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HAL Id: tel-00669667 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00669667 Submitted on 13 Feb 2012 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Méthodologie de minimisation de la pollution appliquée au traitement de surface : étude de l’entraînement comme vecteur de pollution Florine Leveillard To cite this version: Florine Leveillard. Méthodologie de minimisation de la pollution appliquée au traitement de surface : étude de l’entraînement comme vecteur de pollution. Autre. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2011. Français. NNT : 2011EMSE0598. tel-00669667 NNT : 2011 EMSE 0598 THÈSE présentée par Florine LEVEILLARD pour obtenir le grade de Docteur de l’École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne Spécialité : Sciences et Génie de l’Environnement METHODOLOGIE DE MINIMISATION DE LA POLLUTION APPLIQUEE AU TRAITEMENT DE SURFACE : ETUDE DE L’ENTRAINEMENT COMME VECTEUR DE POLLUTION soutenue à Saint-Etienne, le 3 février 2011 Membres du jury Président : Pierre BUFFIERE Professeur, INSA, Lyon Rapporteurs : Yves PERRODIN Mathias GLAUS Professeur, ENTPE, Vaulx-en-Velin Professeur, ETS, Montréal (Québec) Examinateurs Jacques BOURGOIS Professeur, ENSM, Saint-Etienne Valérie LAFOREST Maître de recherche, ENSM, Saint-Etienne Eric PIATYSZEK Chargé de recherche, ENSM, Saint-Etienne Invités Sébastien FRAISSE Chef d’entreprise, SFTS, Sury le Comtal Patricia SIRE Ingénieur, CETIM, Saint-Etienne i Spécialités doctorales : Responsables : SCIENCES ET GENIE DES MATERIAUX MECANIQUE ET INGENIERIE GENIE DES PROCEDES SCIENCES DE LA TERRE SCIENCES ET GENIE DE L’ENVIRONNEMENT MATHEMATIQUES APPLIQUEES INFORMATIQUE IMAGE, VISION, SIGNAL GENIE INDUSTRIEL MICROELECTRONIQUE J. DRIVER Directeur de recherche – Centre SMS A. VAUTRIN Professeur – Centre SMS G. THOMAS Professeur – Centre SPIN B. GUY Maître de recherche – Centre SPIN J. BOURGOIS Professeur – Centre SITE E. TOUBOUL Ingénieur – Centre G2I O. BOISSIER Professeur – Centre G2I JC. PINOLI Professeur – Centre CIS P. BURLAT Professeur – Centre G2I Ph. COLLOT Professeur – Centre CMP Enseignants-chercheurs et chercheurs autorisés à diriger des thèses de doctorat (titulaires d’un doctorat d’État ou d’une HDR) AVRIL BATTON-HUBERT BENABEN BERNACHE-ASSOLLANT BIGOT BILAL BOISSIER BORBELY BOUCHER BOUDAREL BOURGOIS BRODHAG BURLAT COLLOT COURNIL DAUZERE-PERES DARRIEULAT DECHOMETS DESRAYAUD DELAFOSSE DOLGUI DRAPIER DRIVER FEILLET FOREST FORMISYN FORTUNIER FRACZKIEWICZ GARCIA GIRARDOT GOEURIOT GRAILLOT GROSSEAU GRUY GUY GUYONNET HERRI INAL KLÖCKER LAFOREST LERICHE LI LONDICHE MALLIARAS MOLIMARD MONTHEILLET PERIER-CAMBY PIJOLAT PIJOLAT PINOLI STOLARZ SZAFNICKI THOMAS TRIA VALDIVIESO VAUTRIN VIRICELLE WOLSKI XIE Stéphane Mireille Patrick Didier Jean-Pierre Essaïd Olivier Andras Xavier Marie-Reine Jacques Christian Patrick Philippe Michel Stéphane Michel Roland Christophe David Alexandre Sylvain Julian Dominique Bernard Pascal Roland Anna Daniel Jean-Jacques Dominique Didier Philippe Frédéric Bernard René Jean-Michel Karim Helmut Valérie Rodolphe Jean-Michel Henry George Grégory Jérôme Frank Laurent Christophe Michèle Jean-Charles Jacques Konrad Gérard Assia François Alain Jean-Paul Krzysztof Xiaolan MA MA PR 1 PR 0 MR DR PR 1 MR MA PR 2 PR 0 DR PR 2 PR 1 PR 0 PR 1 IGM PR 1 MA PR 1 PR 1 PR 2 DR 0 PR 2 PR 1 PR 1 PR 1 DR MR MR MR DR MR MR MR DR PR 2 PR 2 DR CR CR CNRS EC (CCI MP) MR PR 1 MA DR 1 CNRS PR 2 PR 1 PR 1 PR 0 CR MR PR 0 MA PR 0 MR DR PR 1 Mécanique & Ingénierie Sciences & Génie de l'Environnement Sciences & Génie des Matériaux Génie des Procédés Génie des Procédés Sciences de la Terre Informatique Sciences et Génie des Matériaux Génie Industriel Génie Industriel Sciences & Génie de l'Environnement Sciences & Génie de l'Environnement Génie industriel Microélectronique Génie des Procédés Génie industriel Sciences & Génie des Matériaux Sciences & Génie de l'Environnement Mécanique & Ingénierie Sciences & Génie des Matériaux Génie Industriel Mécanique & Ingénierie Sciences & Génie des Matériaux Génie Industriel Sciences & Génie des Matériaux Sciences & Génie de l'Environnement Sciences & Génie des Matériaux Sciences & Génie des Matériaux Génie des Procédés Informatique Sciences & Génie des Matériaux Sciences & Génie de l'Environnement Génie des Procédés Génie des Procédés Sciences de la Terre Génie des Procédés Génie des Procédés Microélectronique Sciences & Génie des Matériaux Sciences & Génie de l'Environnement Mécanique et Ingénierie Microélectronique Sciences & Génie de l'Environnement Microélectronique Mécanique et Ingénierie Sciences & Génie des Matériaux Génie des Procédés Génie des Procédés Génie des Procédés Image, Vision, Signal Sciences & Génie des Matériaux Sciences & Génie de l'Environnement Génie