Identification et caractérisation de la formule inhibitrice d’un extrait végétal pour le blocage de la réaction germination-croissance du carbonate de calcium : Modélisation des dépôts

This Work focuses on the development of a new green inhibitor “Paronychia Argentea extract ” for reducing calcium carbonate scale formation on metallic surfaces. The effects of temperature on the efficiency of the inhibitor were investigated. Its antiscaling properties have been evaluated by chronoamperometry method and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The calcareous layers were characterized by scanning electron microscopy observations and X- ray diffraction rays. A complete scaling inhibition was obtained with a concentration of 108 ppm of green inhibitor for mineral water at 20°C. However, its efficiency decreases at 50°C. Electrohydrodynamic impedance spectroscopy was performed to elucidate the layer nature at the interface metal/ inhibitor/ solution. Furthermore, the effect of the inhibitor on oxygen limiting current was studied by linear voltammetry. For a better data processing and understanding the nucleation-growth process, it appeared interesting to investigate experimentally and theoretically the kinetics and the mass transfer phenomena at mineral potable water solution/ carbon steel interface. The model developed in this work predicts within a good accuracy the relative contributions of 3-D growth to the nucleation-growth process of calcium carbonate at disk electrode.L’objectif de cette thèse a été d’évaluer l’efficacité d’un nouvel inhibiteur vert sur l’entartrage en remplacement des inhibiteurs chimiques classiques, à base de phosphonates néfastes pour l’environnement. Pour ce faire, nous avons suivi par chronoampérométrie, l’évolution du recouvrement par CaCO3 d’une électrode en acier, en absence et en présence d’inhibiteur vert. L’effet de la température et de la vitesse d’agitation a été testé sur cet inhibiteur. Les impédances électrochimiques (SIE) ont été utilisées pour étudier la cinétique de formation de CaCO3. Les dépôts obtenus ont été caractérisés par microscopie électronique à balayage (MEB) et par diffractométrie de rayons X (DRX). L’inhibition totale de l’entartrage est obtenue en présence de 108 ppm d’inhibiteur en solution à 20°C, Par contre, il perd son efficacité à 50°C. Des analyses complémentaires en spectroscopie d’impédance électrohydrodynamique ont été effectuées sur une électrode en acier pour mettre en évidence le caractère de couche poreuse à l'interface métal/inhibiteur/solution. Par ailleurs, l’effet de l’inhibiteur sur le courant limite de diffusion de l’oxygène a été étudié par voltammétrie linéaire. Pour mieux comprendre le phénomène de germination/ croissance du CaCO3, nous avons étudié la cinétique et le transfert de matière à l’interface solution/métal en présence et en absence d'inhibiteur. Le modèle élaboré dans ce travail prédit dans une bonne précision les contributions relatives de la croissance 3-D dans le processus de nucléation-croissance des cristaux de CaCO3