Caractérisation rhéologique et structurale de boues issues de procédés de traitement nucléaires

International audienceL’industrie du nucléaire est à l’origine d’un certain nombre de déchets qu’il est nécessaire de traiter et de conditionner,parmi lesquels des déchets de type boue. Ces déchets complexes sont définis comme une suspension de particules solides dans unfluide généralement aqueux. Comprendre le comportement sous écoulement de ces matériaux par une étude rhéologique estessentiel à la conception de procédés de reprise et de conditionnement de ces déchets radioactifs. Les procédés de traitement parcoprécipitation d’effluent liquide radioactif sont une des principales sources de boue dans la filière nucléaire. Les premiers travauxde cette thèse se focalisent sur l’étude d’un simulant non radioactif d’une boue de coprécipitation. Cette boue peut être apparentée àune suspension de particules insolubles à composition et granulométrie large qui sont dispersées dans une phase neutre aqueuseprésentant une grande force ionique et contenant principalement des ions Na+, NO3-et SO42-. Diverses techniques de séparation dephase et d’analyse physico-chimique (ICP, chromatographie ionique, MEB, SAXS, DRX, FX, granulométrie laser) sont utiliséesafin de cartographier précisément les propriétés du simulant. Un cisaillement sinusoïdal à amplitude de déformation variablepermet de déterminer le domaine linéaire de réponse viscoélastique. L’écoulement est étudié en observant la réponse du matériau àune contrainte fixe, en appliquant une contrainte variable et en observant le gradient de cisaillement, ou vice-versa. La thixotropieest sondée grâce à des courbes d’écoulement établies avec des temps de mesure variables, ou alors en laissant la boue se reposer untemps donné avant d’appliquer une contrainte variable. Cette boue apparaît alors comme un matériau à seuil légèrement thixotropequi se restructure sur des temps inférieurs à 5 min. La réponse observée dépend de la géométrie utilisée (Couette, Vane, RubanDouble hélice), et il peut alors être intéressant d’imager l’écoulement dans l’entrefer avec des ultrasons de diagnosti