Offre de Post-Doc - Etude du lien entre la rhéologie et la composition des fontes aluminosilicatées cristallisées

Lieu : CEA Marcoule (Bagnols-sur-Cèze, Gard) Date de début souhaitée : Janvier 2022
Durée : 1 an (renouvelable)

 

Contexte

Ce post-doc s’inscrit dans le cadre du programme PIVIC (Procédé d’Incinération-Vitrification In Can) mené au CEA Marcoule en collaboration avec Orano et l’Andra, destiné à conditionner des déchets technologiques mixtes contaminés. La particularité de ces déchets est de comporter à la fois une fraction d’organiques (gants, combinaisons, lingettes), de métaux (outils, moteurs) et de matières minérales (médias filtrants, fibres de verre). Dans le procédé PIVIC, ces déchets sont incinérés dans une torche à plasma avant d’être fusionnés dans un creuset par ajout d’un adjuvant de vitrification. Le colis obtenu après refroidissement est biphasique, constitué d’une phase vitrifiât et d’une phase métallique.

Sujet du post-doc :

Les études de formulation qui sont actuellement menées pour la vitrification des déchets technologiques mixtes reposent sur l’utilisation de matrices aluminosilicatées du système SiO2-Na2O-Al2O3-CaO. La complexité de ce système provient, d’une part, de la diversité des phases cristallines susceptibles de se former, et d’autre part, de leurs températures de liquidus potentiellement très élevées, notamment dans les zones de composition à forte teneur en Al2O3. La fluidité de la fonte verrière dans la gamme de température 1300°C-1400°C est un paramètre déterminant pour la conduite du procédé, tout figeage de la fonte conduisant nécessairement à un arrêt prématuré du procédé.

Le sujet de ce post-doc concerne donc l’étude des liens entre la composition de la fonte dans certaines zones d’intérêt du système SiO2-Na2O-Al2O3-CaO, sa microstructure et sa rhéologie dans la gamme de température d’intérêt. D’un point de vue opérationnel, cette étude devra permettre de fiabiliser une zone de composition permettant de prévenir tout risque de figeage de la fonte, tout en cherchant à maximiser la quantité d’alumine pouvant être incorporée.

Le post-doc sera basé au Laboratoire d’études de Développement des Matrices de Conditionnement au CEA Marcoule. Ce laboratoire dispose de tous les moyens expérimentaux nécessaires à l’élaboration des verres et à la caractérisation de leurs propriétés microstructurales (MEB, DRX) et rhéologiques (viscosimètre à haute température).

L’ensemble des études qui seront menées se fera en environnement non radioactif.

Compétences recherchées : science des matériaux, verres, gout pour l’expérimentation. La maitrise de l’utilisation des diagrammes de phases et des méthodes de modélisation associées (Calphad, FactSage, Thermo-Calc, ...) sera appréciée.

 Bibliographie :

M. Cerchez, Ceramics International, 13, 189-196 (1987)
L .Cormier, D.R. Neuville, Chemical Geology ; 213, 103-113 (2004)
B. Mysen, P. Richet, Silicate Glasses and Melts, 2nde édition, Elsevier Science (2018) D.R. Neuville, Chemical Geology, 229, 28-41 (2006)
Y.L. Zhen et al., Metallurgical and Materials Transactions B, 45B, 123 (2014)

 

Contacts CEA :

Damien PERRET : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser. Isabelle GIBOIRE : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.