may, 2019

21may9 h 30 min11 h 00 minSoutenance de thèse Zhiya DUAN

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Event Details

Etude d’un procédé d’élimination de résine époxy par pyrolyse applicable au désenrobage de combustibles nucléaires

Le jury sera composé de :

M. Xavier JOULIA Laboratoire de Génie Chimique / INP-Toulouse Directeur de thèse
M. Laurent CASSAYRE Laboratoire de Génie Chimique / INP-Toulouse Co-directeur de thèse
Mme Sophie DUQUESNE Université Lille 1 Rapporteur
M. Jean-Henry FERRASSE Aix-Marseille Université Rapporteur
Mme Carine ABLITZER CEA Cadarache Examinateur
M. Frédéric MARIAS Université de Pau et des Pays de l’Adour Examinateur
M. Olivier FIQUET CEA Cadarache Invité
M. Pascal FLOQUET Laboratoire de Génie Chimique / INP-Toulouse Invité

Résumé :

Cette étude s’inscrit dans le cadre de la mise au point d’un procédé de traitement thermique d’échantillons de combustibles nucléaires enrobés dans la résine époxy. Ces combustibles doivent être séparés de la résine, avant entreposage, afin d’éviter la formation de gaz par radiolyse. Pour garantir la sûreté et l’universalité du procédé d’élimination de la résine époxy, une pyrolyse sous argon est proposée. L’enjeu majeur de ce traitement est d’atteindre des teneurs finales en hydrogène, dans le résidu solide issu de la pyrolyse, les plus faibles possibles tout en conservant l’intégrité du combustible ; afin d’éviter le relâchement des produits de fission et le foisonnement du matériau. Lors de la pyrolyse, la résine époxy se décompose en gaz permanents, goudrons et résidu solide. La résine, les goudrons et le résidu solide sont caractérisés par analyse élémentaire. Les mesures des compositions et des masses permettent d’établir, après réconciliation de données, un bilan matière précis, de définir des molécules modèles pour les goudrons et le résidu solide, de type CxHyOzNw, et de déterminer les coefficients stœchiométriques de la pyrolyse. Les études paramétriques réalisées vis-à-vis du taux de résidu et de sa teneur en hydrogène ont mis en évidence que les paramètres prédominants sont, par ordre d’importance : la température, le temps de palier et la vitesse de chauffe. L’influence du débit d’argon et de la masse de résine initiale est négligeable. Pour aller plus loin dans la caractérisation des produits, la spectroscopie RMN a été appliquée au résidu solide pour identifier les évolutions de la structure moléculaire du polymère en fonction de la température. Les analyses des goudrons par la TD-GC/MS révèlent quatre composés principaux : le dodécanol, le tetradécanol, le phénol et le 4-isopropylphénol. L’ensemble des résultats tant quantitatifs que qualitatifs constitue une aide à la définition des conditions d’élimination de la résine époxy par pyrolyse permettant d’atteindre les objectifs en termes de taux d’hydrogène dans le résidu, tout en respectant les contraintes de sécurité.

Mots-clés : pyrolyse,résine époxy,résidu solide,réconciliation de données,procédé pilote nucléarisable,bilan matière

Time

(Tuesday) 9 h 30 min - 11 h 00 min

Location

Salle des thèses ENSIACET

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