Abstract FR:

Cette etude a pour cadre le stockage des combustibles nucleaires uses en couches geologiques profondes. Apres trois annees d'irradiation, ces combustibles sont constitues a 95% d'uo 2. Il est donc indispensable de connaitre le comportement a la lixiviation de ce solide car les eaux souterraines representent l'agent principal de dispersion vers la biosphere des radioelements contenus dans ces combustibles. Ce travail repose sur des tests d'alteration menes au moyen d'un dispositif permettant de synthetiser une eau argileuse equilibree avec une pression partielle en co 2 en conditions oxydantes ou reductrices. A l'issue des tests, le solide et la solution ont ete caracterises afin d'etablir un bilan de l'alteration. La matrice uo 2 a ete caracterise par spectroscopie de photoelectrons (xps). L'uranium en solution a ete dose par spectrometrie de masse couplee a une torche a plasma (icp-ms). En conditions oxydantes, apres quelques semaines, la vitesse de dissolution d'uo 2 se stabilise autour de 3 10 1 1 mol/m 2. S. Cette vitesse est de 4 10 1 2 mol/m 2. S en milieu reducteur. Les concentrations d'uranium dans l'eau oxydee sont de l'ordre de 2 10 4 mol/l apres 2 ans de lixiviation. A l'issue de 33 jours d'alteration en milieu reducteur, la teneur en uranium est de 3 10 6 mol/l. L'xps a revele une oxydation superficielle et progressive de l'uranium (iv) et la formation de liaisons u-oh en milieu oxydant. Un rapport u(vi)/u(iv) a pu etre determine par cette technique. Il se stabilise autour de 2 en quelques semaines. En conditions reductrices, ce rapport est stable autour de 0,5. Des outils de modelisation nous ont permis de proposer une classe de solides pouvant potentiellement controler la solubilite de l'uranium. En conditions oxydantes, les hydrates d'uranyle (schoepite) evolueront vers les silicates d'uranyle plus stables thermodynamiquement. En conditions reductrices, un controle de la concentration d'uranium en solution par u 4o 9 est probable.