Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Soutenu le 16/07/2018. Devant le jury : - Mr. Abderrahim ESSADDEK (encadrant) :

Soutenu le 16/07/2018. Devant le jury : - Mr. Abderrahim ESSADDEK (encadrant) : Professeur à la Faculté des Sciences Oujda. - Mr. El Miloud MEJDOUBI (Examinateur) : Professeur à la Faculté des Sciences Oujda. - Mr. Mohammed BERRABAH (Examinateur) : Professeur à la Faculté des Sciences Oujda. Membres invités : - Mr. Mohammed LAKRAT : Doctorant à la Faculté des Sciences Oujda. - Mr. Noureddine AKARTASSE : Doctorant à la Faculté des Sciences Oujda. Année Universitaire : 2017/2018 ÉLABORATION ET ÉTUDE PHYSICO-CHIMIQUE DE QUELQUES COMPOSITES BIOACTIFS Université Mohammed Premier Faculté des Sciences Département de Chimie Oujda, Maroc. Mémoire de Fin d’études Présenté dans le cadre de l’obtention du diplôme de Master « Chimie Appliquée » Option : Physico-chimie des matériaux Présenté par Mohammed HADRI Intitulé REMERCIEMENTS Les recherches qui font l’objet de ce mémoire ont été réalisées au sein du Laboratoire de Chimie du Solide Minéral et analytique (LCSMA) de la Faculté des Sciences d’Oujda, sous la direction de Monsieur le professeur Abderrahim ESSADDEK. Au terme de ce travail, je tiens à remercier toutes celles et tous ceux qui ont participé à sa réalisation. Je remercie tout d'abord mon encadrant, Monsieur le Professeur Abderrahim ESSADDEK, pour l’intérêt constant qu’il a manifesté pour mes recherches. Mes remerciements s’adressent à Messieurs les doctorants, Mohammed LAKRAT et Noureddine AKARTASSE, qui ont toujours été là pour m'aider au cours de la réalisation de ce stage. Je suis honoré d’avoir pu travailler avec des gens d’aussi courageux et brillants que vous. Merci pour votre présence, vos conseils. Vous m’avez beaucoup fait grandir humainement et scientifiquement et je vous en serai toujours reconnaissant. Mes remerciements vont également à Monsieur le professeur El Miloud MEJDOUBI qui m’a fait l’honneur d’accepter de présider le jury de ce travail. Je tiens à exprimer mes vifs remerciements à Monsieur le professeur Mohammed BERRABAH pour avoir accepté de participer au jury de ce projet. Je tiens à exprimer mes respectueuses gratitudes à Monsieur le professeur Elkhadir GHARIBI, directeur du Laboratoire LCSMA, pour m’avoir accueillie dans ce Laboratoire, et de m’avoir donné les moyens d’effectuer cette recherche dans les meilleures conditions. Enfin, je souhaite associer à ces remerciements nos chers enseignants et membres du Laboratoire, tous ceux qui ont contribué à la réalisation de ce travail, et tous les ami(e)s et les collègues du département de chimie de la Faculté des Sciences de Oujda. Que ce travail soit un témoignage de notre estime et de notre sincère reconnaissance. SOMMAIRE REMERCIEMENTS ................................................................................................................. SOMMAIRE ........................................................................................................................... LISTE DES ABREVIATION ...................................................................................................... LISTE DES TABLEAUX .......................................................................................................... LISTE DES FIGURES ........................................................................................................... Introduction Générale ......................................................................................................... 1 CHAPITRE 1 : ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE I.1. Généralités sur les phosphates de calcium ...................................................................... 4 I.2. L’hydroxyapatite ........................................................................................................... 5 I.2.1.Structure de l’Hydroxyapatite ....................................................................................... 6 I.2.2.Propriétés physicochimiques de l’hydroxyapatite phosphocalcique ................................... 7 I.2.3.Voies de synthèse de l’hydroxyapatite phosphocalcique ................................................. 8 I.2.3.1. Synthèse par voie humide ....................................................................................... 9  Synthèse par neutralisation ........................................................................................ 9  Synthèse par double décomposition ........................................................................... 9 I.2.3.1. Synthèse par voie sèche ....................................................................................... 10 I.2.3.3. Autres méthodes de synthèse de l’hydroxyapatite phosphocalcique ........................... 11  Synthèse par voie sol-gel ........................................................................................ 11  Synthèse par voie hydrothermale ............................................................................ 11 I.2.4. L’influence des paramètres de synthèse sur la stœchiométrie du phosphate de calcium . 11  pH ....................................................................................................................... 11  Température et temps de maturation : .................................................................... 12 I.2.5.Caractérisation de l’hydroxyapatite phosphocalcique ................................................... 13  Etude par spectrométrie infrarouge ................................................................................. 14  Etude par diffraction des rayons X sur poudre ................................................................. 