Mise en évidence de la réactivité de la matière organique du Callovo-Oxfordien et de son influence sur le transfert de radioéléments dans le contexte d'un stockage
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Abstract EN:
Geologic disposal of radioactive waste is under consideration in a number of different geological settings. One site under consideration in France is in the eastern part of the Paris Basin (Meuse/Haute Marne Departments), where the French National Radioactive Waste Management Agency (ANDRA) is operating an underground laboratory. In order to better understand the impact of OM on the porewater chemistry of this formation, it have developed a protocol of gentle extraction/fractionation of OM. This protocol minimizes the possible production of functional groups not originally present in the organic matter. It combines the currently used procedure for the extraction of soil OM and a procedure applied in the study of kerogens. It allows a precise quantification of all the extracted fractions, which are then characterized at the molecular level (by mass spectroscopy, analytical and preparative thermochemolysis, FT-IR and STXM) and on the basis of titrations. These experiments have determined the nature and the quantities of the functional groups (i. E. Carboxylic and phenolic groups) of the hydrophobic and hydrophilic fractions. The concentration of hydrophilic organic acids with pKa’s of 4 to 9. 5 remains below 0. 06 mmol/kg of rock. These functions are those which are likely to interact with radionuclides. The last objective of this work were studies of complexations of a chosen radionuclide, europium, with fractions of hydrophilic organic matter by Time-Resolved Laser-induced Fluorescence as well as studies of sorption of europium on solid organic matter fraction by liquid scintillation showing the capacity of these OM to interact with radionuclides.
Abstract FR:
La faisabilité d’un stockage géologique profond de déchets radioactifs de haute activité et à vie longue est à l’étude dans nombre de sédiments. En France, le sédiment hôte pressentit est une argilite du Callovo-Oxfordien située sur la commune de Bure dans la Meuse où l’ANDRA a installé un laboratoire souterrain. Afin de mieux comprendre l’impact de la matière organique que ce sédiment contient sur la chimie du système, il a été développé un protocole d’extraction et de fractionnement de cette matière organique. Ce protocole est tel qu’il minimise les possibles productions de nouveaux groupes fonctionnels. Il combine les procédures communément utilisées pour l’extraction des matières organiques des sols et pour l’étude des kérogènes. Ce protocole permet une quantification précise des matières organiques extractibles qui sont alors caractérisées à l’échelle moléculaire (par spectrométrie de masse, thermochimiolyses analytiques et préparatives, FT-IR et STXM) et à l’aide de titrages acido-basiques. C’est analyses ont permis de déterminer la nature et la quantité des groupes fonctionnels (groupements carboxyliques et phénoliques) des fractions de matières organiques hydrophiles et hydrophobes. La concentration des acides organiques hydrophiles ayant un pKa compris entre 4 et 9,5 a ainsi été estimée à 0,06 mmol/kg de roche. Ces fonctions sont celles qui peuvent interagir de façon privilégiée avec les radionucléides. Le dernier objectif de ce travail a donc été d’étudier la complexation d’un radionucléide choisi, l’europium, avec la fraction hydrophile de matière organique par SLRT ainsi que sa sorption sur les fractions solides de matière organique par scintillation liquide. Ces études montre la capacité qu’ont ces matières organiques à interagir avec les radionucléides