Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Couplage physico-chimique entre une population de bulles et l'oxydo-reduction d'un liquide formateur de verre
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Le procédé de calcination-vitrification est la solution utilisée en France depuis plus de 30 ans pour le conditionnement des déchets nucléaires de haute activité issus du retraitement des combustibles usés. Au cours du procédé de vitrification, les déchets sont incorporés dans une fonte verrière borosilicatée à plus de 1000°C. La fonte est homogénéisée en température et composition par agitation et bullage de gaz. L'incorporation des déchets dans la fonte peut également conduire à des dégagements gazeux, dont ceux d'oxygène issus de réactions d'oxydo-réduction entre espèces dissoutes dans le liquide. Il est important de bien maîtriser l'impact de ces gaz sur le verre et le procédé.
L'état d'oxydo-réduction de la fonte à l'équilibre entre les espèces dissoutes a fait l'objet de différentes études au CEA dans le cadre la vitrification des déchets nucléaires. En revanche, peu d'études ont été consacrées à la cinétique de réaction des gaz dans la fonte. L'objectif de cette thèse vise à étudier et à modéliser l'impact des bulles de gaz, quelle que soit leur nature, sur le redox de la fonte et la cinétique des réactions associées. Une approche couplant l'expérimentation et la modélisation numérique sera adoptée.
Le candidat recherché aura un goût pour l'expérimentation, la caractérisation et l'interprétation de résultats abordant différents domaines scientifiques (physico-chimie des matériaux, électrochimie). L'ensemble des expériences seront conduites sur des éléments non radioactifs et impliqueront un traitement par modélisation numérique. Cette thèse lui permettra d'acquérir une expérience professionnelle valorisable dans le milieu des verres et du nucléaire.
Université / école doctorale
Sciences Fondamentales et Appliquées (EDSFA)
Paris Sciences et Lettres
Localisation du sujet de thèse
Site
Marcoule
Critères candidat
Formation recommandée
Génie des procédés Physique et physico-chimie des Matériaux
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
LAPLACE Annabelle < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DES/DPME//LFCM
Laboratoire de Formulation et Caractérisation des Matériaux minéraux
CEA Marcoule, DES, ISEC, DPME/SEME/LFCM
BP 17171 - 30207 Bagnols sur Cèze
04.66.39.79.49
Tuteur / Responsable de thèse
PIGEONNEAU Franck < email supprimé pour raison de sécurité >
MINES Paris Tech
CEMEF
CEMEF
MINES Paris Tech
1, rue Claude Daunesse
CS10 207
6904 Sophia Antipolis CEDEX
En savoir plus
https://cv.hal.science/annabelle-laplace
https://www.linkedin.com/in/franck-pigeonneau-3b023b177/?originalSubdomain=fr
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Couplage physico-chimique entre une population de bulles et l'oxydo-reduction d'un liquide formateur de verre
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Le procédé de calcination-vitrification est la solution utilisée en France depuis plus de 30 ans pour le conditionnement des déchets nucléaires de haute activité issus du retraitement des combustibles usés. Au cours du procédé de vitrification, les déchets sont incorporés dans une fonte verrière borosilicatée à plus de 1000°C. La fonte est homogénéisée en température et composition par agitation et bullage de gaz. L'incorporation des déchets dans la fonte peut également conduire à des dégagements gazeux, dont ceux d'oxygène issus de réactions d'oxydo-réduction entre espèces dissoutes dans le liquide. Il est important de bien maîtriser l'impact de ces gaz sur le verre et le procédé.
L'état d'oxydo-réduction de la fonte à l'équilibre entre les espèces dissoutes a fait l'objet de différentes études au CEA dans le cadre la vitrification des déchets nucléaires. En revanche, peu d'études ont été consacrées à la cinétique de réaction des gaz dans la fonte. L'objectif de cette thèse vise à étudier et à modéliser l'impact des bulles de gaz, quelle que soit leur nature, sur le redox de la fonte et la cinétique des réactions associées. Une approche couplant l'expérimentation et la modélisation numérique sera adoptée.
Le candidat recherché aura un goût pour l'expérimentation, la caractérisation et l'interprétation de résultats abordant différents domaines scientifiques (physico-chimie des matériaux, électrochimie). L'ensemble des expériences seront conduites sur des éléments non radioactifs et impliqueront un traitement par modélisation numérique. Cette thèse lui permettra d'acquérir une expérience professionnelle valorisable dans le milieu des verres et du nucléaire.
Université / école doctorale
Sciences Fondamentales et Appliquées (EDSFA)
Paris Sciences et Lettres
Localisation du sujet de thèse
Site
Marcoule
Critères candidat
Formation recommandée
Génie des procédés Physique et physico-chimie des Matériaux
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
LAPLACE Annabelle < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DES/DPME//LFCM
Laboratoire de Formulation et Caractérisation des Matériaux minéraux
CEA Marcoule, DES, ISEC, DPME/SEME/LFCM
BP 17171 - 30207 Bagnols sur Cèze
04.66.39.79.49
Tuteur / Responsable de thèse
PIGEONNEAU Franck < email supprimé pour raison de sécurité >
MINES Paris Tech
CEMEF
CEMEF
MINES Paris Tech
1, rue Claude Daunesse
CS10 207
6904 Sophia Antipolis CEDEX
En savoir plus
https://cv.hal.science/annabelle-laplace
https://www.linkedin.com/in/franck-pigeonneau-3b023b177/?originalSubdomain=fr
