Apports de la simulation de dynamique moléculaire

Nous avons vu précédemment que la dynamique moléculaire permet de calculer la trajectoire des atomes d’un système de taille nanométrique, et ce sur des temps pouvant aller de la picoseconde à plusieurs dizaines de nanosecondes. Cela en fait une méthode de choix pour simuler des structures vitreuses, mais également pour simuler la dynamique de l’eau nanoconfinée puisqu’il est possible de suivre le mouvement des molécules d’eau au cours du temps.

Des études ont par exemple été réalisées sur des systèmes simples de nanopores de silice amorphe de diamètre inférieur à 5 nm dans lesquels l’eau peut diffuser. Le pore peut être protoné 122,123, entièrement déprotoné 124, ou bien déprotoné puis compensé par des alcalins 124. Le système, une fois à l’équilibre, permet de calculer de nombreux paramètres et d’expliciter les propriétés de l’eau nanoconfinée.

49 Ainsi, la densité de distribution des molécules d’eau dans le système met en évidence la structuration de deux à trois couches de molécules d’eau à la surface des pores. Cette structuration en couche est d’autant plus importante que le pore est petit (Figure 13 b). Dans des pores de diamètre supérieur à 2 nm, il est possible de trouver une densité proche de celle de la solution au centre du pore (Figure 13 b). 122-125 La comparaison entre les profils de densité de l’oxygène et des hydrogènes des molécules d’eau permet de démontrer l’orientation préférentielle des molécules formant des liaisons hydrogène avec les silanols de surface du nanopore de silice (Figure 13 a).

Les fonctions de distribution radiale g(r) donnent la distance préférentielle entre les espèces. Elles permettent par exemple de déterminer les distances interatomiques dans le réseau silicaté, et de les comparer à des valeurs expérimentales. Une bonne corrélation indique que le modèle et les potentiels choisis reproduisent bien la structure étudiée 123_{. L’étude de g(r) entre les} hydrogènes des molécules d’eau et les oxygènes du réseau silicaté révèlent que les oxygènes non protonés sont des sites accessibles et privilégiés pour former des liaisons avec les hydrogènes des molécules d’eau. 124

Figure 13 | (a) Mise en évidence de la structuration des molécules d’eau à la surface d’un nanopore de 2 nm de

diamètre : les oxygènes des molécules d’eau sont plus proches de la surface (flèche rouge) que les hydrogènes (flèche bleue). (b) Mise en évidence de la structuration de l’eau sous forme de couche (flèches noires), d’autant plus accentuée que le pore est petit. D’après Bourg and Steefel 123_.

La dynamique de l’eau dans le pore peut être étudiée en calculant le déplacement quadratique moyen (MSD pour mean squared displacement) des molécules d’eau. 123,124 Le MSD mesure la déviation au cours du temps de la position d’une particule par rapport à sa position de référence (position de départ), et permet de calculer des coefficients de diffusion. Ceux-ci permettent de voir que l’eau diffuse plus lentement à la surface qu’au centre du pore : on observe des coefficients de diffusion similaires à ceux de la solution (2-4 × 10-9 m2·s-1) au cœur des pores supérieurs à 1 nm de diamètre, alors que les molécules d’eau sont quasi immobiles à la surface du réseau silicaté (0.12-0.25 × 10-9 _m2_·s-1_). 123

Ces études sont réalisées sur des systèmes simples, où seule de l’eau peut diffuser. D’autres études ont choisi d’introduire des ions dans la solution afin de déterminer leur impact sur l’équilibre de la dynamique du système. Une solution d’électrolyte, confinée dans un nanopore

