Étude par DFT statique et dynamique de l'adsorption de H2O/O2/H2 dans une zéolithe LTA, en vue de la recombinaison des gaz issus de la radiolyse de l'eau tritiée en entreposage.

par Joharimanitra Randrianandraina

Projet de thèse en Chimie - Physique


Sous la direction de Jean-Emmanuel Groetz, Manuel Grivet et de Didier Ducret.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de École doctorale Carnot-Pasteur , en partenariat avec Chrono-Environnement (laboratoire) depuis le 24-10-2017 .


  • Résumé

    Le résultat majeur issu de la thèse de Madame Laëtitia FRANCES est la mise en évidence d'une action catalytique des zéolithes qui se traduit par, dans un premier temps une augmentation du rendement radiolytique de production du dihydrogène et éventuellement du dioxygène. Puis, dans un second temps, elles sont capables de favoriser la recombinaison de ces produits de radiolyse, lorsqu'elles sont partiellement hydratées. Cet effet catalytique, qui est en corrélation forte avec la quantité d'eau introduite dans la structure complexe de la zéolithe 4A, montre que le rôle de l'interaction entre l'eau et le matériau est manifeste, si l'on considère que l'eau va graduellement se trouver sous trois formes distinctes : eau dans les cages β, puis eau adsorbée dans les cages α et enfin, eau de remplissage (bulk like water). L'objectif premier de la thèse est de proposer les mécanismes radiolytique et catalytique de la production et de la recombinaison d'hydrogène dans un système constitué par de l'eau tritiée adsorbée sur zéolithes. Ce travail théorique conduira également à la proposition et à la réalisation d'essais complémentaires,a priori,en utilisant les moyens expérimentaux existants, permettant l'acquisition des données expérimentales nécessaire à la validation des schémas réactionnels proposés. A terme,l'approche «mécanistique» permettra de disposer d'un outil de simulation, validé expérimentalement dans des conditions représentatives,permettant de garantir la maitrise et l'optimisation des conditions d'entreposage de l'eau tritiée en conteneur EPICEA sur le long terme

  • Titre traduit

    Static and dynamic DFT studies of H2O/O2/H2 adsorption in LTA zeolite, for the purpose of the recombination of gas products from the radiolysis of stored tritiated water.


  • Résumé

    The main result of the thesis of Mrs Laëtitia FRANCES is the demonstration of a catalytic action of zeolites which results in, in a first stage, an increase in the radiolytic yield of the production of dihydrogen and possibly dioxygen. Then, in a second stage, they are able to promote the recombination of these radiolysis products, when they are partially hydrated. This catalytic effect, which is strongly correlated with the quantity of water introduced into the complex structure of zeolite 4A, shows that the role of the interaction between water and the material is evident if we consider that the water will gradually come under three distinct forms: water in the β cages, water adsorbed in α cages and finally, bulk like water. The main objective of the thesis is to propose the radiolytic and catalytic mechanisms of the production and the recombination of hydrogen in a system constituted by tritiated water adsorbed on zeolites. This theoretical work will also lead to the proposal and the realization of additional tests, a priori, using the existing experimental means, allowing the acquisition of the experimental data necessary for the validation of the proposed reaction schemes. In the long term, the "mechanistic" approach will make it possible to have a simulation tool, validated experimentally under representative conditions, making it possible to guarantee the control and optimization of the storage conditions of tritiated water in an EPICEA container on the long term