L’impact de la réticulation des chaines carbonées sur la modification de la viscosité du bitume et bien documenté, notamment grâce à des études rhéologiques avec comme données d’entrée la dose d’irradiation reçue, le débit de dose et le temps d’exposition. Il reste cependant un point d’ombre : ces études n’ont considéré aucune influence de potentielles petites bulles (<1mm) dans le système qui pourraient influencer la mesure rhéologique. Cette hypothèse est raisonnable pour deux raisons. Aucune bulle aussi petite n’a pour l’instant été observée expérimentalement. Ensuite le dihydrogène est très mobile, et lors de la mise en place de l’échantillon dans le rhéomètre, il peut avoir eu le temps d’être évacuer. Il convient toutefois de valider cette hypothèse.

L’objectif premier de ce stage est d’opérer une telle validation. Pour ce faire, des irradiations seront menées sur des échantillons de bitumes de différentes tailles, à différents débits de dose et pour différents temps d’exposition. Un protocole de dégazage sera développé afin de garantir l’absence de bulle dans les échantillons, appuyé par des calculs d’ordre de grandeur de diffusion et de migration du gaz dans le bitume. La rhéologie des échantillons irradiés sera ensuite mesurée avec ou sans dégazage. Ceci permettra d’infirmer ou de valider l’hypothèse d’absence de bulles de dihydrogène lors les essais historiques.

En parallèle, l’influence des bulles de dihydrogène sera également étudiée, en commençant par estimer expérimentalement une taille critique d’existence de bulle. Pour ce faire, des échantillons de taille plus conséquente seront à nouveaux irradiés, puis ils seront analysés à l’œil nu et par analyse d’image.

Si le temps le permet, des essais de rhéologie seront réalisés sur des enrobés modèles intégrant des microbilles de granulométrie maitrisée. Un modèle sera développé pour déterminer la viscosité effective du système en fonction de la dose d’irradiation reçue par la matrice et de la quantité et la taille des particules.

Ce stage se déroulera au CEA de Marcoule au Laboratoire d’Étude des Matériaux en environnement Complexe (LEMC) qui a vocation à étudier le comportement moyen et long terme des déchets radioactifs en matrice bitume et verre, et au Laboratoire de Formulation et de Caractérisation des Matériaux (LFCM) qui a vocation à concevoir et élaborer des matériaux minéraux

Diplômé de Master 2 ou d'école d'ingénieur en matériaux / mécanique / rhéologie

Compétences recherchées :

-          Connaissances : rhéologie, mécanique des fluides, théorie de la diffusion

-          Autonomie, sens critique, aisance relationnelle, rédaction de rapports