50

de silice, présente un comportement qui diffère de celui de la solution bulk, notamment en termes de densité locale des espèces. En effet, les concentrations en ions au sein du pore diffèrent selon que le pore est hydrophobe ou hydrophile. 126 Les anions ne pénètrent pas dans une structure neutre ou chargée négativement, alors que la concentration en cation est croissante lorsque la charge de surface augmente. 127 La présence d’un ion positif (Na+, Ca+…) a également un impact sur la dynamique de l’eau. Les ions positifs, peu importe leur position de départ dans le système, ont tendance à rester proches de la surface du réseau silicaté. Ceci n’impacte pas la structure des molécules d’eau adsorbées à la surface. En revanche, la formation d’une telle surface fortement hydrophile entraine un ralentissement de la diffusion des molécules d’eau aux abords de la surface. 128 La plupart des auteurs notent de plus que, malgré le confinement, les ions conservent leur première sphère d’hydratation 125,128,129_{, bien que} certains montrent une tendance à se déshydrater légèrement dans des systèmes chargés. 127

Tous les systèmes précédents utilisent des potentiels non-dissociatifs, il n’y a donc pas de réaction entre les molécules d’eau et la structure étudiée qui est figée. Dans des systèmes très simples, il est cependant possible d’utiliser des potentiels dissociatifs pour les molécules d’eau 130, ce qui promet de nouvelles opportunités pour l’étude de l’altération d’un réseau silicaté. En effet, il apparait qu’une fraction conséquente de l’eau présente au sein d’un pore de silice se dissocie pour former différentes espèces (Figure 14). 131-133

Figure 14 | Présentation des différentes espèces formées à la surface d’une silice amorphe par la dissociation des

molécules d’eau d’après Lockwood and Garofalini 132 _{: (1) silanol –Si–OH, (2) site geminal –Si–(OH)}

2, (3) –Si– OH2+, (4) (–Si–(OH+)–Si–).

La formation de ces espèces telles que des silanols –Si–(OH)n ou –Si–OH2+, ou encore des oxygènes hydrogénés –Si–(OH+)–Si– entraine un accroissement du transport des protons au sein du réseau silicaté hydraté. Notons de plus que les changements de topographie (courbure, rugosité) ont un effet sur le temps de rétention des protons sur les groupements hydroxyles. Or des études récentes réalisées sur des gels C–S–H (pour calcium silicate hydrate) montrent que la rupture de la liaison silicate est réversible, modifiant la géométrie de la porosité. 134 _L’effet du nanoconfinement sur la dissociation de l’eau pourrait donc être un point à étudier.

51

Conclusion : La dynamique moléculaire est un outil en plein essor qui apporte de nombreuses informations sur la structure et la dynamique de l’eau nanoconfinée souvent non- accessibles par les méthodes expérimentales. Elle semble être une véritable opportunité pour étudier l’altération du verre (modèle dissociatif), ainsi que la diffusion de solutions au sein d’un gel d’altération nanoporeux (modèle non-dissociatif).

Associée aux méthodes analytiques présentées précédemment, elle devrait permettre de lever de nombreux questionnements sur la dynamique de l’eau au sein de la pellicule formée lors de l’altération des verres nucléaires.

52

Conclusion du chapitre

Cette synthèse bibliographique résume l’état de l’art sur les trois grands axes étudiés dans cette thèse, à savoir la formation d’un gel nanoporeux à la surface d’un verre nucléaire, la spéciation des molécules d’eau dans un tel matériau, et la dynamique de l’eau confinée. La formation d’une pellicule d’altération passivante à la surface du verre requiert de fixer un certain nombre de paramètres lors de l’altération. Elle semble être favorisée par une concentration élevée en silice dissoute et un pH proche de la neutralité pour empêcher la formation de phases secondaires. Des études précédentes ont en effet montré que le verre ISG, altéré pendant 14 ans en système fermé et en eau initialement pure, forme une couche passivante amorphe en équilibre avec la silice amorphe et ne forme pas de phases

secondaires. 135 Ce système constituerait donc un cadre pour l’étude approfondie des

mécanismes de passivation du verre. Au vu de l’étude bibliographique, on peut aussi penser que la présence d’éléments exogènes en solution, tels que des alcalins, pourrait impacter les propriétés de la couche passivante et par là, la cinétique d’altération du verre.

