• Langue : Français
• Discipline : Chimie des matériaux
• Identifiant : 2023ULILR024
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 11/05/2023

Résumé en langue originale

La technique Molten Salt Oxidation (MSO) est un procédé étudié ces dernières années pour le traitement, la valorisation ou la destruction des déchets. Ce procédé est largement étudié avec les carbonates ou les chlorures fondus pour la destruction de déchets dangereux ou la récupération de métaux. Dans le cadre de nos recherches sur le traitement des déchets issus de l'industrie nucléaire, le procédé a été adapté pour le traitement des déchets mixtes pollués (mélange de déchets de natures différents, polymères, verres, métaux) dans les hydroxydes fondus. Ainsi, dans ce manuscrit, un premier chapitre détaille l'état de l'art des sels fondus et leurs utilisations en traitement pyrochimique, avec une partie spécifiquement dédiée à la chimie des hydroxydes fondus et leurs potentielles applications dans le cadre du traitement de déchets organiques. Le second chapitre présente la conception et la mise en place d'un montage dédié à l'étude de la dégradation des polymères dans ces sels ainsi que du développement d'une électrode de référence spécifique pour les hydroxydes fondus permettant l'étude par électrochimie de ces bains. Enfin, le troisième chapitre, s'attarde sur la dégradation des polymères démontrant les mécanismes impliqués dans la dégradation des composés organiques. Il est ainsi démontré que ces mécanismes ne correspondent pas au mécanisme d'oxydation attendu lors du procédé MSO « classique » dans les carbonates fondus. Ceux impliqués dans notre procédé sont de type radicalaire, suivant un processus de cracking des matières organiques qui induit la production de dihydrogène et de carbone graphite hautement valorisables. Enfin le dernier chapitre présente le suivi, par électrochimie ainsi que par DRX et RPE, de la réactivité des lanthanides cérium et néodyme dans nos bains, choisis comme simulant des actinides.

Résumé traduit

The Molten Salt Oxidation (MSO) technique has been studied in recent years for the treatment, valorization, or destruction of waste. This process has been extensively studied with molten carbonates or chlorides for the destruction of hazardous waste or the recovery of metals. In the context of our research on the treatment of waste from the nuclear industry, the process has been adapted for the treatment of mixed contaminated waste (a mixture of waste of different natures, polymers, glasses, metals) in molten hydroxides. Thus, in this manuscript, a first chapter details the state of the art of molten salts and their uses in pyrochemical treatment, with a section specifically dedicated to the chemistry of molten hydroxides and their potential applications in the treatment of organic waste. The second chapter presents the design and implementation of a dedicated setup for the study of polymer degradation in these salts, as well as the development of a specific reference electrode for molten hydroxides allowing the study of these baths by electrochemistry. Finally, the third chapter focuses on polymer degradation, demonstrating the mechanisms involved in the degradation of organic compounds. It is shown that these mechanisms do not correspond to the expected oxidation mechanism during the "classic" MSO process in molten carbonates. Those involved in our process are of a radical type, following a process of cracking of organic materials which induces the production of highly valuable dihydrogen and graphite carbon. Last chapter presents the monitoring, by electrochemistry as well as by XRD and EPR, of the reactivity of cerium and neodymium lanthanides in our baths, chosen as simulants of actinides.