Abstract FR:

Ce mémoire porte sur l'étude d'un procédé d'électrolyse bipolaire destine au retraitement d'eaux contenant du tritium en faible concentration. Le but recherche est d'enrichir ces eaux en tritium par électrolyse, tout en réalisant un dégagement d'hydrogène gazeux de très faible activité. Pour ce faire, nous avons utilisé la perméation électrochimique de l'hydrogène à travers des membranes d'alliage Pd-Ag, phénomène qui est d'autant plus rapide que l'isotope est léger. La première partie de l'étude concerne la diffusion de l'hydrogène et du deuterium à travers ces membranes. L'influence de traitements d'activations et de traitements thermiques a été étudiée grâce à la technique de perméation électrochimique et aux moyens de caractérisation du solide. Ceci a permis de mettre en évidence une relation entre le mécanisme de diffusion et la microstructure de la membrane. La seconde partie de l'étude porte sur la détermination des mécanismes d'entrée de l'hydrogène dans la membrane par spectroscopie d'impédance. Nous proposons un mécanisme a deux étapes de décharge électrochimique parallèles, l'une conduisant à des atomes d'hydrogène fortement adsorbes qui sont absorbes puis qui diffusent ensuite à travers la membrane, l'autre conduisant à des atomes d'hydrogène faiblement adsorbes formant de l'hydrogène moléculaire selon la réaction de Tafel. Tant pour l'hydrogène que pour le deuterium, nous avons détermine les constantes cinétiques de chacune de ces étapes. Ceci nous a permis de calculer le facteur de séparation isotopique théorique. Le dernier volet de ce travail concerne la détermination du facteur de séparation isotopique hydrogène/deuterium. Les résultats obtenus sont cohérents avec les valeurs théoriques que nous avons calculées. Nous avons enfin détermine expérimentalement la valeur du facteur de séparation isotopique hydrogène/tritium. A partir de celle-ci, nous avons pu simuler le fonctionnement d'un électrolyseur opérationnel et démontrer la faisabilité du procédé.