53

Références

1 Zachariasen, W. H. The atomic arrangement in glass. J. Am. Chem. Soc. 51, 3841-3851 (1932).

2 Calas, G., Cormier, L., Galoisy, L. & Jollivet, P. Structure-property relationships in multicomponent oxide glasses. C. R Acad. Sci Paris Chimie 5, 831-843 (2002).

3 Cabaret, D. et al. Medium range structure of borosilicate glasses from Si K-edge XANES: a combined approach based on multiple scattering and molecular dynamics calculations J. Non Cryst. Solids 289, 1-8 (2001).

4 Yun, Y. H. & Bray, P. J. Nuclear magnetic resonance studies of the glasses in the system Na2-B2O3-SiO2. J. Non Cryst. Solids 27, 363-380 (1978).

5 Dell, W. J., Bray, P. J. & Xiao, S. Z. 11_{B NMR studies and structural modeling of Na}

2O-

B2O3-SiO2 glasses of high soda content. J. Non Cryst. Solids 58, 1-16 (1983).

6 Angeli, F., Charpentier, T., De Ligny, D. & Cailleteau, C. Boron speciation in soda- lime borosilicate glasses containing zirconium. J. Am. Ceram. Soc. 93, 2693-2704 (2010).

7 Mendoza, C. et al. Oxide glass structure evolution under swift heavy ion irradiation.

Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 325, 54-65 (2014).

8 Galoisy, L. et al. Evidence for 6-coordinated zirconium in inactive nuclear waste glasses. J. Am. Ceram. Soc. 82, 2219-2224 (1999).

9 Angeli, F., Gaillard, M., Jollivet, P. & Charpentier, T. Influence of glass composition and alteration solution on leached silicate glass structure : a solid-state NMR investigation. Geochim. Cosmochim. Acta 70, 2577-2590 (2006).

10 Eckert, H. Structural characterization of noncrystalline solids and glasses using solid state NMR. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 24, 159-293 (1992).

11 Colomban, P. & Tournié, A. On-site Raman identification and dating of ancient/modern stained glasses at the Sainte-Chapelle, Paris. J. Cult. Herit. 8, 242-256 (2007).

12 de Ferri, L. et al. Raman study of model glass with medieval compositions: artificial weathering and comparison with ancient samples. J. Raman Spectrosc. 43, 1817-1823 (2012).

13 Greaves, G. N. EXAFS and the structure of glass. J. Non Cryst. Solids 71, 203-217 (1985).

14 Du, J. & Rimsza, J. M. Atomistic computer simulations of water interactions and dissolution of inorganic glasses. npj Mater. Degrad. 1 (2017).

15 Verlet, L. Computer "Experiments" on classical fluids. I. Thermodynamical properties of Lennard-Jones molecule. Phys. Rev 159, 98 (1967).

16 Becquart, C. & Perez, M. Dynamique moléculaire appliquée aux matériaux. Techniques

de l'Ingénieur RE 136, 1-9 (2010).

17 Soleilhavoup, A., Delaye, J. M., Angeli, F., Caurant, D. & Charpentier, T. Contribution of first-principles calculations to multinuclear NMR analysis of borosilicate glasses.

Magn. Reson. Chem. 48 Suppl 1, S159-170 (2010).

18 Pedesseau, L., Ispas, S. & Kob, W. First-principles study of a sodium borosilicate glass- former. II. The glass state. Phys. Rev. B 91 (2015).

19 Baral, K., Li, A. & Ching, W. Y. Ab Initio Modeling of Structure and Properties of Single and Mixed Alkali Silicate Glasses. J. Phys. Chem. A 121, 7697-7708 (2017). 20 Ledieu, A. Altération par l'eau des verres borosilicatés : expériences,modélisation et

simulations Monte Carlo, Ecole Polytechnique de Paris, (2005).

21 Guillot, B. & Sator, N. A computer simulation study of natural silicate melts. Part II: High pressure properties. Geochim. Cosmochim. Acta 71, 4538-4556 (2007).

54

22 Guillot, B. & Sator, N. A computer simulation study of natural silicate melts. Part I: Low pressure properties. Geochim. Cosmochim. Acta 71, 1249-1265 (2007).

