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Référence
SL-DES-27-0112
Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Conversion sonohydrothermale de composés d’uranium(VI) en UO2+x
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La conversion hydrothermale de carboxylates d’actinides constitue une voie prometteuse pour la synthèse de poudres d’oxydes destinées à la fabrication de combustibles nucléaires. Cette méthode repose sur la précipitation d’un précurseur à température ambiante, puis sur sa transformation en oxyde dans des conditions hydrothermales dites douces (T = 250°C, P < 100 bars). Les systèmes simples An(IV)-oxalate et plus récemment les mélanges U(VI) – acide oxalique ont été étudiés depuis une dizaine d’année, notamment à l’ICSM, et ont montré que la conversion hydrothermale permettait de précipiter de manière quantitative les actinides en solutions et permettait l’obtention d’une poudre nanostructurée favorable à la densification. Néanmoins, les processus impliqués sont généralement associés à des cinétiques lentes et génèrent des poudres peu propices à la mise en forme et au frittage.
L’utilisation des ultrasons de puissance pour la synthèse de matériaux constitue une discipline en plein essor qui a le potentiel de répondre à ces exigences notamment pour les synthèses hydrothermales réputées chronophages et énergivores mais qui restent incontournables même à l’échelle industrielle. Le couplage des ultrasons et des conditions hydrothermales constitue une technique particulièrement innovante que nous développons à l’ICSM pour la synthèse de matériaux catalytiques depuis plusieurs années. En effet, nos études récentes ont permis de mettre en évidence que la synthèse de zéolithes de type LTA était accélérée d’un ordre de grandeur par rapport aux synthèses classiques en conditions hydrothermales silencieuses tout en réduisant la taille des particules et la polydispersité du matériau.
Ce sujet de thèse propose d’étudier l’effet d’un traitement sonohydrothermal sur la conversion réductrice de composés d’uranium(VI) en oxydes, à la fois concernant les mécanismes mis en œuvre, leur cinétique, et les caractéristiques des poudres obtenues par différentes techniques analytiques. Il s’appuiera par ailleurs sur l’étude des mécanismes et cinétiques des phénomènes rencontrés dans les conditions innovantes mises en œuvre, qui génèrent à la fois des effets chimiques et physiques, de manière à affiner la compréhension des processus menant à la précipitation de l’oxyde final, et permettre dans le futur leur transposition à d’autres systèmes d’intérêt.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques Balard (EDSCB)
Montpellier
Localisation du sujet de thèse
Site
Marcoule
Critères candidat
Formation recommandée
Master Chimie / Matériaux
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2027
Personne à contacter par le candidat
CLAVIER Nicolas
nicolas.clavier@icsm.fr
CNRS
DES/ISEC/ICSM/LIME
Institut de Chimie Séparative de Marcoule - UMR 5257
Site de Marcoule - Bât. 426
BP 17171
30207 Bagnols sur Cèze cedex
France
04 66 33 92 08
Tuteur / Responsable de thèse
CHAVE Tony
tony.chave@cea.fr
CNRS
ICSM
UMR 5257 - ICSM Site de Marcoule
BP 17171 - 30207 BAGNOLS SUR CEZE CEDEX
04 66 33 92 51
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