Étude des phénomènes d'autocatalyse lors de la dissolution en milieu nitrique - apports des mét[...]

Description du sujet de thèse

Domaine

Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse

Étude des phénomènes d'autocatalyse lors de la dissolution en milieu nitrique - Apports des méthodes électrochimiques

Contrat

Thèse

Description de l'offre

Le procédé de recyclage des combustibles nucléaires, mis en œuvre en France à l'usine de La Hague, commence par une étape de dissolution en milieu nitrique du combustible usé, principalement constitué d'oxydes d'uranium et de plutonium. Dans une perspective de renouvellement des usines et de généralisation du recyclage des combustibles MOX, de nouveaux appareils innovants pour la dissolution sont étudiés. Le dimensionnement de tels appareils est limité à l'heure actuelle par l'absence de modèle complet de la dissolution des oxydes mixtes qui est une réaction très complexe (triphasique, auto-catalytique, non-homogène, etc.). Si des avancées ont été permises par les nombreux travaux précédents, un certain nombre de questions restent en suspens, concernant en particulier les mécanismes réactionnels mis en jeux et la nature du catalyseur.
Les méthodes électrochimiques (voltammétrie cyclique, spectroscopie d'impédance électrochimique, électrode tournante, etc.) n'ont jamais été mises en œuvre pour la compréhension de la dissolution mais devraient pourtant s'avérer pertinentes comme cela a déjà été démontré par les travaux réalisés sur ce sujet par le CEA Saclay dans le domaine de la corrosion. L'objectif de cette thèse sera donc d'appliquer ces méthodes expérimentales pour la première fois à la dissolution de combustibles nucléaires, dans une démarche de compréhension phénoménologique. Pour ce faire, l'étudiant(e) pourra s'appuyer sur les équipes et les installations des centres de Saclay et de Marcoule spécialisées respectivement dans les méthodes électrochimiques pour l'étude de la corrosion et dans la modélisation physico-chimique de la dissolution.
Cette étude transverse, impliquant science des matériaux, électrochimie et génie chimique, s'inscrira dans une démarche stimulante de recherche fondamentale mais également dans un contexte industriel très dynamique. Les travaux seront réalisés dans un premier temps sur des matériaux modèles et nobles en inactif (sur le centre de Saclay) puis sur matériaux réels contenant de l'uranium et/ou du plutonium dans un second temps (sur le centre de Marcoule).

Université / école doctorale

Chimie Physique et Chimie Analytique de Paris-Centre (ED388)
Sorbonne Université

Localisation du sujet de thèse

Site

Marcoule

Critères candidat

Formation recommandée

Master II, ingénieur, avec une formation en chimie ou génie de la réaction chimique

Demandeur

Disponibilité du poste

01/11/2025

Personne à contacter par le candidat

LALLEMAN Sophie sophie.lalleman@cea.fr
CEA
DES/DMRC/SPTC/LDCI
CEA Marcoule
DES/ISEC/DMRC/SPTC/LDCI
BP17171
30207 Bagnols sur Cèze cedex
04 66 79 76 09

Tuteur / Responsable de thèse

VIVIER Vincent vincent.vivier@upmc.fr
CNRS-UPR15
Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques
Vincent Vivier
Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques
UMR 8235 CNRS - UPMC
4 place Jussieu - CP133
75252 PARIS Cedex 05 - France
0144274158

En savoir plus #J-18808-Ljbffr