Physico-chimie et qualité des eaux des forages d’hydraulique villageoise dans la région centrale au Togo

Cette étude a porté sur la caractérisation physico-chimique des eaux de forages d’hydraulique villageoise des aquifères du socle de la région centrale du Togo. Au total, 52 échantillons d’eau ont été analysés suivant les normes AFNOR. L’analyse en composantes principales (ACP) a permis de faire ressortir les corrélations entre les différents paramètres physico-chimiques (16) et de comprendre les processus pouvant être à l’origine de la minéralisation. Les cartes de distribution de la conductivité et des nitrates ont été ensuite réalisées. Les travaux révèlent que du fait de la prédominance des ions bicarbonate, calcium et magnésium, les eaux sont pour la plupart bicarbonatées calciques et magnésiennes. Les eaux sont moyennement minéralisées et de qualité acceptable. Cependant, on note que quelques échantillons présentent des teneurs de paramètres physico-chimiques supérieures aux directives de l’OMS et sont contigus aux eaux respectant ces normes traduisant ainsi le caractère discontinu et hétérogène de l’aquifère du socle.© 2015 International Formulae Group. All rights reserved.Mots clés: Région centrale, Togo, faciès hydrochimiques, pollution, eaux souterraines, socleEnglish AbstractThis study focused on the physicochemical characterization of rural water supply drilling made on base aquifers of central region of Togo. In total, 52 samples of water were analyzed according to the AFNOR Standards. The principal component analysis (PCA) allowed to highlight correlations between different physico-chemical parameters (16) and to understand the processes that can explain source of the mineralization. Conductivity distribution and nitrate maps were then performed. The work reveals that due to the predominance of bicarbonate calcium and magnesium ions, water is mostly calcic and magnesian bicarbonated. Water is moderately mineralized with acceptable quality. However, we note that some samples exhibit physicochemical parameters levels higher than those of WHO guidelines and are contiguous to samples up to standard showing discontinuous and heterogeneous nature of base aquifer.© 2015 International Formulae Group. All rights reserved.Keywords: Central Region, Togo, hydrochemical facies, pollution, groundwater, bas

Études et caractérisations de couches minces de semi-conducteurs nanostructurés dopés et non dopés en vue de leur utilisation pour la dépollution des eaux

