Etude de l’impact de l’irradiation d’un bitume sur sa rhéologie H/F

Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
  

Référence

2024-33406  

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Etude de l’impact de l’irradiation d’un bitume sur sa rhéologie H/F

Sujet de stage

Le besoin de stocker les déchets nucléaires bitumineux existants soulève des questions de sûreté. Ces déchets, nommés Futs d’Enrobés Bitumineux (ou FEB), sont des enrobages de sels radioactifs de natures chimiques diverses dans une matrice de bitume.  Dans ce cadre, la compréhension du comportement mécanique et thermique des matrices bitumineuses est essentielle. En particulier, l’activité radiologique des sels provoque des rayonnements beta et gamma qui ont pour effet de radiolyser le bitume. La première conséquence est d’augmenter sa viscosité en réticulant les chaines carbonées. Ensuite cela provoque la formation de bulles de dihydrogène qui se retrouvent piégées dans la matrice. Ce stage propose d'étudier l’influence quantitative respective de chaque cause sur la rhéologie de l'enrobé.

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

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

Moyens / Méthodes / Logiciels

Rhéologie

Profil du candidat

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

Localisation du poste

Site

Marcoule

Localisation du poste

France, Occitanie, Gard (30)

Ville

Bagnols sur Cèze

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+5 - Master 2

Formation recommandée

Master 2 ou école d'ingénieur

Possibilité de poursuite en thèse

Oui

Demandeur

Disponibilité du poste

03/03/2025