Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Propriétés chimiques et mécaniques des aluminosilicates N-A-S-H de géopolymère
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Le conditionnement des déchets nucléaires de faible et moyenne activité repose principalement sur les ciments, mais leurs limites face à certains déchets (métaux réactifs, huile) imposent d'explorer de nouveaux matériaux plus performants. Les géopolymères, et en particulier ceux constitués d'aluminosilicates de sodium hydratés (système Na2O-Al2O3-SiO2-H2O, noté N-A-S-H) apparaissent comme une alternative prometteuse grâce à leur compatibilité chimique avec certains types de déchets.
Cependant, malgré l'intérêt croissant pour les géopolymères, des verrous scientifiques subsistent : 1/ les données thermodynamiques disponibles sur les N-A-S-H sont encore parcellaires, rendant difficile la prédiction, via la modélisation, de leur stabilité à long terme, 2/ le rôle de leur structure atomique dans leur réactivité reste incompris, 3/ les liens entre composition chimique (rapport Si/Al) et propriétés mécaniques ne sont pas établis, ce qui limite la représentativité des modèles créés.
En combinant expérimentation et modélisation pour relier structure atomique et propriétés, cette thèse a pour but d'obtenir des données inédites et robustes sur les propriétés chimiques et mécaniques des N-A-S-H. Elle s'articule autour de trois objectifs majeurs: 1/ déterminer l'impact de la composition des N-A-S-H sur leur dissolution et établir des constantes thermodynamiques de solubilité, 2/ caractériser leur structure atomique (aluminols, silanols, environnements hydratés) par spectroscopie RMN avancée, 3/ relier leurs propriétés mécaniques, mesurées par nano-indentation, à leur structure et à leur composition, en s'appuyant sur la modélisation par dynamique moléculaire.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
M2 ou diplôme d'ingénieur (Chimie, Modélisation, Matériaux)
Demandeur
Disponibilité du poste
01/09/2026
Personne à contacter par le candidat
ROUSSELET Angélique < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
CEA
DES/DPC/SECR/LECBA
Laboratoire d'Etudes du Comportement des Bétons et des Argiles (LECBA)
DES/ISAS/DPC/SECR/LECBA
CEA Saclay - Bât. 158
91 191 Gif-sur-Yvette Cedex
FRANCE
Tuteur / Responsable de thèse
CHARPENTIER Thibault < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM
Laboratoire de Structure et dynamique par Résonance Magnétique
DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM
CEA Saclay - Bât.125
F-91191 Gif-sur-Yvette Cedex France
33 1 69 08 23 56
En savoir plus
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Propriétés chimiques et mécaniques des aluminosilicates N-A-S-H de géopolymère
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Le conditionnement des déchets nucléaires de faible et moyenne activité repose principalement sur les ciments, mais leurs limites face à certains déchets (métaux réactifs, huile) imposent d'explorer de nouveaux matériaux plus performants. Les géopolymères, et en particulier ceux constitués d'aluminosilicates de sodium hydratés (système Na2O-Al2O3-SiO2-H2O, noté N-A-S-H) apparaissent comme une alternative prometteuse grâce à leur compatibilité chimique avec certains types de déchets.
Cependant, malgré l'intérêt croissant pour les géopolymères, des verrous scientifiques subsistent : 1/ les données thermodynamiques disponibles sur les N-A-S-H sont encore parcellaires, rendant difficile la prédiction, via la modélisation, de leur stabilité à long terme, 2/ le rôle de leur structure atomique dans leur réactivité reste incompris, 3/ les liens entre composition chimique (rapport Si/Al) et propriétés mécaniques ne sont pas établis, ce qui limite la représentativité des modèles créés.
En combinant expérimentation et modélisation pour relier structure atomique et propriétés, cette thèse a pour but d'obtenir des données inédites et robustes sur les propriétés chimiques et mécaniques des N-A-S-H. Elle s'articule autour de trois objectifs majeurs: 1/ déterminer l'impact de la composition des N-A-S-H sur leur dissolution et établir des constantes thermodynamiques de solubilité, 2/ caractériser leur structure atomique (aluminols, silanols, environnements hydratés) par spectroscopie RMN avancée, 3/ relier leurs propriétés mécaniques, mesurées par nano-indentation, à leur structure et à leur composition, en s'appuyant sur la modélisation par dynamique moléculaire.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
M2 ou diplôme d'ingénieur (Chimie, Modélisation, Matériaux)
Demandeur
Disponibilité du poste
01/09/2026
Personne à contacter par le candidat
ROUSSELET Angélique < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
CEA
DES/DPC/SECR/LECBA
Laboratoire d'Etudes du Comportement des Bétons et des Argiles (LECBA)
DES/ISAS/DPC/SECR/LECBA
CEA Saclay - Bât. 158
91 191 Gif-sur-Yvette Cedex
FRANCE
Tuteur / Responsable de thèse
CHARPENTIER Thibault < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM
Laboratoire de Structure et dynamique par Résonance Magnétique
DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM
CEA Saclay - Bât.125
F-91191 Gif-sur-Yvette Cedex France
33 1 69 08 23 56
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