Ce présent mémoire a porté sur l'étude et la caractérisation des couches minces de quelques photocatalyseurs non dopés et dopés à l'azote et ou avec le fluor ou le soufre. Les qualités photocatalytiques de l'oxyde de titane sont limitées par sa large bande interdite de 3,2 eV. Le dopage vise une plus grande sensibilisation du matériau obtenu. Il a été réalisé par la méthode hydrothermale en ce qui concerne le dioxyde de titane (P25) (TiO2 et TiO2-N). Le dioxyde de titane a été également synthétisé par la méthode sol gel. Le dopage à l'azote a été réalisé dans les deux cas en utilisant le chlorure d ammonium comme précurseur d azote. La synthèse par précipitation d'autres photocatalyseurs (TiOxNyFz) a été également réalisée. Les couches minces sont préparées par la technique d'électrophorèse ou par la technique doctor blade . L'analyse par DRX indique que la phase anatase est dominante. La spectroscopie UV-Visible et la spectroscopie d'action montrent une plus importante sensibilisation des matériaux dopés pouvant absorber jusqu aux environs de 500 nm. L'analyse thermogravimétrique montre une stabilité induite due à la présence de l'azote dans les photocatalyseurs sol gel et la spectroscopie infrarouge indique l existence de l'azote par la bande de vibration N-H ou N-O à 1431 cm-1. La voltampérométrie et la chronoampérométrie ont été utilisées pour mettre en évidence la photoactivité de ces matériaux. L'augmentation du taux de dopage entraine une diminution du photocourant. Le mécanisme par lequel le dopage induit une sensibilisation dans le domaine visible a été étudié via la spectroscopie d'impédance électrochimique et la variation du potentiel de circuit ouvert sous illumination. Le potentiel de bande plate et la densité de donneurs sont calculés. Le dopage induit un déplacement positif du potentiel de bande plate et une augmentation des densités de donneurs majoritaires. Ainsi, les impuretés créeraient des niveaux énergétiques au dessus de la bande de valence et ces états énergétiques sont responsables de l'absorption des photons de plus faible énergie que 3,2 eV. Cependant ces états énergétiques introduits par les impuretés agissent aussi comme des centres de recombinaison et diminuent le photocourant. La photoactivité de TiO2 (P25), TiO2-N (P25), TiO2 sol gel et de TiO2-xNx-1 sol gel (TiO1,86N0,14) déposés sur acier inoxydable 304L a été étudiée pour la photodégradation des colorants Reactive Black 5 et Reactive Orange 16 dans un réacteur de laboratoire. Sous la lumière UV, les couches de TiO2 (P25) et TiO2-N (P25) d'une part, de TiO2 sol gel et TiO2-xNx-1 sol gel d'autre part, ont des activités similaires. Cependant, dans le domaine visible, les photocatalyseurs dopés permettent mieux une décoloration des colorants et ce comportement confirme les propriétés photoélectrochimiques et physicochimiques rapportées dans ce mémoire de thèse. Le pH et la concentration en peroxyde d'hydrogène du milieu réactionnel ont été étudiés. Pour une concentration de 16,1 mol/L du colorant le domaine de pH qui s'étend de 2,1 au pH libre de la solution du colorant est assez favorable pour la photooxydation des colorants réactifs utilisés. L'ajout du peroxyde d'hydrogène au mélange réactionnel accélère la vitesse de dégradation des colorants. Enfin, les mesures du potentiel de surface des photocatalyseurs, au cours des tests de photodégradation, ont permis de montrer aussi l'existence d'un décalage positif des potentiels pour les matériaux dopés à l'azote.This work reports on the study and the characterization of thin layers of titanium dioxide un-doped and doped either with nitrogen and/or with fluorine or sulphur. Titanium dioxide possesses a large band gap 3.2 eV. The reduction of the optical threshold energy of TiO2 and the consequent possibility of using economical and ecological sunlight instead of UV irradiation in photocatalysis is expected to have tremendous applications. Doping was made by hydrothermal method with regard to titanium dioxide (P25) (TiO2 and TiO2-N). Titanium dioxide was also synthesized by sol gel method. Ammonium chloride was used as nitrogen precursor. The synthesis by precipitation was also used for other photocatalysts (TiOXNyFZ). Thin layers were prepared by electrophoresis or "doctor blade" techniques. X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy analyses demonstrated that both samples were anatase phase. The UV-Visible spectroscopy and action spectra showed that doped materials absorb visible light until 500 nm. Thermal analysis shows that doped nitrogen in TiO2 could prevent phase transition of anatase to rutile and then stabilize the anatase phase. FTIR analysis indicates that some nitrogen atoms in N-doped materials existed in the form of N-H or N-O. The photoelectrochemical studies via voltammetry and chronoamperometry, were used to show the photoactivity of these materials. The increase of doping precursor reduces the photocurrent. The mechanism by which doping induces a shift in the visible spectrum was studied via the electrochemical impedance spectroscopy and the change of the open circuit potential. The flat band potential as well as the density of donors is calculated. Doping induces a positive shift of the flat band potential as well as an increase of majority carriers density. This shift means that the impurities would create energy levels close to the valence band and would be responsible of visible light absorption. However, these states also act as recombination centers and decrease the photocurrent. The photoactivity of TiO2 (P25), TiO2-N (P25), TiO2 sol gel and of TiO2-xNx-1 sol gel (TiO1,86N0,14) deposited on stainless steel 304L was studied towards photooxidation of Reactive Black 5 and Reactive Orange 16 as model pollutants using a flow loop reactor equipped with UV lamp (BLB) or visible lamp (Cool Daylight) as sources of light. The dye photooxidation is similar for TiO2 (P25) and TiO2-N (P25), also for TiO2 sol gel and TiO2-xNx-1 sol gel under UV light. However, under visible light, N-doped photocatalyst allows a better photodegradation and this behavior is in agreement with photo-electrochemical and physico-chemical studies. The pH range 2.1 to 6 is favorable for the photooxidation in our working conditions. In the same way the addition of hydrogen peroxide to the dye solution accelerates the degradation processes. During the photodegradation test, the measurements of the surfaces potential of photocatalysts show also a positive shift for N-doped photocatalyst.POITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF

Traitement d'une eau naturelle polluée par adsorption sur du charbon actif (CAK) préparé à partir de tourteaux de karité

