Chimie de l’environnement et lutte contre la pollution
Section outline
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Université : Djilali BOUNAAMA de Khemis Miliana
Faculté : Sciences de la Matière et de l’Informatique
Département : Chimie
Niveau : Master 2 Chimie Pharmaceutique
Module : Chimie de l’environnement et lutte contre la pollution
Semestre : 03
Coefficient : 01
Crédit : 02
Enseignante : Dr. CHERIFI Souad
Spécialité de l'enseignante : Génie des procédés « eau et environnement »
Diplôme : Docteur en Génie des procédés
Grade : MCB
Contact : Vous pouvez me contacter à s.cherifi@univ-dbkm.dz.
Méthode d'évaluation : L'évaluation finale se fait par un examen final. Pour valider le module, la moyenne générale doit être supérieure ou égale à 10/20.
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e cours de chimie de l’environnement et lutte contre la pollution s’adresse aux étudiants du Master 2 "Chimie pharmaceutique" de la faculté des sciences de la matière et Informatique. A travers ce cours les étudiants vont maîtriser les notions fondamentales en rapport avec l’environnement et comprendre comment une communauté d’êtres vivants peut être influencée ou perturbée.
Ce cours vise à fournir aux futurs cadres de l'industrie pharmaceutique une expertise solide et opérationnelle sur l'impact environnemental des activités industrielles, et plus spécifiquement de celles liées à leur secteur. L'objectif principal est de vous permettre de maîtriser les concepts fondamentaux des écosystèmes et des propriétés physico-chimiques des substances pour mieux appréhender leur devenir et leurs interactions dans l'environnement. Le cours a pour but de vous former à l'analyse et au contrôle rigoureux de la qualité de l'eau, en vous familiarisant avec les paramètres réglementaires critiques (nitrates, métaux, pesticides) et les technologies de traitement (coagulation, désinfection). Concernant l'air, il s'agira de comprendre l'origine, la réglementation et les méthodes de traitement des polluants atmosphériques majeurs, en accordant une attention particulière à l'impact des composés chimiques comme les CFC sur l'ozone stratosphérique et aux solutions de substitution. Ce module vise à vous doter des compétences nécessaires pour intégrer la dimension environnementale dans la conception, la production et le contrôle des substances pharmaceutiques, et pour participer activement à la mise en œuvre de procédés industriels plus propres et durables.
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Table des matières
Chapitre 1 : Généralités - concepts et définitions-
Chapitre 3 : Air
Chapitre 4 : Sol
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Les objectifs
À l'issue de ce cours, l'étudiant sera capable de :
1. Fournir aux étudiants une expertise solide et opérationnelle sur l'impact environnemental des activités industrielles, en particulier pharmaceutiques.
2. Maîtriser les concepts fondamentaux des écosystèmes et des propriétés physico-chimiques des substances pour comprendre leur devenir et leurs interactions dans l'environnement.
3. Former à l'analyse et au contrôle rigoureux de la qualité de l'eau, en se familiarisant avec les paramètres réglementaires critiques et les technologies de traitement.
4. Comprendre l'origine, la réglementation et les méthodes de traitement des polluants atmosphériques majeurs, avec une attention particulière à l'impact des composés chimiques sur l'ozone stratosphérique et aux solutions de substitution.
5. Dotter les étudiants des compétences nécessaires pour intégrer la dimension environnementale dans la conception, la production et le contrôle des substances pharmaceutiques.
6. Permettre aux étudiants de participer activement à la mise en œuvre de procédés industriels plus propres et durables.
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Prérequis
Pour suivre ce module, une solide maîtrise des principes fondamentaux de la chimie générale, organique, minérale et analytique est requise. Ces connaissances sont essentielles pour comprendre le comportement et la dégradation des polluants. Une familiarité avec les concepts de base de l'écologie, des cycles biogéochimiques, ainsi que des calculs de concentrations et de stœchiométrie est également nécessaire pour appréhender l'impact environnemental et quantifier la pollution.
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Ce chapitre fondamental vous invite à explorer les bases interconnectées de l'écologie, de la chimie environnementale et des impacts anthropiques. Vous découvrirez comment fonctionnent les écosystèmes à travers les interactions entre biotope et biocénose, comment les activités humaines transforment notre planète depuis l'Anthropocène, et quels sont les mécanismes qui régissent le comportement des substances chimiques dans l'environnement. Cette compréhension systémique est essentielle pour tout futur expert en chimie pharmaceutique soucieux de développer des molécules et des procédés respectueux de notre environnement.
Objectifs
À la fin de ce chapitre, l'étudiant sera capable de :
🔍 Connaître et définir:
-Les concepts fondamentaux : écologie, écosystème, biotope, biocénose-Les quatre sphères environnementales (atmosphère, hydrosphère, lithosphère, biosphère).
-Les différentes formes de pollution et leurs caractéristiques
📊 Analyser et expliquer:
- Les interactions entre l'homme et son environnement-Les impacts des activités anthropiques sur les écosystèmes
-Les propriétés physico-chimiques déterminant le comportement environnemental des substances
🔬 Relier et appliquer:
- Les mécanismes de transport, décomposition et accumulation des polluants-Les concepts de persistance et décomposition aux produits pharmaceutiques
-Les principes d'écotoxicologie à l'évaluation des risques environnementaux
💡 Synthétiser et évaluer:
-L'importance des propriétés des substances dans leur impact environnemental-Les enjeux spécifiques liés aux résidus pharmaceutiques dans l'environnement
-Les solutions envisageables pour une chimie pharmaceutique durable
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Eau
Ce chapitre offre une étude complète de l'eau sous tous ses aspects : sa répartition sur terre, son cycle naturel, ses caractéristiques chimiques, les normes qui définissent sa qualité, les méthodes pour l'analyser, les différentes sources de pollution et les stratégies pour la protéger.
