Les verres borosilicatés sont utilisés pour confiner les déchets radioactifs à vie longue issus du traitement des combustibles usés. La prévision de leur comportement à long terme en stockage géologique profond repose sur des modèles décrivant de manière encore disjointe les processus physico-chimiques de l’échelle moléculaire (dynamique moléculaire) à l’échelle macroscopique (modèle géochimique) en passant par une échelle intermédiaire dite mésoscopique (Monte Carlo, modèle à champ de phase et modèle de mûrissement du gel).
Les modèles à l’échelle moléculaire et mésoscopique traitent de cas simples (verres à 3 ou 4 oxydes altérés en eau pure). Ils ont un pouvoir explicatif important mais une portée prédictive limitée, car la situation réelle est plus complexe : le verre nucléaire est constitué d’une trentaine d’oxydes. Il subit les effets de l’irradiation et évoluera dans un environnement influencé par l’argilite du site, le fer et produits de corrosion des enveloppes métalliques et le matériau de remplissage.
Le modèle géochimique permet de simuler le comportement des verres complexes dans des conditions d’altération réalistes mais s’appuie aujourd’hui sur une description simplifiée des processus de base parfois éloignés des processus réels.
La thèse contribuera à établir des passerelles entre les approches simplifiées et les systèmes complexes plus réalistes. Elle s’oriente suivant trois axes :
1 – Validation des lois phénoménologiques de mûrissement du gel pour des verres de complexité croissante.
2 – Prise en compte des effets d’irradiation.
3 – Prise en compte des effets de l’environnement.

Profil recherché : M2 ou diplôme d'ingénieur en physico-chimie du solide/science des matériaux.
La thèse apportera au candidat des compétences de pointe dans le domaine des verres, de la modélisation, de la gestion de projet de recherche pluridisciplinaire en lien avec des partenaires industriels et académiques. De nombreuses opportunités d'emploi sont possibles après la thèse, dans le nucléaire, dans l'industrie verrière ou en recherche académique.