16 I.3. Les biomatériaux à base de phosphate de calcium ......................................................... 17 II.1. Généralités sur les matériaux composites ................................................................... 19 II.1.1.Les composites à matrice polymère .......................................................................... 20 II.1.2.Les polymères à intérêt biomédical ........................................................................... 21 II.2. Le Chitosane ............................................................................................................. 22 II.2.1. Propriétés biologique du chitosane .......................................................................... 23 II.2.2. Propriétés physico-chimiques du chitosane .............................................................. 23 II.2.3.Méthodes de synthèse du composite Hydroxyapatite/Chitosane ................................... 25 II.2.4.Facteurs Influençant les propriétés mécaniques du composite CTS/HAp ....................... 26 II.2.5. Interaction chimique entre le Chitosane et l’Hydroxyapatite ....................................... 27 SOMMAIRE CHAPITRE 2 : SYNTHESE ET CARACTERISATION PARTIE A : SYNTHESE ET CARACTERISATION DE L’HYDROXYAPATITE I. Synthèse de l’hydroxyapatite stœchiométrique par la méthode de double décomposition ...... 30 I.1. Mode opératoire ........................................................................................................ 30 II. Caractérisation de l’hydroxyapatite synthétisée .............................................................. 32 II.1. Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) ........................................... 32 II.2. Analyse thermogravimétrique (ATG) ........................................................................... 35 II.3. Diffraction des Rayons X (DRX) ................................................................................... 37 III. Synthèse de l’hydroxyapatite par la méthode de dissolution/reprécipitation ..................... 39 III.1. Présentation de la procédure de synthèse ................................................................. 39 IV. Caractérisation de l’hydroxyapatite synthétisée ............................................................. 40 IV.1. Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) ........................................... 40 IV.2. Diffraction des rayons X (DRX) .................................................................................. 41 PARTIE B : SYNTHESE ET CARACTERISATION DU COMPOSITE CHITOSANE/HYDROXYAPATITE I. Synthèse du composite CTS/HAP par la méthode de dissolution/reprécipitation .................. 43 I.1. Présentation de la procédure de synthèse .................................................................... 43 II. Caractérisation des composites synthétisés .................................................................... 44 II.1. Spectroscopie d’absorption infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) ......................... 44 II.2. Analyse thermogravimétrique (ATG) ............................................................................ 46 III. Synthèse du composite Chitosane/Hydroxyapatite par la méthode co-précipitation .......... 49 III.1. Présentation de la procédure de synthèse ................................................................. 49 IV. Caractérisation des composites synthétisés par IRTF ...................................................... 50 CHAPITRE 3 : APPLICATION I. Matériels et méthodes ................................................................................................... 53 II. Résultats et discussion .................................................................................................. 54 II.1. Vérification de la loi de Beer Lambert .......................................................................... 54 II.2. Effet du temps de contact ......................................................................................... 55 II.3. Effet du rapport R ..................................................................................................... 57 II.4. Isothermes d’adsorption du BM ................................................................................. 58 II.4.1. Isotherme de Langmuir .......................................................................................... 58 II.4.2. Isotherme de Freunklin .......................................................................................... 59 II.4.3. Isotherme de Temkin .............................................................................................. 60 II.5. Les modèles cinétiques d’adsorption .......................................................................... 61 CONCLUSION ET PERSPECTIVES ...................................................................................... 63 RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES .................................................................................... 67 ANNEXE .......................................................................................................................... 75 LISTE DES ABREVIATIONS Matériaux HAp : Hydroxyapatite CTS : Chitosane BM : Bleu de Méthylène Techniques et méthodes de caractérisation DRX : Diffraction des rayons X ATG : Analyse thermogravimétrique IRTF: Spectroscopie d’absorption infrarouge à Transformée de Fourrier LISTE DES TABLEAUX CHAPITRE 1 : ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE Tableau I.1. Les différentes orthophosphates de calcium ................................................................................. 