Il se structure en plusieurs parties logiques :
- 1. Les fondamentaux : Les ressources, l'importance et les types d'eaux naturelles.
- 2. La dynamique : Le cycle hydrologique.
- 3. La caractérisation : La composition chimique et les paramètres physico-chimiques pour évaluer la qualité.
- 4. L'interaction humaine : La pollution (sources, conséquences) et les traitements (prévention, épuration).
- Objectifs
À l'issue de ce chapitre, l'étudiant doit être capable de :
- · Comprendre la répartition et l'importance de l'eau sur terre
- · Connaître les réservoirs majeurs de l'hydrosphère (océans, glaciers, eaux souterraines, etc.) et les quantités relatives d'eau salée et d'eau douce.
- · Expliquer l'importance cruciale de l'eau pour les écosystèmes, les activités humaines (industrie, agriculture) et le climat.
- · Maîtriser le cycle de l'eau et les différents types d'eaux naturelles
- · Analyser la composition chimique d'une eau et interpréter ses paramètres de qualité
- · Comprendre l'évolution de la composition chimique d'une eau tout au long de son cycle.
- · Définir, mesurer et interpréter les paramètres clés de la qualité de l'eau :
- · Décrire les étapes d'une analyse
- · Identifier les sources, les conséquences et les solutions à la pollution de l'eau
- · Expliquer les différentes étapes du traitement des eaux usées
- · Citer les principales mesures de lutte contre la pollution
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Air
Ce chapitre offre une introduction complète et structurée à l’atmosphère terrestre, abordant tant ses caractéristiques fondamentales que les enjeux cruciaux de sa pollution. Il se déploie en deux grandes parties :
1. Fondamentaux de l'atmosphère : Le chapitre définit d'abord l'atmosphère et explique son importance vitale. Il en décrit ensuite la composition chimique détaillée et la structure en cinq couches (troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère, exosphère), en précisant le rôle clé de chacune.
2. Pollution atmosphérique et solutions : La deuxième partie se concentre sur la perturbation de ce système. Elle définit la pollution atmosphérique, classifie les polluants (primaires/secondaires), et analyse leurs sources (naturelles et anthropiques), leur devenir (émission, transmission, dépôt) ainsi que leurs impacts multiples sur la santé, les écosystèmes et le climat. Enfin, le chapitre présente les principales **techniques de dépollution de l'air**, en distinguant les méthodes destructives des méthodes séparatives (récupératives), et fournit des critères pour orienter leur choix en fonction de la concentration des polluants et du débit d'air à traiter.
Objectifs
À l'issue de ce chapitre, l'étudiant doit être capable de :
ü *Décrire la composition normale de l’air sec et l’organisation verticale de l’atmosphère en nommant ses différentes couches et leurs caractéristiques principales.
ü *Définir les concepts de pollution atmosphérique, de polluant, et de qualité de l’air en distinguant les zones polluées, non polluées et à air pur.
ü *Classer les polluants atmosphériques
ü * Identifier l’origine des polluants en différenciant les sources naturelles des sources anthropiques.
ü *Expliquer le cycle de vie d’un polluant dans l’atmosphère, de son émission à son dépôt, en intégrant les notions de temps de mélange, de durée de vie et de puits.
ü *Analyser les effets néfastes de la pollution de l’air sur la santé humaine, la végétation, les sols, le climat (pluies acides, effet de serre).
ü *Distinguer les deux grandes familles de procédés de dépollution de l’air
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Sol
Le sol est une simple couche de terre sous nos pied, il est en réalité un milieu extraordinairement complexe et dynamique, à l'interface de la géologie, de la biologie, de la chimie et de l'écologie.
Ce chapitre vous invitera à un voyage, depuis les profondeurs de la structure interne de la terre jusqu'à la fine pellicule superficielle qui conditionne la vie à sa surface. Nous commencerons par comprendre comment la terre, avec ses couches concentriques (croûte, manteau, noyau), forme le socle géologique à partir duquel le sol se développe. Vous découvrirez que le sol n'est pas un matériau inerte, mais un système vivant et évolutif, fruit de l'interaction prolongée entre la roche-mère, le climat, les organismes vivants et le temps.
Nous explorerons ensuite sa composition hétérogène (minéraux, matière organique, eau, air), ses propriétés physiques et chimiques fondamentales, et son organisation en horizons caractéristiques. Enfin, nous aborderons un enjeu majeur de notre temps : la dégradation et la pollution des sols. Nous analyserons leurs causes, leurs impacts sur la santé et les écosystèmes, et les techniques existantes pour les prévenir ou y remédier.
Comprendre le sol, c'est saisir le fondement même de la vie terrestre, de la sécurité alimentaire et de l'équilibre environnemental. Préparez-vous à découvrir un monde d'une richesse insoupçonnée, essentiel à notre survie et qu'il est urgent de protéger.
Objectifs
À la fin de ce chapitre, l'étudiant sera capable de :
· Décrire la structure interne de la terre et son lien avec la formation du sol.
· Définir le sol (pédosphère) et identifier ses constituants.
· Caractériser les propriétés et l'organisation d'un sol.
· Expliquer les fonctions écologiques et l'importance du sol.
· Analyser les causes, les conséquences et les solutions liées à la pollution des sols.
