Résumé:
L’objectif principal de notre étude a été d’élaborer des membranes polymériques à base de
chitosane, un biopolymère issu de déchets de crustacés, et d’évaluer leur impact sur les
performances électrochimiques d’un électrolyseur alcalin. L’extraction du chitosane a été conduite
par une méthode assistée par micro-ondes, permettant d’atteindre un rendement global de 10,24 %
à partir de 50 g de carapaces de crevettes. Les taux de déminéralisation et de déprotéinisation ont
respectivement atteint 89,26 % et 79,05 %, traduisant une purification efficace. La caractérisation
du matériau a révélé une capacité d’échange ionique (IEC) de 0,38 eq/g et un taux de gonflement
de 64,94 %, des valeurs indiquant une bonne aptitude au transport ionique et à la stabilité en milieu
aqueux.Les performances électrochimiques des membranes ont été évaluées sur trois types d’électrodes (nickel, acier inoxydable 316L, aluminium 2024), avec et sans membrane. Les
résultats ont mis en évidence la supériorité de l’aluminium 2024, notamment en présence de la
membrane, où l’intensité du courant a atteint 2,3 A, contre 1,9 A sans membrane, traduisant une
amélioration significative de la conductivité du système.L’optimisation des conditions opératoires
a été conduite à l’aide d’un plan d’expériences de type Box–Behnken, traité sous Design Expert
13. Les paramètres optimaux déterminés sont un potentiel de 1,7 à 2 V, une concentration alcaline
de 16 à 18 %, et un temps d’électrolyse compris entre 100 et 150 secondes. Dans ces conditions, le
volume d’hydrogène a atteint 77,5 mL, avec un coefficient de détermination R² = 0,9923 pour le
volume d’hydrogène et R² = 0,9790 pour l’intensité du courant.Une modélisation complémentaire
basée sur des réseaux de neurones artificiels (RNA) sous MATLAB a confirmé la validité des
prédictions, malgré une légère dispersion dans les plages extrêmes (potentiel > 2 V, concentration
> 20 %). Une corrélation modérée (r = 0,54) entre l’intensité et le volume d’hydrogène a été
observée, soulignant la complexité non linéaire du système.