23 Gou, F., Greaves, G. N., Smith, W. & Winter, R. Molecular dynamics simulations of sodium borosilicate glasses. J. Non Cryst. Solids 293, 539 (2001).

24 Kieu, L.-H., Delaye, J.-M., Cormier, L. & Stolz, C. Development of empirical potentials for sodium borosilicate glass systems. J. Non Cryst. Solids 357, 3313-3321 (2011). 25 Deng, L. & Du, J. Development of effective empirical potentials for molecular dynamics

simulations of the structures and properties of boroaluminosilicate glasses. J. Non Cryst.

Solids 453, 177-194 (2016).

26 Ren, M., Deng, L. & Du, J. Bulk, surface structures and properties of sodium borosilicate and boroaluminosilicate nuclear waste glasses from molecular dynamics simulations. J. Non Cryst. Solids 476, 87-94 (2017).

27 Bouty, O., Cammelli, S. & Solari, P. L. Structural insights for the International Simple Glass by combining X-ray absorption spectroscopic analysis and atomistic modelling.

J. Non Cryst. Solids (2017).

28 Cormier, L., Ghaleb, D., Neuville, D. R., Delaye, J.-M. & Calas, G. Chemical dependence of network topology of calcium aluminosilicate glasses: a computer simulation study. J. Non Cryst. Solids 332, 255-270 (2003).

29 Lu, X. et al. Effects of boron oxide substitution on the structure and bioactivity of SrO- containing bioactive glasses. J. Mater. Sci. 52, 8793-8811 (2017).

30 Mansas, C. et al. Drivers of Water Transport in Glass: Chemical or Topological Effect of the Glass Network? J. Phys. Chem. C 121, 16201-16215 (2017).

31 Barlet, M., Kerrache, A., Delaye, J.-M. & Rountree, C. L. SiO2–Na2O–B2O3 density: A comparison of experiments, simulations, and theory. J. Non Cryst. Solids 382, 32-44 (2013).

32 Ribet, I. & N., G. Altération par l'eau des verres borosilicatés - Exemple des verres nucléaires. Techniques de l'Ingénieur COR 450, 1-19 (2014).

33 Gin, S. et al. An international initiative on long-term behavior of high-level nuclear waste glass. Mater. Today 16, 243-248 (2013).

34 Fournier, M., Gin, S. & Frugier, P. Resumption of nuclear glass alteration: State of the art. J. Nucl. Mater. 448, 348-363 (2014).

35 Mercado-Depierre, S., Fournier, M., Gin, S. & Angeli, F. Influence of zeolite precipitation on borosilicate glass alteration under hyperalkaline conditions. J. Nucl.

Mater. 491, 67-82 (2017).

36 Fournier, M., Gin, S., Frugier, P. & Mercado-Depierre, S. Contribution of zeolite- seeded experiments to the understanding of resumption of glass alteration. npj Mater.

Degrad. 1 (2017).

37 Zapol, P., He, H., Kwon, K. D. & Criscenti, L. J. First-principles study of hydrolysis reaction barriers in a sodium borosilicate glass. Int. J. Appl. Glass Sci. 4, 395-407 (2013).

38 Angeli, F., Charpentier, T., Gin, S. & Petit, J. C. 17O 3Q-MAS NMR characterization of a sodium aluminoborosilicate glass and its alteration gel. Chem. Phys. Lett. 341, 23- 28 (2001).

39 Gin, S. et al. Origin and consequences of silicate glass passivation by surface layers.

Nat. Commun. 6 (2015).

40 Ledieu, A. & Minet, Y. Contribution of Monte Carlo modeling to understanding the alteration of nuclear glasses by water. Nucl. Sci. Eng. 153, 285-300 (2006).

