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Mécanismes de formation des bulles d'oxygène dans les verres de confinement.

Mécanismes de formation des bulles d'oxygène dans les verres de confinement.

Proposition de thèse

SpécialitéMécanique numérique et Matériaux
Ecole doctoraleSFA - Sciences Fondamentales et Appliquées
Unité de rechercheCentre de Mise en Forme des Matériaux
Contact
Site Webhttp://www.cemef.mines-paristech.fr/sections/formations/doctorats/pour-postuler/these-cemef-2904
Mots-clésNucléation, thermodynamique, solubilité des gaz , oxydo-réduction, bulles, transfert de masse
RésuméL'objectif de cette thèse est de déterminer les paramètres quantitatifs conduisant à la nucléation de la bulle (solubilité du gaz, sursaturation, nucléation). Une attention particulière sera portée à l'impact de la composition et de la température du bain de verre, ainsi qu'à la présence de différentes hétérogénéités au sein du verre favorisant les phénomènes de nucléation. Un montage expérimental spécifique sera mis en place pour suivre in-situ la formation des bulles en lien avec une mesure de l'état d'oxydo-réduction de la fonte verrière. Des analyses seront également mises en œuvre sur le verre refroidi (microscopie électronique et analyses de gaz). Dans un second temps, une modélisation simple de la nucléation de la bulle pourra être envisagée à l'aide des résultats expérimentaux acquis préalablement.
ContexteVitrification des déchets nucléaires
EncadrementFranck PIGEONNEAU (CEMEF) et Annabelle LAPLACE (CEA)
Domaine(s)Nucléation d'inclusions gazeuse ; chimie des verres ; transfert de masse ; thermodynamique
Profil candidatPhysico-chimiste avec de bonnes bases en thermodynamique des oxydes et en phénomènes de transfert (diffusion couplée à des réactions chimiques)
ObjectifCette thèse vise à comprendre les mécanismes de formation de bulles d'oxygène au cours de l'élaboration de verres de confinement de déchets nucléaires. De telles bulles générées dans la fonte verrière à haute température peuvent être pénalisantes à la fois pour le procédé et pour le matériau lui-même.
RéférencesCluzel, N., Laporte D., et al., Kinetics of heterogeneous bubble nucleation in rhyolitic melts: implications for the number density of bubbles in volcanic conduits and for pumice textures. Contributions to Mineralogy and Petrology, 2008. 156(6): p. 745-763.
Cochain B., “Cinétiques et mécanismes d'oxydoreduction dans les silicates fondus”, thèse de Doctorat de l'Université Pierre et Marie Curie, 2009.
Klouzek J, Rohanova D., « The measurement of oxygen partial pressure and characterization of oxidation-reduction equilibria in glass melts », Ceramics-Silikaty, 1999, 43 (3) 94-98.
Pigeonneau, F., D. Martin, and O. Mario, Shrinkage of an oxygen bubble rising in a molten glass. Chemical Engineering Science, 2010. 65(10): p. 3158-3168.
Vernerova, M., et al., Method of examination of bubble nucleation in glass melts. Journal of Non-Crystalline Solids, 2015. 411: p. 59-67.
Type financementFinancement par une entreprise
Partenariat/contratFinancement : bourse CEA

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