5 Tableau I.2. Principaux phosphates de calcium rangés par ordre de solubilité décroissante du haut vers le bas. .... 7 Tableau I.3. Attributions et positions des bandes infrarouges de l’hydroxyapatite phosphocalcique ..................... 15 Tableau I.4. Distances interréticulaires et intensités des principales raies de diffraction de l’hydroxyapatite ......... 16 Tableau I.5. Quelques caractéristiques principales dans le cahier des charges des biomatériaux à base de phosphates de calcium ................................................................................................................................. 18 Tableau I.6. La dissolution du chitosane dans différents acides ......................................................................... 25 CHAPITRE 2 : SYNTHÈSE ET CARACTÉRISATION PARTIE A Tableau II.1. Position, et attribution des bandes d’absorption infrarouge de l’hydroxyapatite non calcinée préparée par la méthode de double décomposition ........................................................................................................ 34 Tableau II.2. Les angles 2θ, les intensités, les distances interréticulaires comparées avec les données cristallographiques de l’hydroxyapatite stœchiométrique selon les fiches JCPDF des principales raies de diffraction de l’HAp préparée par la méthode de double décomposition ............................................................................. 39 Tableau II.3. Les angles 2θ, les intensités, les distances interréticulaires comparées avec les données cristallographiques de l’hydroxyapatite stœchiométrique selon les fiches JCPDF des principales raies de diffraction de l’HAp préparée par la méthode dissolution/reprécipitation ............................................................................ 41 PARTIE B Tableau II.4. Les quantités nécessaires des réactifs pour préparer 10 g des matériaux composites avec différents pourcentages massiques en Chitosane/Hydroxyapatite (5, 10, et 20 %). ........................................................... 44 Tableau II.5. Attribution des principales bandes présentes dans le chitosane ................................................... 45 Tableau II.6. Position, et attribution des bandes d’absorption infrarouge des composites élaborés ...................... 46 Tableau II.7. Résultats ATG pour les composites CTS/HAp ............................................................................... 47 CHAPITRE 3 : APPLICATION Tableau III.1. La variation de l’absorbance en fonction de la concentration a λmax= 663 nm ................................ 54 Tableau III.2. Constantes du modèle de pseudo-premier-ordre et pseudo-second-ordre .................................... 62 LISTE DES FIGURES CHAPITRE 1 : ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE Figure I.1. Projection globale des ions de l'HAP sur le plan de base hexagonal (001) .......................................... 6 Figure I.2. Courbes de solubilité de différents composés de phosphates de calcium, en fonction du pH ................. 8 Figure I.3. Temps nécessaire à la formation d’hydroxyapatite en fonction de la température ............................... 12 Figure I.4. Evolution du rapport Ca/P en fonction du temps à T= 35°C ............................................................ 13 Figure I.5. Spectre d’absorption infrarouge caractéristique de l’hydroxyapatite stœchiométrique. ........................ 14 Figure I.6. Diffractogramme caractéristique de l’hydroxyapatite phosphocalcique ............................................... 16 Figure I.7. Matériau composite ..................................................................................................................... 19 Figure.I.8. Classification des polymères biodégradables .................................................................................. 21 Figure I.9. Structure du chitosane ................................................................................................................. 22 Figure I.10. Synthèse du chitosane à partir de la chitine .................................................................................. 22 Figure I.11. Liaisons hydrogène intermoléculaire entre le chitosane et l’hydroxyapatite ....................................... 28 Figure I.12. Liaisons de coordination (Chélate) entre le chitosane et l’hydroxyapatite ......................................... 28 CHAPITRE 2 : SYNTHÈSE ET CARACTÉRISATION PARTIE A Figure II.1 Schéma du montage de synthèse de l’hydroxyapatite par double décomposition ................................ 31 Figure II.2 Schéma de la filtration sur Büchner ................................................................................................ 31 Figure II.3. L’hydroxyapatite obtenue après filtration ....................................................................................... 32 Figure II.4. Spectromètre Infrarouge à transformée de fourrier modèle FTIR 8400 S SHIMADZU ......................... 33 Figure II.5. Spectre d’absorption IR de l’hydroxyapatite non calcinée préparée par la méthode de double décomposition .............................................................................................................................................. 33 Figure II.6. Analyseur thermogravimétrique SHIMADZU DTG-60 A .................................................................... 35 Figure II.7. Thermogramme de l’hydroxyapatite non calcinée préparée par uploads/Science et Technologie/ elaboration-et-etude-physico-chimique-de-quelques-composites-bioactifs-mohammed-hadri.pdf