des Procédés Microélectronique Sciences & Génie des Matériaux Mécanique & Ingénierie Génie des procédés Sciences & Génie des Matériaux Génie industriel CIS SITE CMP CIS SPIN SPIN G2I SMS G2I DF SITE SITE G2I CMP SPIN CMP SMS SITE SMS SMS G2I SMS SMS CMP CIS SITE SMS SMS SPIN G2I SMS SITE SPIN SPIN SPIN SPIN SPIN CMP SMS SITE SMS CMP SITE CMP SMS SMS SPIN SPIN SPIN CIS SMS SITE SPIN CMP SMS SMS SPIN SMS CIS Glossaire : Centres : PR 0 PR 1 PR 2 MA(MDC) DR Ing. MR(DR2) CR EC IGM Professeur classe exceptionnelle Professeur 1ère classe Professeur 2ème classe Maître assistant Directeur de recherche Ingénieur Maître de recherche Chargé de recherche Enseignant-chercheur Ingénieur général des mines SMS SPIN SITE G2I CMP CIS Sciences des Matériaux et des Structures Sciences des Processus Industriels et Naturels Sciences Information et Technologies pour l’Environnement Génie Industriel et Informatique Centre de Microélectronique de Provence Centre Ingénierie et Santé Dernière mise à jour le : 13 septembre 2010 NNT : 2011 EMSE 0598 THÈSE présentée par Florine LEVEILLARD pour obtenir le grade de Docteur de l’École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne Spécialité : Sciences et Génie de l’Environnement METHODOLOGIE DE MINIMISATION DE LA POLLUTION APPLIQUEE AU TRAITEMENT DE SURFACE : ETUDE DE L’ENTRAINEMENT COMME VECTEUR DE POLLUTION soutenue à Saint-Etienne, le 3 février 2011 Membres du jury Président : Pierre BUFFIERE Professeur, INSA, Lyon Rapporteurs : Yves PERRODIN Mathias GLAUS Professeur, ENTPE, Vaulx-en-Velin Professeur, ETS, Montréal (Québec) Examinateurs Jacques BOURGOIS Professeur, ENSM, Saint-Etienne Valérie LAFOREST Maître de recherche, ENSM, Saint-Etienne Eric PIATYSZEK Chargé de recherche, ENSM, Saint-Etienne Invités Sébastien FRAISSE Chef d’entreprise, SFTS, Sury le Comtal Patricia SIRE Ingénieur, CETIM, Saint-Etienne ii Remerciements Ce travail de recherche a été effectué au sein du centre SITE (Sciences, Information et Technologies pour l’Environnement) de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint- Etienne, sous la direction de Jacques Bourgois, professeur, de Valérie Laforest, maître de recherche et d’Eric Piatyszek, chargé de recherche. Je leur adresse mes sincères remerciements pour avoir encadré cette thèse, pour leur patience et leur soutien. Je remercie les rapporteurs de cette thèse, Yves Perrodin et Mathias Glaus pour l’intérêt qu’ils ont porté à mon travail. Merci également à Pierre Buffiere et à Patricia Sire qui ont accepté de juger ce travail. Je tiens à remercier Didier Graillot, directeur du centre SITE, pour m’avoir accueillie dans son laboratoire. Je remercie également Jean-charles Pinoli, Alain Vautrin et Didier Bernache pour leurs encouragements ainsi que pour avoir pris le temps de me recevoir et m’avoir permis de terminer ce travail. Un grand merci également à la Société Forézienne de Traitement de Surface sans qui ce travail n’aurait pas pu voir le jour. Je remercie toute l’équipe de SFTS pour son accueil et l’aide qu’ils m’ont apportée. Je remercie en particulier Roger et Sébastien Fraisse de m’avoir ouvert les portes de leur usine et donner de leur temps. Je les remercie également d’avoir participer au jury de soutenance. Je remercie les membres du département génie biologique - Génie de l’Environnement de l’IUT de Saint-Etienne pour m’avoir accueillie lors des phases expérimentales de ce travail. Je remercie tout particulièrement Alain Piot pour sa gentillesse, ses précieux conseils et sa disponibilité. J’adresse un grand merci à l’ensemble des membres du centre SITE qui ont contribué à rendre le cadre de travail convivial et agréable. iii iv Résumé Dans un contexte réglementaire incitant fortement à la mise en œuvre de stratégies de réduction de la pollution à la source (ICPE, IPPC, IED), les industriels se trouvent parfois démunis face aux différentes solutions techniques proposées. L’application de stratégies simples de production plus propre telles que de bonnes procédures opérationnelles et de bonnes pratiques de management permettent de répondre à ces contraintes. Le traitement de surface par voie aqueuse est une activité grande consommatrice d’eau et de produits chimiques et donc génératrice de rejets aqueux pollués. L’objectif de ce travail est de proposer à ce secteur d’activité une méthodologie simple de limitation des flux de pollution ainsi que de la consommation spécifique en eau. Cette méthodologie se base notamment sur le postulat que l’entraînement est le vecteur principal de la pollution au sein d’une chaîne de traitement de surface. Ainsi, des études expérimentales ont permis d’une part de créer une méthode rapide de calcul de l’entraînement et, d’autre part, de montrer et de quantifier uploads/Science et Technologie/ leveillard-florine-diff.pdf