Étude des mécanismes et des espèces impliqués dans la rétention des faibles concentrations d’uranium (VI) à l'interface argile-solution
Langue Anglais
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Auteur : Guo, Shangyao
Date de soutenance : 08-09-2023
Directeur(s) de thèse : Barillon, Rémi - Del Nero, Mirella
Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
Discipline : Chimie physique
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie, Physique, Sciences de l'ingénieur
Mots-clés libres : Illite, Sorption d’uranium(VI), Phosphate ligands, Spéciation de surface, In-situ ATR-FTIR spectroscopie, Environnement
Mots-clés :
- Déchets radioactifs -- Élimination
- Adsorption
- Isotopes radioactifs
Résumé : Le stockage dans des formations argileuses profondes comme une barrière géologique est une option envisagée pour la gestion à long terme des déchets radioactifs. Ces formations ont des capacités fortes à retarder la migration des radionucléides (RN) grâce à leur propriété physicochimique pertinente. Or la dégradation à long terme du système multi-barrières en champ proche est un problématique crucial pour la sûreté de stockage des sites, car elle pourrait entraîner la migration progressive des RN vers des environnements accessibles à l'humain sur une longue période. Dans le cadre des étudies de sûreté, une compréhension affinée des mécanismes de la sorption des RN sur les roches argileuses est indispensable afin de développer des modèles prédictifs fiables du transport réactif des RN dans ces roches, en conditions de champ proche ou lointain des stockages, et notamment en cas de perturbations chimiques des milieux. L’objectif principal de cette étude est d’acquérir des connaissances mécanistes sur la sorption des ions uranyle en présence de ligands phosphate et des ions Fe3+ sur une roche argileuse (illite du puy, noté IdP). Pour pouvoir attendre à cet objectif, des expériences de sorption des ions uranyle en lots, des analyses de la mobilité électrophorétique des particules argileuses et des mesures de la spectroscopie IRTF RTA in-situ de l'interface illite-solution tout au long des processus de (co)sorption des ions uranyle ont été réalisés. Les résultats obtenus sur la (co)sorption d’ions uranyle et phosphate suggèrent la coexistence de plusieurs espèces de l’ion phosphate et espèces phosphatées de l’ion uranyle à l’interface argile-solution, dont la contribution varie en fonction de concentrations en phosphate, en ions uranyle et temps de réaction, avec une transition observée au cours de la sorption entre formation de complexes de sphère externes en complexes de sphère interne. Les résultats des effets des ions Fe3+sur la sorption des ions uranyle en présence de ligands phosphate suggèrent spectroscopiquement un effet compétitif fort entre ces métaux pour la surface de l’illite. Cette étude a mis en évidence la formation des différentes espèces, impliquant ligands phosphate, ions uranyle, et ions Fe3+ compétiteurs, qui coexistent à l’interface illite-solution, pour des concentrations traces en métaux. Ces données mécanistes, et l’approche utilisée, contribuent à une compréhension plus fine du processus du transport d’ions uranyle et de leur rétention dans des systèmes argileux, et à la transférabilité des données expérimentales / mécanistes obtenues sur le comportement de l’uranium (VI) à des « systèmes réels ».
Type de contenu : Text
Format : PDF
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2023STRAE023
Type de ressource : Thèse