The study concerns organic and inorganic pollutants and its removal from natural water (Be Lagoon) using activated Shea cake (CAK). The activated carbon CAK has the following characteristics: BET surface area is equal to 1148 m2.g-1 and the pore volume is equal to 0.607 cm3.g-1. This activated carbon is essentially microporous with the volume of micropores representing over 70% of the total pore volume. The “batch method" was used for pollutant removal and it reveals that the contact time values are equal to 10 h for BOD and 15 h for COD. A systematic study was done to assess the influence of the mass of activated carbon on its adsorption capacity of BOD and COD. The Langmuir and Freundlich isotherm models agreed with experimental data. The maximum adsorption capacity obtained using Langmuir isotherm model was 12.66 mg/g for all the organic and inorganic pollutants and 11.24 mg/g for organic pollutants only.Le présent travail a pour but l'utilisation d’un charbon actif (CAK) préparé à partir de tourteaux de karité pour l'adsorption de polluants organiques et inorganiques d’une eau naturelle (lagune de Bè). Le charbon actif CAK présente une surface BET de 1148 m2.g-1 et un volume poreux de 0,607 cm3.g-1. Il est essentiellement microporeux avec un volume de micropores représentant plus de 70 % du volume total des pores. L’étude de laboratoire menée en batch a permis de déterminer des temps de contact optimaux de 10 h pour les polluants organiques seuls et 15 h pour l’ensemble des polluants organiques et inorganiques. L’influence du dosage en charbon actif sur les performances d’adsorption a également été étudiée. L’établissement des isothermes d’adsorption a montré que l’adsorption de l’ensemble des polluants organiques et/ou inorganiques est bien décrite par les modèles à l’équilibre de Langmuir et de Freundlich. Dans les conditions expérimentales utilisées, les capacités maximales d’adsorption des polluants par gramme de charbon actif ont été déterminées respectivement égales à 12,66 mg/g pour l’ensemble des polluants organiques et inorganiques et à 11,24 mg/g pour les polluants organiques

Standalone Solutions for Clean and Sustainable Water Access in Africa Through Smart UV/LED Disinfection, Solar Energy Utilization, and Wireless Positioning Support

This paper provides a unique multi-disciplinary survey of standalone solutions for clean and sustainable water access in Africa and proposes a three-segment architecture, comprised of an UV-LED-based water disinfection unit, a solar-powered battery, and a wireless positioning system. In addition, our paper also provides initial snapshot results from all the three segments of the proposed architecture, as well as two examples of the water analysis and user-survey-based results collected from Togo, Africa. We believe that the features of our envisaged system such as long battery life, low maintenance cost, ability to significantly increase the quality and disinfect at least 1.5 l/min of water and ability to offer wireless positioning without the need to access a cellular or WiFi network, for accurate annotation of water sources, localization of misplaced or lost disinfection systems, and user standalone positioning capabilities, are attractive features towards improving the quality of life of people with limited access to potable water or to water that fulfills international quality criteria

Raw GNSS Data Analysis for the LEDSOL Project - Preliminary Results and Way Ahead

This is a work-in-progress paper describing the methodology to acquire and process raw GNSS data from Android devices, as well as preliminary results based on measurement campaigns conducted in Finland, Togo, and Algeria. The raw GNSS data acquisition is now supported by most Android smartphones (version 10 or newer) and such data can serve as very useful research data to develop low-cost positioning algorithms as well as to do statistical analysis under various scenarios, especially when working with imperfect, inaccurate, or incomplete pseudorange data. This paper presents the methodological steps to follow in the process of data collection and provides an initial analysis of the various error models in GNSS-based positioning. The challenges and potential solutions and future steps are also emphasized.Peer reviewe

Photocatalytic removal of phenol using titanium dioxide deposited on different substrates: Effect of inorganic oxidants

International audiencePhotocatalytic degradation of phenol has been investigated using a laboratory reactor and UV-A lamp (BLB) and different commercial catalysts: TiO(2)PC500 fixed on cellulose paper (Ahlstrom paper) and TiO2 (Degussa P25) on stainless steel or conducting glass. Thin layers of TiO2 on glass and stainless steel were prepared by electrophoretic deposition. Phenol and by-products were monitored by HPLC system equipped with a phenyl column and PDA detector. The effects of various operating parameters such as initial concentration of phenol (100-500 mu mol L-1), initial pH (2.0-10.0) and addition of inorganic oxidants (H2O2,S2O82-) were evaluated on Ahlstrom paper. The results revealed that the best conditions of phenol removal were 100 mu mol L-1 of initial concentration, natural pH (5.0-6.0) and absence of inorganic oxidants when using Ahlstrom paper. Also, analysis of the by-products shows their dependence on initial pH. The comparison of phenol removal efficiency shows that thin layers of TiO2 P25, deposited on glass, present the best photocatalytic activity. Several experiments performed with the same photocatalyst show that washing layers with pure water several times and drying at low temperature allow reactivation of the catalysts