Recherche Avancée

Thèse soutenue

Destruction du tributylphosphate par effluvage électrique. Utilisation d'un réacteur à décharges glissantes

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Auteur / Autrice : David Moussa
Direction : Jean-Louis Brisset
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Rouen

Résumé

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L'industrie nucléaire fait appel au procédé PUREX pour recycler le combustible usé par séparation de l'uranium et du plutonium des produits de fission. Ce procédé utilise les propriétés complexantes du tributylphosphate (TBP). La forte radioactivité et l'agressivité chimique élevée du milieu altèrent le TBP qui perd ses qualités extractantes. Le solvant constitue alors un déchet organique liquide hautement actif qui doit être minéralisé avant son conditionnement. Nous avons ainsi élaboré un procédé qui permet de minéraliser le TBP grâce à un dispositif générateur de plasma d'air humide utilisant une décharge glissante (glidarc). L'air humide donne par apport d'énergie sous forme de décharge électrique des espèces très réactives. Ces espèces sont susceptibles d'accélérer l'oxydation et la dégradation d'un substrat organique. La décharge glissante s'obtient en appliquant une tension élevée entre deux conducteurs de profil divergent disposés symétriquement autour d'un jet de gaz. L'arc qui s'amorce au minimum d'écartement des conducteurs est soufflé et génère un panache de plasma trempé auquel est soumis le TBP disposé sur une couche d'eau. Notre dispositif permet ainsi de minéraliser 40 pour-cent du TBP traité. Le produit majoritaire de dégradation est l'acide phosphorique et sa cinétique d'apparition d'ordre nul a été interprétée par un modèle de réaction en surface. Une partie du TBP est convertie en dépôt de phosphates sur les électrodes et en oxyde de phosphore sous forme de fumées blanches. Grâce a des analyses chromatographiques et spectroscopiques nous avons identifié l'acide dibutylphosphorique comme principal produit de dégradation partielle. Les avantages du glidarc par rapport aux autres techniques plasmas sont un faible coût, une facilité de mise en oeuvre, et la possibilité d'utiliser des puissances élevées (plusieurs kw pour une unité).