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L'objectif de ce travail est d'étudier la possibilité de la valorisation du phosphogypse dans les traitements des solutions aqueuses, contenant des métaux lourds, vue sa grande disponibilité comme sous-produit de l'industrie phosphatière.La première partie de ce travail est consacrée à la caractérisation des échantillons synthétisés par la diffraction des rayons X et la spectroscopie infrarouge d'une part. D'autre part, pour pouvoir modéliser et optimiser l'élimination de quelques métaux tels que Cd, Zn et Cu, l'apport de la chimiométrie est un choix qui s'est avéré nécessaire en faisant varier quelques paramètres physicochimiques tels que le pH et la température.En deuxième temps, le procédé d'adsorption de ces métaux sur le phosphogypse a été réalisé dans le but d'éliminer ces métaux qui existent dans des solutions aqueuses. En effet, les isothermes de Langmuir, Freundlich et Temkin ont été déterminés. Quelques modèles et optimums ont été déterminés à l'aide des plans de Box-Behnken. Les facteurs influents sont le temps d'agitation, la concentration de l'ion et la concentration du phosphogypse.