• Langue : Français
• Discipline : Chimie des matériaux
• Identifiant : 2025ULILR038
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 13/11/2025

Résumé en langue originale

Le projet REGAIN vise à recycler les gaines de combustible nucléaires, classées comme déchet moyenne activité à vie longue après exploitation du combustible. Ces dernières sont ainsi destinées à être stocké sur le site de CIGEO. Le coût de stockage des déchets dépend du niveau d'activité du déchet et de son volume. Il est nécessaire de jouer sur le volume de déchets afin de limiter l'espace occupé par ces déchets très couteux à stocker. Le but de la thèse était de dissoudre une couche d'oxyde, principalement de la zircone, se formant à la surface des gaines et contenant une grosse part des éléments radioactifs.Pour la dissolution de l'oxyde, les sels fondus ont été choisis comme milieu de réaction. Ces milieux offrent de nombreux avantages, ils possèdent un fort pouvoir de dissolution, sont stables a hautes températures et à la radiolyse. Ils font offices de barrière de séquestration et sont recyclables. Le K2S2O7 a été choisi comme sel de travail pour la dissolution de l'oxyde. Les réactions mise en jeu lors de cette attaque ont été approfondie. Après dissolution de l'oxyde une méthode passant par une calcination du bain puis par une séparation liquide/solide a été choisie pour séparer la matrice saline des contaminants. Le sel a finalement pu être régénérer par rééquilibrage des proportions d'ion sulfate et évaporation du solvant.

Résumé traduit

The REGAIN project aims to reprocess fuel cladding, which is classified as MA-VL waste and therefore destined for storage at the CIGEO site. As the cost of storage is linked to the volume and level of activity of the waste, it is now essential to work on reducing the volume of higher-activity waste to be stored in CIGEO, given the limited space available for this type of storage and its very high cost. The aim of this thesis is to dissolve the layer of zirconium oxide which forms on the surface of the cladding during irradiation, and which contains the majority of the radioactive part.For the dissolution of the oxide, molten salts were chosen as the reaction medium. Indeed, molten salts offer a number of advantages for completing this task: high dissolving power, stable at high temperatures, stable to radiolysis, recyclable and can act as a sequestration matrix once resolidified for the contaminants. K2S2O7 was chosen for the attack and the reactions between this salt and the oxide layer's elements were studied. After the oxide dissolution, the dissolved elements could be separated from the salt by a method using a calcination of the bath followed by a liquid/solid separation and the salt can finally be regenerated by rebalancing de SO42- proportions and evaporation of the solvent.