Proposition Post-Doc Etude des propriétés physicochimiques de fontes verrières cristallisées H/F
Stage Bagnols-sur-Cèze (Gard) Conception / Génie civil / Génie industriel
Description de l'offre
Détail de l'offre
Informations générales
Entité de rattachement
Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.
Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.
Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
2022-24477Description de la Direction
Au sein de la Direction des Energies (DES) du CEA, l'ISEC (Institut des sciences et technologies pour une économie circulaire des énergies bas-carbone) apporte des réponses aux challenges de la transition énergétique associant nucléaire et nouvelles technologies pour l'énergie. Il met en avant une utilisation durable des ressources primaires et secondaires en développant des procédés de traitement/recyclage, fabrication de matériaux avancés à propriétés contrôlées, dépollution et conditionnement des déchets industriels dans une démarche d'écoconception.
Description de l'unité
Contexte
La formulation d'un verre de conditionnement de déchets radioactifs résulte d'un compromis entre le taux de charge en déchet, la faisabilité technologique du verre, et son comportement à long terme. Jusqu'à ce jour, les verres borosilicatés formulés par le CEA et élaborés à l'usine de La Hague par ORANO pour le conditionnement des déchets nucléaires présentent une fonte verrière homogène, à l'exception des platinoïdes, dont la limite d'incorporation est connue pour être très faible. Aujourd'hui, le CEA souhaite cependant étudier l'impact qu'aurait la présence de cristaux supplémentaires à la fois sur la faisabilité technologique des verres et sur leur comportement à long terme.
Context of the study
Formulation of nuclear waste conditioning glass results from a compromise between waste loading, glass technological feasibility and its long-term behavior. Up to now borosilicate glasses formulated at CEA and elaborated at La Hague plant by Orano to condition nuclear waste are homogeneous when molten, with the exception of platinoids paritcles. But today, CEA would like to explore the impact of additional crystals both on the glass technological feasibility and its long-term behaviour.
Description du poste
Domaine
Biologie, biophysique et biochimie
Contrat
Post-doctorat
Intitulé de l'offre
Proposition Post-Doc Etude des propriétés physicochimiques de fontes verrières cristallisées H/F
Statut du poste
Non Cadre
Durée du contrat (en mois)
12
Description de l'offre
Proposition Post-Doc H/F
Post-Doctoral position
Etude des propriétés physicochimiques de fontes verrières cristallisées
Rheology study of cristallized molten glass
- Le post-doc
L’étude proposée dans le cadre de ce post-doctorat se focalise sur lafaisabilité technologique des fontes verrières cristallisées, les aspects comportement à long terme étant étudiés par ailleurs. Il est en effet connu que la présence d’hétérogénéités solides dans la fonte verrière conduit à une modification des propriétés physiques de la fonte, en particulier sa rhéologie, et peut engendrer des phénomènes de sédimentation. Or, ces propriétés physiques sont justement au cœur du fonctionnement des procédés de vitrification et de leur modélisation magnéto-thermo-hydraulique. En effet, le passage d’un comportement newtonien à un comportement non-newtonien d’une fonte verrière partiellement cristallisée, bien que non rédhibitoire, nécessite une connaissance précise du système afin de modéliser et ainsi mieux piloter les procédés. Outre la perte de comportement newtonien, la présence de cristaux peut avoir un impact sur la conduite du procédé (risque de sédimentation des cristaux en fond de four pouvant conduire à un bouchage de la vanne de coulée, voire, pour les cas extrêmes, risque de figeage de la fonte). A la différence des platinoïdes, qui présentent une teneur et une morphologie constantes au cours de l’élaboration, et dont l’impact sur la rhéologie des fontes et les phénomènes de sédimentation a déjà été largement étudié au sein du CEA, les cristaux envisagés dans cette étude présentent des propriétés qui dépendent de leur histoire thermique, voire hydro-dynamique.
- Subject of the post-doctoral position
The proposed study focuses on the molten glass technological feasibility. The presence of solid heterogeneities in the melt is known to lead to a modification of some of its physical properties – notably its rheology, as well as thermal and electrical conductivities, and can generate settling phenomena. Yet these properties are in the heart of vitrification process control and modelling. This study will then investigate the impact of crystals in the molten glass on vitrification process control and modelling. Contrary to the platinoids particles, whose impact on melt rheology and settling phenomena has already been extensively studied in CEA, the properties of crystals that are going to be studied here depend on thermal history and hydro-dynamic conditions of crystallization.
Profil recherché
Profil du candidat
- Le post-doc proposé aura donc pour objectifs :
1) D’acquérir des données expérimentalessur lesphénomènes de sédimentation des cristaux en conditions dynamiqueset ce en fonction et de la nature / morphologie des cristaux, et de modéliser ce phénomène en s’inspirant des modèles de sédimentation déjà existants,
2) D’acquérir des données expérimentalessur dessystèmes de type {verre – cristal 1 – cristal 2}en termes de cristallisation et de rhéologie, et ce, en suivant la méthodologie développée depuis 2 ans au sein du CEA,
3) Degénéraliser les modèles rhéologiquesaux cas de systèmes complexes tels que ceux rencontrés industriellement.
- The aims of the post-doctoral study will be the following:
1) Acquire experimental data on crystals settling in dynamic conditions, as a function of nature / morphology of crystals, and model the observed sedimentation by adapting the existing models generally developed in static conditions,
2) Acquire experimental data concerning both the crystallization and the rheological behavior of complex {molten glass – crystals} systems, following the methodology developed in CEA for 2 years,
3) Generalize the rheological models to the case of complex systems that can exist in vitrification industrial processes.
- L’environnement de travail
Ce post-doc sera réalisé au sein du Service d’Etudes de Vitrification et procédés Hautes Températures du CEA Marcoule. L’ensemble des travaux sera réalisé sur des matériaux non radioactifs, et la caractérisation des verres élaborés dans le cadre de cette étude s’appuiera principalement sur les outils disponibles au sein du laboratoire, à savoir : DRX, ATD-ATG, MEB couplé à de l’analyse d’images, microsonde, rhéomètre. Le recours à des outils externes complémentaires pourra être envisagé si nécessaire.
- Working environment
The post-doc will take place within the Service d’Etudes de Vitrification et procédés Hautes Températures in CEA Marcoule. The work will be conducted on non-radioactive materials. The glass to be studied will be elaborated by the student, and characterized mainly by SEM, XRD, DTA-GTA, microprobe and a rheometer. When necessary, complementary tools will be used.
Duration : 1 year (extendible)
- Références :
[Barba Rossa, 2017] : Barba Rossa G., Modélisation multiphysique de l’élaboration de verre en creuset froid, Thèse de doctorat de l’Université de Grenoble-Alpes (2017).
[Hanotin, 2016] : Hanotin C., Puig J., Neyret M., Marchal P., Platinum group metal particles aggregation in nuclear glass melts under the effect of temperature, Journal of Nuclear Materials 477, pp. 102-109 (2016).
[Jiusti, 2022] : Jiusti J., Régnier E. Neyret M., Pereira-Machado N. et al, to be submitted (2022).