Thèse : Approche expérimentale et spectroscopique de l’incorporation du chlore dans les verres alumino/boro/silicatés

SOLEIL est le centre français de rayonnement synchrotron, situé sur le plateau de Saclay près de Paris. Il s’agit d’un instrument pluridisciplinaire et d’un laboratoire de recherche, ayant pour mission de conduire des programmes de recherche en utilisant le rayonnement synchrotron, de développer une instrumentation de pointe sur les lignes de lumière et de mettre celles-ci à la disposition de la communauté scientifique. Le synchrotron SOLEIL, outil unique à la fois en matière de recherche académique et d’applications industrielles, a ouvert en 2008. Il est utilisé annuellement par plusieurs milliers de chercheurs français et étrangers, à travers un large éventail de disciplines telles que la physique, la biologie, la chimie, l’astrophysique, l’environnement, les sciences de la terre, etc. SOLEIL s’appuie sur une source de rayonnement remarquable à la fois en termes de brillance et de stabilité. Cette Très Grande Infrastructure de Recherche (TGIR), partenaire de l’Université Paris-Saclay, est constituée en société « civile » fondée conjointement par le CNRS et le CEA.

Co-encadrement université/Soleil : approche expérimentale et spectroscopique de l’incorporation du chlore dans les verres alumino/boro/silicatés.

Résumé:

Le chlore est l’élément halogène le plus important dans les systèmes magmatiques et un de ces isotopes (36Cl) est un sous-produit de l’activité nucléaire. Ce dernier représente un problème environnemental majeur car il possède une longue demi-vie (0.3 Ma) et est extrêmement mobile dans l’environnement. Le chlore apparait comme un élément volatils majeur des systèmes magmatiques tels que les kimberlites sous-saturés en silice ou bien les basaltes riches en fer typiques du magmatisme martien. Actuellement notre connaissance du comportement du chlore dans les systèmes évoqués précédemment et plus généralement dans les verres reste peu étendue. Un approfondissement de notre connaissance fondamentale est nécessaire avec notamment la compréhension 1) des mécanismes de dissolution du chlore sous différentes conditions d’oxydoréduction et en conditions extrêmes, et 2) de l’impact du chlore sur la structure des verres et ses propriétés physiques ; au bénéfice des différentes communautés scientifiques : Sciences de la Terre et de l’Univers et Sciences des Matériaux.

Ce sujet de thèse pluridisciplinaire vise à identifier des compositions chimiques de matrices vitreuses capables de dissoudre une grande quantité de chlore. Fondamentalement, nous aurons
pour objectif de déterminer les lois de solubilité et spéciation du chlore en fonction 1) de la composition de la matrice (silicatée versus borosilicatée), 2) des conditions intensives (pression et température), et 3) des conditions d’oxydoréduction du chlore (de -1 à +7).

A partir de ces résultats, nous pourrons établir les mécanismes de dissolution du chlore en fonction des conditions étudiées. L’impact du chlore sur la structure des matrices vitreuses (silicatées ou
borosilicatées) sera abordé. L’objectif final sera de proposer une modélisation de la solubilité du chlore en fonction de la composition de la matrice vitreuse et qui intègre les mécanismes de
dissolution du chlore identifiés.

Pour candidater : https://theses.doctorat-bretagneloire.fr/egaal/theses-2022

Encadrement : Yann MORIZET (LPG), Nicolas TRCERA (SOLEIL), Michael PARIS (IMN)
Contacts :
yann.morizet@univ-nantes.fr
nicolas.trcera@synchrotron-soleil.fr
michael.paris@cnrs-imn.fr