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synthèse et caractérisation structurale de phases minérales d'uranium de référence pour l'identification de phases porteuses d'uranium en environnement minier par slrt

Contrat postdoctoral CEA de 12 mois au LIME à partir de juin 2020

Dans le cadre d’un projet de recherche collaboratif entre le CEA et Orano, une étude est menée pour détecter et identifier les phases porteuses d’uranium dans les résidus des traitements miniers et les stériles par spectrofluorimétrie laser à résolution temporelle (SLRT). La spectroscopie SLRT est un outil de spéciation permettant de sonder l’environnement chimique local de l’uranyle. Néanmoins, l’identification des phases uranifères au sein d’un échantillon prélevé sur site par SLRT repose sur l’utilisation d’un modèle chimiométrique construit à partir d’une base de spectres de référence. Afin d’enrichir et diversifier la base de spectres de référence la préparation et la caractérisation structurale d’échantillons uranifères synthétiques au sein de trois familles principales s’avèrent nécessaire. Ces familles phases minérales sont les oxyhydroxydes, les sulfates et silicates d’uranyle. L’acquisition des spectres SLRT des phases synthétisées et la mise en évidence de l’impact de la chimie de coordination de l’ion uranyle sur les spectres enregistrés constitue le second volet de ce travail.

Qualifications :

  • Docteur en chimie des matériaux,
  • Cristallochimiste possèdant des compétences en synthèse par voie aqueuse (précipitation directe et hydrothermale) et par chimie du solide,
  • Autonomie en identification, résolution structurale et quantification de phases par DRX sur poudre et monocristal,
  • Connaissance des différentes techniques de caractérisations MEB, Raman, ATG/ATD, …,
  • Des connaissances en chimie de l’uranium et chimie du cycle du combustible nucléaire seraient appréciées.

Contacts : Stéphanie SZENKNECT (stephanie.szenknect at cea.fr), Adel MESBAH (adel.mesbah at cea.fr) et Nicolas DACHEUX (nicolas.dacheux at umontpellier.fr)
Financement : CEA DEN
Référence : PsD-DEN-20-0049

Offres de thèse

Les thèses proposées par l'ICSM sont rattachées à l'Université Montpellier et à  l'Ecole Doctorale « Sciences Chimiques Balard » de l'Université Montpellier.

Thèse au LIME (octobre 2020) :
Apport des méthodes hydrothermales pour la préparation et le frittage direct d’oxydes hydratés d’uranium(IV) et de cérium
Contact : Nicolas DACHEUX (nicolas.dacheux at umontpellier.fr) 
Financement : CEA DEN
Référence : SL-DEN-20-0110
Résumé : Ce travail de thèse vise donc à proposer une ou plusieurs voies alternatives pour la fabrication/refabrication de combustibles nucléaires modèles, en offrant la possibilité originale de bénéficier des avantages des méthodes par voie humide tout en évitant l’étape de calcination généralement inhérente à ces dernières. Le candidat recherché devra être titulaire d’un master ou d’un diplôme d’ingénieur en radiochimie, chimie séparative ou chimie des matériaux. Au cours de son travail, il sera amené à maîtriser de nombreuses techniques relevant de la chimie des matériaux, de la microscopie et de la chimie en solution. A l’issue de la thèse, ce profil pluridisciplinaire pourra être valorisé non seulement dans le domaine du nucléaire mais aussi plus largement dans celui de l’élaboration de matériaux céramiques.

 

Thèse au LIME (octobre 2020) :
Etude multiparamétrique de la dissolution d’oxydes mixtes (U, Ln)O2 en milieu nitrique : impact de la composition et de la microstructure
Contact : Laurent CLAPAREDE (laurent.claparede at cea.fr)
Financement : CEA DEN
Référence : SL-DEN-20-0209
Résumé : Ce sujet de thèse s’inscrit dans le cadre de la compréhension et de l’optimisation du retraitement des combustibles nucléaires usés en vue du recyclage des matières valorisables. Il porte sur l’étude poussée des mécanismes de dissolution de composés modèles à base de dioxyde d’uranium et d’éléments lanthanides (produits de fission présents au sein de la matrice UO2 à hauteur d’environ 1,1%) et sur l’identification de facteurs d’influence prépondérants. Dans ce contexte, ce travail de thèse portera plus particulièrement sur la mise en évidence et à la compréhension des effets liés à l’incorporation des éléments lanthanides au sein de UO2, à la spéciation de l’uranium et à la distribution des éléments lanthanides sur les vitesses de dissolution des solutions solides U1-xLnxO2-y et cela pour différentes conditions de dissolution.

