Thématiques détaillées du LIME

L’approche développée dans l’équipe 6 consiste à établir et à comprendre les liens existant entre la morphologie et la microstructure d’un solide, d’une part, et la capacité d’un solide à se dissoudre (ou non), d’autre part, dans le but de prédire et/ou de contrôler les paramètres physico-chimiques susceptibles d’accélérer (de ralentir) sa dissolution. De ces études découleront très certainement de nombreuses contraintes présentant un impact significatif sur les méthodes d'élaboration, la nature chimique et l'homogénéité des matériaux ou encore sur le contrôle de leur microstructure à l'état cohésif, … Pour se faire, cette étude nécessitera le développement et la maîtrise de l'élaboration puis de la densification de composés dits « modèles », (e.g. solutions solides Th1-xUxO2 ou Th1-xPuxO2, …) lequel devra notamment intégrer les avancées récentes de la chimie « douce », via la préparation de précurseurs cristallisés (précipitation directe en systèmes ouvert et clos, précipitation en conditions hydrothermales, synthèses assistées par micro-onde, …). Cet aspect constitue une étape préalable capitale au développement des tests de dissolution.
La compréhension des mécanismes de dissolution intervenant à l’interface solide/solution constitue naturellement le second volet de ce travail. L’altération d'un solide résulte de réactions intervenant à l'interface solide / solution en présence (ou non) de contraintes extérieures liées aux conditions générales d'usage. Les théories de la dissolution, souvent développées dans le domaine de la géochimie et basées, pour la plupart, sur la notion de complexe activé, ont récemment trouvé une application particulière pour les matériaux céramiques voués au confinement spécifique de radionucléides de longue période (GdR NOMADE). La démarche visée dans le cadre de ce groupe serait basée sur une double approche.

  • La première, qualifiée d'étude « cinétique », permettra de décrire les transferts élémentaires du solide vers la solution.
  • La seconde, qualifiée d'étude « thermodynamique », visera à décrire et comprendre les phénomènes contrôlés thermodynamiquement à la surface des matériaux altérés, dans le cadre d'une approche multi-échelle (nano–, méso– et micrométrique).