41 Elmer, T. H. in Engineered Materials Handbook, Vol. 4: Ceramics and Glasses. (ed O. A. I. Materials Park) (1991).

55 42 Smets, B. M. J. & Lommen, T. P. A. The leaching of sodium aluminosilicate glasses

studied by secondary ion mass spectrometry. Phys. Chem. Glasses 23, 83-87 (1982). 43 Kerisit, S. & Pierce, E. M. Monte Carlo simulations of the dissolution of borosilicate

and aluminoborosilicate glasses in dilute aqueous solutions. Geochim. Cosmochim. Acta 75, 5296-5309 (2011).

44 Cailleteau, C. Influence de la morphologie du gel sur la cinétique d'altération des verres

nucléaires: rôle du calcium et du zirconium., École polytechnique de Paris, (2008).

45 Cailleteau, C. l., Devreux, F. o., Spalla, O., Angeli, F. d. r. & Gin, S. p. Why do certain glasses with a high hissolution rate undergo a low degree of corrosion? J. Phys. Chem.

C 115, 5846-5855 (2011).

46 Cailleteau, C. et al. Insight into silicate-glass corrosion mechanisms. Nat. Mater. 7, 978- 983 (2008).

47 Dilmore, M. F., Clark, D. E. & Hench, L. L. Corrosion behavior of lithia disilicate glass in aqueous solutions of aluminum compounds. Am. Ceram. Soc. Bull. 58, 1111-1114 (1979).

48 Dilmore, M. F., Clark, D. E. & Hench, L. L. Aqueous corrosion of Lithia-Alumina- Silicate glasses. Am. Ceram. Soc. Bull. 57, 1040-1044 (1978).

49 Fournier, M. Etude des mécanismes à l'origine des reprises d'altération. Modélisation

et évaluation de l'impact sur les verres de confinement., Université de Montpellier,

(2015).

50 Fournier, M., Frugier, P. & Gin, S. Resumption of alteration at high temperature and pH: rates measurements and comparison with initial rates. Procedia Mater. Sci. 7, 202- 208 (2014).

51 Khatib, J. Sustainability of Construction Materials. 2 edn, (2016).

52 Guo, X., Pivovarov, A. L., Smedskjaer, M. M., Potuzak, M. & Mauro, J. C. Non- conservation of the total alkali concentration in ion-exchanged glass. J. Non Cryst.

Solids 387, 71-75 (2014).

53 Ragoen, C., Marple, M. A. T., Sen, S., Boland, F. & Godet, S. Na+/K+ ion exchange in silicate glasses: Results from 17O 3QMAS NMR. J. Non Cryst. Solids 475, 190-194 (2017).

54 Angeli, F. et al. Effect of temperature and thermal history on borosilicate glass structure.

Phys. Rev. B 85 (2012).

55 Peuget, S. et al. Comparison of radiation and quenching rate effects on the structure of a sodium borosilicate glass. J. Non Cryst. Solids 378, 201-212 (2013).

56 Deng, L. & Du, J. Effects of system size and cooling rate on the structure and properties of sodium borosilicate glasses from molecular dynamics simulations. J. Chem. Phys. 148, 1-14 (2018).

57 Amma, S.-i., Luo, J., Kim, S. H. & Pantano, C. G. Effects of fictive temperature on the leaching of soda lime silica glass surfaces. J. Am. Ceram. Soc. 100, 1424-1431 (2017). 58 Angeli, F., et al. Effect of structural disorder on ISG glass structure and its dissolution

kinetics far and close to saturation. npj Mater. Degrad. (Soumis) (2018).

59 Mougnaud, S. et al. Effect of low dose electron beam irradiation on the alteration layer formed during nuclear glass leaching. J. Nucl. Mater. 482, 53-62 (2016).

60 Gin, S. et al. The controversial role of inter-diffusion in glass alteration. Chem. Geol. 440, 115-123 (2016).

61 Hellmann, R. et al. Unifying natural and laboratory chemical weathering with interfacial dissolution-reprecipitation: A study based on the nanometer-scale chemistry of fluid- silicate interfaces. Chem. Geol. 294295, 203-216 (2012).

62 Hellmann, R. et al. Nanometre-scale evidence for interfacial dissolution-reprecipitation control of silicate glass corrosion. Nat. Mater. 14, 307-311 (2015).