 

Thèse au L2IA (octobre 2020) :
Foam'up
Contact : Olivier DIAT (olivier.diat at cea.fr)
Financement : CEA DEN
Référence : SL-DEN-20-0325
Résumé : Ce programme de doctorat propose dans un premier temps de modifier un instrument de caractérisation des mousses pour permettre l’acquisition d’informations mésoscopiques via la technique de diffusion à petit angle et la variation de contraste de diffusion et pour la première fois en complément des informations macroscopiques d’une structure de mousse liquide déjà accessible via la cellule Foamscan de TECLIS Scientific. La deuxième étape consiste à appliquer ce développement technique à une question de « chimie de séparation » pour le développement d’une économie durable dans le domaine du recyclage des métaux.

 

Thèse au LMCT (octobre 2020) :
Stabilité des dispersions organiques colloïdales prédite par modélisation multi-échelle
Contacts : Magali DUVAIL (magali.duvail at cea.fr) et Jean-François DUFRECHE (Jean-François.dufreche at icsm.fr)
Financement : CEA DRF
Référence : SL-DRF-20-0728
Résumé : Le sujet de thèse proposé a pour objectif de quantifier les phénomènes à l’origine de l’instabilité de dispersions organiques colloïdales afin de pouvoir prédire les propriétés macroscopiques thermodynamiques de dispersions rencontrées dans un grand nombre de domaines (chimie séparative, cosmétiques, détergents, formulation pharmaceutique, etc.). Ce projet de thèse a pour but de modéliser ces propriétés thermodynamiques par une approche multi-échelle originale reposant sur une description moléculaire. Un tel programme est rendu nécessaire car les phénomènes interviennent à des échelles de temps et de distance variées.

 

Thèse au LTSM (novembre 2020) :
Effet de la chiralité sur les mécanismes d'extraction de molécules extractantes telles que les monoamides énantiopurs
Contact : Sandrine DOURDAIN (Sandrine.dourdain at cea.fr)
Financement : CEA DRF
Référence : SL-DRF-20-0729
Résumé : Cette thèse se basera sur les compétences de l'équipe LTSM dans la synthèse de molécules chirales et dans l'étude des propriétés de complexation et d'agrégation supramoléculaires des molécules extractantes. En se basant sur les compétences acquises dans le projet précédent, il s'agira de synthétiser des énantiomères purs de systèmes extractants classiques tels que HDEHP et différents composés monoamides, et d'en évaluer les propriétés d'extraction de métaux d'intérêts par ICP/OES, Karl fisher et titration. Les propriétés de complexation et d'agrégation des différents énantiomères et de leurs mélanges seront également étudiées en détails par IR/RMN/ EXAFS et SAXS/SANS/tensiométrie et mises en relation avec leur propriétés d'extraction afin d'élucider les effets conformationnels des molécules chirales sur les mécanismes d'extraction.

 

Thèse au LHYS (octobre 2020) :
Comportement de composés laméllaires à pas contrôlé d'oxydes de métaux de transition comme matériaux d'électrodes de batteries
Contact : Jérôme MAYNADIE (jerome.maynadie at cea.fr)
Financement : CEA DRF
Référence : SL-DRF-20-0733
Résumé : Ce sujet s'intéresse à la synthèse et caractérisation de composés nano-organisés à base de métaux de transition tel que le Co, le Ni ou le Mn et de leur comportement an tant que matériaux d'électrode. Les matériaux envisagés sont de type méta-matériaux dont les sous-structure unitaires sont des nanoparticules d'oxydes simples ou mixtes. Basés sur une collaboration entre l'ICSM et le LITEN, les relation performances-métastructures dans le cas d'une mise en œuvre dans une batterie seront déterminées après synthèse et caractérisation des divers matériaux. Ce projet permet d’acquérir des compétences transverses dans la synthèse d’objets originaux de type méta-matériaux et de leur mise en œuvre sous forme d'électrode de batterie pour le stockage de l’énergie.

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