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Etude des phénomènes rhéologiques à l’œuvre lors de l’enrobage de déchets en matrice vitreuse

Chimie physique et électrochimie Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences Physique du solide, surfaces et interfaces

Résumé du sujet

Les déchets issus de l'assainissement et du démantèlement présentent une grande diversité en termes de composition chimique et de forme physique. Ils peuvent notamment se présenter sous forme de dépôts solides, de poudres, de boues ou de solutions liquides. Pour les conditionner, l'enrobage avec un liant vitreux semble prometteur en raison de sa température de travail plus basse que les procédés de vitrification classiques.
L'enrobage implique le chauffage du mélange de déchet et d'adjuvant vitreux entre 800 et 1200°C, ce qui nécessite une compréhension approfondie du comportement rhéologique du système en température. Trois axes de recherche seront étudiés au cours de la thèse : l'influence du taux de charge et de la nature de l'adjuvant sur le comportement à l'écoulement, l'étude des mélanges déchet humide-adjuvant pour comprendre le comportement des espèces volatiles, et l'impact de la réactivité entre le déchet et l'adjuvant sur les propriétés du système.
Au final, l’ensemble des connaissances acquises devront permettre, d’une part, d’optimiser le taux de remplissage du conteneur tout en maximisant le taux d’incorporation de déchet et, d’autre part, d’orienter le choix de l’adjuvant vitreux le plus adapté.

Le doctorant bénéficiera des compétences reconnues du laboratoire d’accueil dans le domaine de la rhéologie des systèmes complexes de la basse température (boues, bitumes, ciments) à la haute température (fontes verrières homogènes et cristallisées) et de l’ensemble des moyens de caractérisation nécessaires au bon déroulement de la thèse. L’ensemble de la thèse se déroulera en environnement non nucléaire à l’aide de simulants inactifs.
Le candidat présentera des compétences dans les domaines suivants : rhéologie, matériaux, verres, thermique, travail en équipe et goût pour l’expérimentation. L’ensemble des compétences transverses acquises dans le cadre de ce doctorat pourra être valorisé à terme dans un grand nombre de secteurs faisant appel à la rhéologie de systèmes complexes.

Laboratoire

Département de recherche sur les Procédés et Matériaux pour les Environnements complexes
Service d’Etudes des Matériaux et de l’Etanchéité
Laboratoire de Formulation et Caractérisation des Matériaux minéraux
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