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Etude de faisabilité de la céramisation du carbone 14 et caractérisation de matériaux spécifiques en lien avec le traitement de déchets nucléaires

Résumé : En France, le cycle actuel de traitement du combustible usé génère un rejet de carbone 14 (déchet à vie longue, période  5730 ans) dans la géosphère. Ce document apporte des premiers éléments scientifiques et techniques pour évaluer la faisabilité d’un conditionnement du carbone, en tant qu’alternative aux rejets. Un matériau de type céramique a été choisi en raison d’un volume spécifique de 2 à 4 L.kg-1 de carbone, contre 12 à 17 L.kg-1 de carbone pour la cimentation actuellement mise en œuvre industriellement à l’étranger, afin de limiter les volumes produits en prévision d’un stockage géologique potentiel. La phase barytocalcite BaCa(CO3)2 a été étudiée en termes de (i) mode de synthèse compatible avec la forme existante du carbone 14 dans le cycle (ii) solidification par traitement thermique et (iii) résistance à la lixiviation. La barytocalcite a pu être obtenue par précipitation et densifiée à plus de 95% avec un frittage SPS de 30 min à 450°C sous 70 MPa typiquement, et ce, sans perte de carbone. Toutefois, le matériau présente une durabilité chimique limitée en eau pure à 30°C mais le carbone relâché précipite sous la forme de BaCO3 et CaCO3. Malgré cela, la potentialité de la barytocalcite en tant que matériau de conditionnement du carbone 14 reste réelle en raison des propriétés de rétention du site de stockage potentiel. Dans une seconde partie, ce document présente des résultats de caractérisation par diffusion et diffraction de rayons X appliqués à des matériaux liés à la R&D sur le traitement de déchets nucléaires.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02269123
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Thursday, August 22, 2019 - 12:20:10 PM
Last modification on : Tuesday, May 19, 2020 - 1:07:43 AM
Document(s) archivé(s) le : Friday, January 10, 2020 - 7:50:40 AM

File

MASSONI_2019_archivage.pdf
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Identifiers

  • HAL Id : tel-02269123, version 1

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Nicolas Massoni. Etude de faisabilité de la céramisation du carbone 14 et caractérisation de matériaux spécifiques en lien avec le traitement de déchets nucléaires. Génie civil nucléaire. Université Grenoble Alpes, 2019. Français. ⟨NNT : 2019GREAI030⟩. ⟨tel-02269123⟩

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