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 283 — #291
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ACTIVITÉ DOCUMENTAIRE
Le traitement de surface, rejets et pollution
Évaluation du degré de pollution d’un effluent
Un traitement de surface est un procédé industriel appliqué sur un matériau pour
lui conférer des propriétés spécifiques, sans changer ses propriétés intrinsèques.
Définition
À titre d’exemple, le traitement de surface peut être un traitement chimique visant à
modifier l’aspect d’une surface par synthèse ou dépôt d’un revêtement (décoration,
lutte contre la corrosion, fonction anti-usure. . .). Une industrie procédant à un traitement de surface produit des rejets sous forme de solutions aqueuses (effluents) qui
doivent être traités. Ces rejets sont essentiellement issus de processus de rinçage,
et peuvent se révéler complexes d’un point de vue composition chimique.
Le traitement de surface a lieu principalement dans les secteurs de l’automobile,
des télécommunications, de l’électronique, de l’aéronautique, de la bijouterie ou de
la quincaillerie. Un atelier de traitement de surface est constitué par une suite de
cuves (chaîne de production). Ces cuves permettent le traitement à proprement parler, ou bien le rinçage à l’issue du traitement. Les effluents rejetés contiennent de
nombreuses substances toxiques : acides, bases, ions métalliques, ions cyanure,
ions fluorure, matières phosphorées ou azotées. À titre d’exemple, l’industrie aéronautique utilise fréquemment le processus de chromatation des pièces métalliques
afin de protéger les pièces métalliques de la corrosion. La technique consiste à immerger une pièce métallique (zinc, aluminium, alliages. . .) dans une solution acide
contenant des ions Cr(VI) (utilisation d’une solution contenant de l’acide chromique
H 2 CrO 4 ). Le métal immergé se dissout (sur une épaisseur de l’ordre de 2 µm) et se
redépose sous forme d’un solide complexe constitué de cations métalliques (Zn
2+ ,
Al
3+ . . .), de chrome(III) et d’anions présents dans le milieu.
De nombreux articles proposent des équations de réaction pour expliquer la formation de cette couche de structure complexe, sans que le phénomène ne soit expliqué de façon certaine. Cette couche ressemble à un gel mou et gélatineux quand
elle se forme. Le séchage permet un important durcissement de ce film protecteur,
qui possède alors d’importantes propriétés hydrophobes et protège la pièce métallique des phénomènes de corrosion. Les polluants les plus toxiques (ions cyanure,
chrome(VI)...) sont traités de façon particulièrement contrôlée. Les principales pollutions d’un effluent sont évaluées par la DCO (ou le COT) et la DBO, qui sont d’autant
plus élevées de l’effluent est pollué (et donc que l’effluent est à traiter).
• DCO : demande chimique en oxygène. Cette grandeur permet d’apprécier la
concentration en matière organique ou minérale dissoute (ou en suspension dans
l’eau), en indiquant la quantité de dioxygène nécessaire à leur oxydation chimique
totale. D’un point de vue pratique, elle est mesurée à l’occasion d’une oxydation
du milieu à analyser par une solution de dichromate de potassium (à reflux pendant deux heures). La DCO est systématiquement utilisée pour indiquer le degré
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Le traitement de surface, rejets et pollution
Évaluation du degré de pollution d’un effluent
Un traitement de surface est un procédé industriel appliqué sur un matériau pour
lui conférer des propriétés spécifiques, sans changer ses propriétés intrinsèques.
Définition
À titre d’exemple, le traitement de surface peut être un traitement chimique visant à
modifier l’aspect d’une surface par synthèse ou dépôt d’un revêtement (décoration,
lutte contre la corrosion, fonction anti-usure. . .). Une industrie procédant à un traitement de surface produit des rejets sous forme de solutions aqueuses (effluents) qui
doivent être traités. Ces rejets sont essentiellement issus de processus de rinçage,
et peuvent se révéler complexes d’un point de vue composition chimique.
Le traitement de surface a lieu principalement dans les secteurs de l’automobile,
des télécommunications, de l’électronique, de l’aéronautique, de la bijouterie ou de
la quincaillerie. Un atelier de traitement de surface est constitué par une suite de
cuves (chaîne de production). Ces cuves permettent le traitement à proprement parler, ou bien le rinçage à l’issue du traitement. Les effluents rejetés contiennent de
nombreuses substances toxiques : acides, bases, ions métalliques, ions cyanure,
ions fluorure, matières phosphorées ou azotées. À titre d’exemple, l’industrie aéronautique utilise fréquemment le processus de chromatation des pièces métalliques
afin de protéger les pièces métalliques de la corrosion. La technique consiste à immerger une pièce métallique (zinc, aluminium, alliages. . .) dans une solution acide
contenant des ions Cr(VI) (utilisation d’une solution contenant de l’acide chromique
H 2 CrO 4 ). Le métal immergé se dissout (sur une épaisseur de l’ordre de 2 µm) et se
redépose sous forme d’un solide complexe constitué de cations métalliques (Zn
2+ ,
Al
3+ . . .), de chrome(III) et d’anions présents dans le milieu.
De nombreux articles proposent des équations de réaction pour expliquer la formation de cette couche de structure complexe, sans que le phénomène ne soit expliqué de façon certaine. Cette couche ressemble à un gel mou et gélatineux quand
elle se forme. Le séchage permet un important durcissement de ce film protecteur,
qui possède alors d’importantes propriétés hydrophobes et protège la pièce métallique des phénomènes de corrosion. Les polluants les plus toxiques (ions cyanure,
chrome(VI)...) sont traités de façon particulièrement contrôlée. Les principales pollutions d’un effluent sont évaluées par la DCO (ou le COT) et la DBO, qui sont d’autant
plus élevées de l’effluent est pollué (et donc que l’effluent est à traiter).
• DCO : demande chimique en oxygène. Cette grandeur permet d’apprécier la
concentration en matière organique ou minérale dissoute (ou en suspension dans
l’eau), en indiquant la quantité de dioxygène nécessaire à leur oxydation chimique
totale. D’un point de vue pratique, elle est mesurée à l’occasion d’une oxydation
du milieu à analyser par une solution de dichromate de potassium (à reflux pendant deux heures). La DCO est systématiquement utilisée pour indiquer le degré
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