Rôle de particules colloïdales sur la stabilité de mousses de décontamination

Effect of colloidal particles on the stability of nuclear decontamination foams

• Auteur / Autrice : Sylvain Guignot
• Direction : Sylvain Faure, Michèle Adler
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 10/12/2008
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : Matériaux, Ouvrages, Durabilité, Environnement et Structures
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Physique des Matériaux Divisés et des Interfaces (LPMDI)
• Partenaire(s) de recherche : EPIC : Commissariat à l'énergie atomique (CEA)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvain Faure, Michèle Adler, Pierre Adler, Annie Colin, Olivier Pitois, Thierry Prévost
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Adler, Annie Colin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mousse (chimie)

Mots clés libres

Particules colloïdales

Mousses de décontamination

Rhéologie

Drainage

Poreux

Résumé

Nous étudions la stabilisation de mousses de décontamination nucléaire par des particules minérales hydrophiles et hydrophobes. La particule hydrophobe est une silice colloïdale greffée, et semble permettre de modifier les propriétés viscoélastiques d'une interface modèle eau-air. Les particules hydrophiles sont des agglomérats de silice pyrogénée, qui confèrent aux solutions moussantes un comportement rhéologique thixotrope et à seuil. Les mousses résultantes conservent jusqu'à 75 % de leur liquide initial sur plusieurs heures. Nous expliquons ce drainage particulier par l'effet de confinement, étudié dans un milieu poreux rigide et dans une mousse aux interfaces mobiles et au diamètre de bulle contrôlé. Un seuil de percolation apparaît dans le milieu poreux, mais disparaît dans la mousse du fait de la déformabilité des interfaces. Le liquide y est retenu dans les agglomérats piégés dans les bords de Plateau et les nœuds. L'ensemble des résultats a fait l'objet d'un dépôt de brevet

This study aims to highlight the stabilization of nuclear decontamination foam by hydrophilic and hydrophobic mineral particles. Hydrophobic particles consist of homogeneously-grafted colloidal silica, and we have examined their ability to make an ideal gas-liquid interface viscoelastic. Hydrophilic particles are micrometric agglomerates of fumed silica, which turn foaming solutions into thixotropic yield-stress materials. The resulting foams can retain up to 75 % of their initial liquid during several hours. These remarkable drainage kinetics are explained with regards to the confining of agglomerates, studied both in a specifically-developed rigid porous media and in a foam with mobile interfaces and size-controlled bubbles. A percolation threshold appears in the porous media but can not take place in the foam owing to the interfaces deformability. Liquid is retained in the porous agglomerates trapped within the foam channels. The whole results have been patented