56

63 Geisler, T. et al. Aqueous corrosion of borosilicate glass under acidic conditions: A new corrosion mechanism. J. Non Cryst. Solids 356, 1458-1465 (2010).

64 Bunker, B. C., Arnold, G. W., Day, D. E. & Bray, P. J. The effect of molecular structure on borosilicate glass leaching. J. Non Cryst. Solids 87, 226-253 (1986).

65 Valle, N. Traçage isotopique (29Si et 18O) des mécanismes de l'altération du verre de confinement des déchets nucléaires : SON 68, INPL de Nancy. CNRS, (2001).

66 Valle, N., Sterpenich, J. & Libourel, G. 29_{Si and} 18_{O tracing of borosilicate glass} alteration. Implications on the mechanisms of formation of the altered layer. Geochim.

Cosmochim. Acta, 1-40 (2001).

67 Donzel, N., Gin, S., Augereau, F. & Ramonda, M. Study of gel development during SON68 glass alteration using atomic force microscopy. Comparison with two simplified glasses. J. Nucl. Mater. 317, 83-92 (2003).

68 Verney-Carron, A., Gin, S., Frugier, P. & Libourel, G. Long-term modeling of alteration-transport coupling: Application to a fractured Roman glass. Geochim.

Cosmochim. Acta 74, 2291-2315 (2010).

69 Deruelle, O., Spalla, O., Barboux, P. & Lambard, J. Growth and ripening of porous layers in water altered glasses. J. Non Cryst. Solids 261, 237-251 (2000).

70 Zarembowitch-Deruelle, O. Etude in situ de la couche d'altération de verres, Université Pierre et Marie Curie, (1997).

71 Ricol, S. Etude du gel d'altération des verres nucléaires et synthèse de gels modèles., Université Pierre et Marie Curie., (1995).

72 Pélegrin, E., Calas, G., Ildefonse, P., Jollivet, P. & Galoisy, L. Structural evolution of glass surface during alteration: Application to nuclear waste glasses. J. Non Cryst.

Solids 356, 2497-2508 (2010).

73 Jegou, C. Mise en évidence expérimentale des mécanismes limitant l'altération du verre

R7T7 en milieu aqueux. Critique et proposition d'évolution du formalisme cinétique.,

Université de Montpellier II, (1998).

74 Rebiscoul, D., Van der Lee, A., Frugier, P., Ayral, A. & Gin, S. X-Ray reflectometry characterization of SON 68 glass alteration films. J. Non Cryst. Solids 325, 113-123 (2003).

75 Rebiscoul, D. et al. Morphological evolution of alteration layers formed during nuclear glass alteration : new evidence of a gel as a diffusive barrier;. J. Nucl. Mater. 326, 9-18 (2004).

76 Jollivet, P. et al. Investigation of gel porosity clogging during glass leaching. J. Non

Cryst. Solids 354, 4952-4958 (2008).

77 Tsomaia, N., Brantley, S. L., Hamilton, J. P., Pantano, C. G. & Mueller, K. T. NMR evidence for formation of octahedral and tetrahedral Al and repolymerization of the Si network during dissolution of aluminosilicate glass and crystal. Am. Mineral. 88, 54-67 (2003).

78 Gin, S. et al. Nuclear glass durability: new insight into alteration layer properties. J.

Phys. Chem. C 115, 18696-18706 (2011).

79 Chamssedine, F., Sauvage, T., Peuget, S., Fares, T. & Martin, G. Helium diffusion coefficient measurements in R7T7 nuclear glass by 3He(d,)1H nuclear reaction analysis. J. Nucl. Mater. 400, 175-181 (2010).

80 Zhuravlev, L. T. The surface chemistry of amorphous silica. Zhuravlev model. Colloids

Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 173, 1-38 (2000).

81 Crupi, V., Longo, F., Majolino, D. & Venuti, V. T dependence of vibrational dynamics of water in ion-exchanged zeolites A: a detailed Fourier transform infrared attenuated total reflection study. J. Chem. Phys. 123, 154702 (2005).

