thesis

Etude expérimentale des mécanismes de réduction et oxydation du fer d'une argile naturelle : évolution de ses propriétés chimiques et physiques

Defense date:

Jan. 1, 1993

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Institution:

Poitiers

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Abstract FR:

Des reductions par voie chimique (traitement cbd) ont ete effectuees sur l'argile foca7, actuellement selectionnee comme materiel pour barriere ouvragee dans le cadre d'un stockage profond des dechets radioactifs. Cette argile sedimentaire, pluri-phasee, est constituee majoritairement par un interstratifie desordonne kaolinite/smectite et par des oxy-hydroxydes de fer. La teneur en fer total est comprise entre 6 et 8% de fe#2o#3, repartis pour moitie dans l'interstratifie et dans les oxy-hydroxydes. Les resultats obtenus portent sur: les mecanismes de reduction: on montre que le taux de reduction du fer est inversement proportionnel a la taille des particules et donc proportionnel a leur surface specifique. On en deduit que la progression de la reduction se fait essentiellement depuis les bords vers l'interieur des particules d'argile. Les mesures chimiques de fe#2#+ en fonction du temps de reduction indiquent l'existence de regimes cinetiques successifs. Les spectroscopies mossbauer et uv-visible montrent que ces regimes cinetiques sont dus a des populations d'atomes de fer dans l'argile plus ou moins accessibles par la reduction. Lors de la reoxydation de l'argile foca7, un phenomene d'hysteresis apparait. L'ensemble des resultats montre que l'environnement cristallochimique du fer dans la structure joue un role dans les cinetiques de reduction et de reoxydation de l'argile. Les oxy-hydroxydes de fer: ceux-ci, disposes en coating dans le materiel naturel, sont dissous et elimines preferentiellement par le traitement cbd. Leur elimination entraine une augmentation de la proportion de particules fines et tres fines. L'evolution des proprietes de l'argile reduite: l'elimination des oxy-hydroxydes de fer entraine une augmentation notable de l'aptitude au gonflement de l'argile. L'augmentation de la teneur en fe#2#+ a un effet contraire mais d'amplitude reduite. La capacite d'echange cationique augmente lors de la reduction du fer structural sans toutefois alterer le caractere smectitique du materiel