Altération aqueuse du verre nucléaire dans son environnement de stockage

Altération aqueuse du verre nucléaire dans son environnement de stockage, Occitanie, FR

Un travail important a été conduit ces dernières années pour mieux comprendre comment l’environnement (produits de corrosion des composants en aciers, formation argileuse, eau de site, matériau cimentaire…) peut :

* modifier les cinétiques d’altération du verre,
* induire ou inhiber la nucléation et la croissance de phases secondaires,
* stabiliser ou déstabiliser la pellicule d’altération du verre,
* augmenter l’altération globale du verre.

L’ensemble de ces mécanismes, fortement couplés, a nécessité le développement et la mise en œuvre de modèles capables de décrire la géochimie et le transport dans de tels milieux. La cinétique d’altération des verres est modélisée à partir de la connaissance des paramètres cinétiques et thermodynamiques de la couche d’altération, notamment à l’aide du modèle GRAAL, intégré dans un code géochimie-transport (HYTEC).

Dans le cadre d’une thèse financée par l’Andra, menée au sein du CEA, d’octobre à octobre, un large corpus expérimental a été lancé. Une série d’expériences « intégrales » d’altération de deux verres, AVM et R7T7, a été initiée, mettant en jeu simultanément plusieurs matériaux présents dans le stockage : fer, argilite, coulis cimentaire. Deux séries d’expériences ont été réalisées : l’une en mélangeant tous les matériaux de façon homogène pour simplifier la dimension « transport » (essais homogènes), et l’autre pour reproduire la géométrie d’une alvéole de stockage (essais en transport). Parallèlement, des expériences paramétriques ont été menées pour aider à l’interprétation des essais.

Les résultats, issus des analyses de solution et des caractérisations des matériaux, doivent améliorer notre compréhension des mécanismes en jeu et permettre la modélisation des systèmes intégrés en utilisant des paramètres issus de ces essais.

Les études menées dans le cadre de ce premier post-doctorat, riches d’enseignements, doivent être poursuivies et complétées.

Position and assignments

Un travail important a été conduit ces dernières années pour mieux comprendre comment l’environnement (produits de corrosion des composants en aciers, formation argileuse, eau de site, matériau cimentaire…) peut :

1. modifier les cinétiques d’altération du verre,
2. induire ou inhiber la nucléation et la croissance de phases secondaires,
3. stabiliser ou déstabiliser la pellicule d’altération du verre,
4. augmenter l’altération globale du verre.

L’ensemble de ces mécanismes, fortement couplés, a nécessité le développement et la mise en œuvre de modèles décrivant la géochimie et le transport dans ces milieux. La cinétique d’altération des verres est modélisée à partir de paramètres cinétiques et thermodynamiques de la couche d’altération, notamment via le modèle GRAAL dans HYTEC.

Dans le cadre d’une thèse financée par l’Andra, menée au CEA, d’octobre à octobre, un corpus expérimental a été lancé. Des expériences d’altération de verres AVM et R7T7 ont été initiées, impliquant matériaux présents dans le stockage. Deux séries d’expériences ont été réalisées : en mélange homogène pour simplifier le transport, et en mimant la géométrie réelle d’une alvéole. Des expériences paramétriques ont aussi été menées pour interpréter ces essais.

Les résultats obtenus doivent permettre d’améliorer la compréhension des mécanismes et la modélisation des systèmes intégrés, en utilisant les paramètres issus des essais.

Ce premier post-doctorat, riche en enseignements, doit être poursuivi et complété.

Géographic mobility : National

Telework : Occasionnel, jusqu’à j / an

Starting date : 11-02

Profile : Doctorat en science des matériaux – altération – thermodynamique. Savoir-faire en caractérisation des matériaux et modélisation géochimie-transport (Phreeqc, Crunchflow, Hytec) indispensable.

Goals : Le travail du post-doctorat sera divisé en deux parties :

1. Caractérisation : confirmer et approfondir les études précédentes, caractériser les dispositifs en transport, utiliser des techniques avancées (microscopies, spectroscopie) en collaboration avec le NIMBE/LAPA.
2. Modélisation transportréactif : se former au modèle GRAAL, poursuivre la modélisation des essais, et modéliser le dispositif entier en collaboration avec le LEMC.
Le post-doctorat, d’une durée de 2 ans, débutera au CEA Saclay, puis se poursuivra au CEA Marcoule, avec déplacements prévus entre ces deux sites. #J-18808-Ljbffr