57 82 Crupi, V., Majolino, D., Longo, F., Migliardo, P. & Venuti, V. FTIR/ATR study of water encapsulated in Na-A and Mg-exchanged A-zeolites. Vib. Spectrosc. 42, 375-380 (2006).

83 Bascom, W. D. An infrared scpectroscopy study of water adsorption at the silica-carbon tetrachloride interfarce. J. Phys. Chem. 76, 3188-3192 (1972).

84 Yamauchi, H. & Kondo, S. The structure of water and methanol adsorbed on silica gel.

Colloid Polym. Sci. 266, 955-861 (1988).

85 Boehm, H. P. & Knözinger, H. in Catalysis. 1 edn. Vol. 5 Ch. 2, (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1983).

86 Rebiscoul, D., Bruguier, F., Magnin, V. & Gin, S. Impact of soda-lime borosilicate glass composition on water penetration and water structure at the first time of alteration. J.

Non Cryst. Solids 358, 2951-2960 (2012).

87 Stolper, E. The speciation of water in silicate melts. Geochim. Cosmochim. Acta 46, 2609-2620 (1982).

88 Stevenson, C. M. & Mills, P. A chronometric tool for Hawaiian archaeology: the hydration dating of Pu'u Wa'awa'a trachytic glass. J. Archaeol. Sci. 40, 405-415 (2013). 89 Newman, S., Stolper, E. & Epstein, S. Measurement of water in rhyolitic glasses: Calibration of an infrared spectroscopict technique. Am. Mineral. 71, 1527-1541 (1986). 90 Efimov, A. M., Pogareva, V. G. & Shashkin, A. V. Water-related bands in the IR

absorption spectra of silicate glasses. J. Non Cryst. Solids 332, 93-114 (2003).

91 Efimov, A. M. & Pogareva, V. G. IR absorption spectra of vitreous silica and silicate glasses: The nature of bands in the 1300 to 5000 cm−1 region. Chem. Geol. 229, 198- 217 (2006).

92 Davis, K. M. & Tomozawa, M. An infrared spectroscopic study of water-related species in silica glasses. J. Non Cryst. Solids 201, 177-198 (1996).

93 Ernsberger, F. M. Molecular water in Glass. J. Am. Ceram. Soc. 60, 91-92 (1977). 94 Bartholomew, R. F., Butler, B. L., Hoover, H. L. & Wu, K. Infrared spectra of a water-

containing glass. J. Am. Ceram. Soc. 63, 481-501 (1980).

95 Wu, C.-K. Nature of incorporated water in hydrated silicate glasses. J. Am. Ceram. Soc. 63, 453-457 (1980).

96 Bartholomew, R. F., Butler, B. L., Hoover, H. L. & Wu, C.-K. Infrared spectra of a water-containing glass. J. Am. Ceram. Soc. 63, 481-485 (1980).

97 Stolper, E. Water in silicate glass : An Infrared Spectroscopic Study. Content mineral 81, 1-17 (1982).

98 Le Losq, C., Cody, G. D. & Mysen, B. O. Complex IR spectra of OH- groups in silicate glasses: Implications for the use of the 4500 cm-1 IR peak as a marker of OH- groups concentration. Am. Mineral. 100, 945-950 (2015).

99 Malfait, W. J. The 4500 cm-1 infrared absorption band in hydrous aluminosilicate glasses is a combination band of the fundamental (Si,Al)-OH and O-H vibrations. Am.

Mineral. 94, 849-852 (2009).

100 Malfait, W. J. The nearly complete dissociation of water in glasses with strong aluminum avoidance. Am. Mineral. 99, 1648-1652 (2014).

101 Neeway, J. et al. Vapor hydration of SON68 glass from 90 °C to 200 °C: A kinetic study and corrosion products investigation. J. Non Cryst. Solids 358, 2894-2905 (2012). 102 Ait Chaou, A. et al. Vapor hydration of a simulated borosilicate nuclear waste glass in

Dans le document Géochimie en milieu nanoporeux : Application aux verres nucléaires (Page 49-64)