Responsable : E. Simoni
Commun aux deux parcours
Chim 554 : Mise à niveau (non comptabilisée dans le volume horaire, suivie en tout ou partie, selon les avis de l’équipe pédagogique en fonction de l’origine des étudiants) :
Radioactivité et cycle du combustible (20h, E. Simoni, G. Cote)
Chim 550-PR : Généralités Responsable : C. Kerboul Volume horaire : 30 h Crédits ECTS : 4
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
Nucléaire et énergies Les réacteurs nucléaires Les réacteurs EDF
Bases et principes de la Radioprotection Intervenants :
B. Boullis, F. Paquet, H. Catalette
Chim 501: Projet bibliographique Crédits ECTS : 5
Contrôle des connaissances : rapport écrit
Parcours professionnel Chim 555-P : Le combustible nucléaire, de la mine au réacteur Responsable : B. Boullis
Volume horaire : 30 h Crédits ECTS : 5
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
Activités minières et raffinage Enrichissement de l’uranium Combustibles
Combustible nucléaire usé Intervenants :
B. Boullis , M. Beauvy
Chim 556-P : Séparation et recyclage Responsable : B. Boullis
Volume horaire : 35 h Crédits ECTS : 5
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
Concepts de recyclage
Récupération de l’uranium et du plutonium Séparation poussée
Technologies émergentes Transmutation
Intervenants :
B. Boullis, S. Granjean
Chim 557-P : Confinement des déchets Responsable : J. -M. Gras
Volume horaire : 30 h Crédits ECTS : 5
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
Généralités Verres nucléaires Céramiques Combustible usé Intervenants :
J.-M. Gras,Th. Advocat, F. Bart
Chim 558-P : Stockage et entreposage des déchets Responsable : P. Landais
Volume horaire : 35 h Crédits ECTS : 5
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
Problématique du stockage Inventaire des déchets et colis Matériaux métalliques
Géologie et hydrogéologie Transfert des gaz
Intervenants :
F. Plas, S. Schumacher , E. Giffaut
Responsable : G. Cote
Volume horaire : une semaine Crédits ECTS : 6
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
Une semaine au CEA/Marcoule (visite, TP, conférences)
Parcours recherche Chim 551: De la structure à la spéciation
Responsable : E. Simoni Volume horaire : 30 h Crédits ECTS : 4
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
1- Radioéléments
2- Echelle des indicateurs 3- Structure électronique 4- Spéciation
Intervenants :
E. Simoni , N. Dacheux
Chim 552: Stratégie et méthodologie de la mesure Responsable : X. Vitart
Volume horaire : 30 h Crédits ECTS : 4
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
1- Approche épistémologique de la chimie analytique 2- Stratégie de la mesure
3- Méthodologie des traceurs artificiels
4- Chimiométrie : incertitudes, représentativité de l’échantillon, représentativité de la mesure, plan d’expérience, méthodes stochastiques.
Intervenants :
G. Moutiers, X. Vitart, M. Wery
Option 1
Chim 555-1: Physico-chimie des matériaux du nucléaire Responsable : E. Simoni
Volume horaire : 30 h
Prérequis : Chim 550-PR, 551, 552, 554
Crédits ECTS : 5
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
1- Physico-Chimie des radionucléides incorporés dans des matrices solides :
Inventaire, typologie et nature des déchets – Implications sur la gestion à court et à long terme.
Caractéristiques structurales et physico-chimiques, méthodes d’élaboration et comportement à long terme des différents types de matrices de confinement (verres, céramiques, vitrocéramiques) d’éléments séparés ou mélangés.
Matrices vitreuses borosilicatées : effet de la composition sur les propriétés et en particulier sur leur capacité à solubiliser certains éléments présents dans les déchets.
Matrices céramiques (zirconates, titanates, phosphates, silicates). Procédés de densification (fusion, frittage). Durabilité chimique. Nouveaux combustibles (oxydes, carbures, nitrures).
Liants Hydrauliques. Cas des combustibles usagés.
2- Comportement des solides sous irradiation :
Dépôt d’énergie des particules dans la matière - collision élastique, collision inélastique - pouvoir d’arrêt, estimation du parcours des ions dans la matière, profil d’implantation.
Processus de création de défauts par excitation électronique et par collision élastique : notion d’énergie seuil de déplacement, section efficace de déplacement, séquence de collision, cascades de collisions, calcul du nombre de déplacement (dpa).
Matrices de confinement des déchets nucléaires : matrices de stockage et de transmutation.
Comportement des combustibles irradiés en réacteur et hors réacteur (entreposage et stockage en formation géologique).
Intervenants :
D. Caurant, N. Dacheux , F. Garrido
Chim 556-1: Thermodynamique en solution Responsable : Ph. Moisy
Volume horaire : 30 h
Prérequis : Chim 550-PR, 551, 552, 554 Crédits ECTS : 5
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
1 -Comportement thermodynamique des actinides à leurs différents degrés d'oxydation en solution.
Diagrammes potentiels-pH des actinides
Réactions conduisant à l'insolubilisation, extraction liquide/liquide et séparation sur
résines échangeuses d'ions. Modélisation de l’interface liquide/liquide. Apport de la chimie théorique.
Cinétique, particulièrement abordée au travers des réactions de dismutation et du passage du degré d'oxydation V ou VI au degré d'oxydation IV ou III (c'est-à-dire mettant en jeu la réaction chimique métal oxygène couplé au transfert de charge).
2 -Radiolyse. Chimie des radiations dans différents milieux (solution aqueuse, milieu poreux …) Intervenants :
Ph. Moisy, Ch. Houée-Lévin
Chim 557-1: Physico-chimie dans le réacteur et transmutation Responsable : H. Catalette
Volume horaire : 30 h
Prérequis : Chim 550-PR, 551, 552, 554 Crédits ECTS : 5
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
1- Filières de réacteurs
Introduction à la physique des réacteurs, chaînes de formation des transuraniens, produits de fission et d’activation, conséquences sur la composition des déchets. Historique et description des cycles associés aux principales filières de réacteurs (françaises et étrangères)
Systèmes nucléaires du futur.
2-Transmutation
Principes physiques, transmutation d’actinides et de produits de fission, transmutation en réacteur critique ou sous-critique et concepts associés.
Intervenants :
H. Catalette, J. Tommasi
Chim 558-1: Module expérimental Responsable : L. Bion
Volume horaire : 30 h
Prérequis : Chim 550-PR, 551, 552, 554 Crédits ECTS : 3
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
30 heures à choisir parmi : Métrologie
Modélisation moléculaire Séparation
Radiolyse pulsée
Synthèse et caractérisation d’un composé d’actinide Intervenants :
L. Bion
Option 2
Chim 555-2n: Analyse des traces et ultra-traces Responsable : J. Aupiais
Volume horaire : 30 h
Prérequis : Chim 550-PR, 551, 552, 554 Crédits ECTS : 5
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
- Méthodologie de l’analyse des traces et des ultra-traces. Préparation des échantillons (prélèvement, séparation et préconcentration, estimation des erreurs, représentativité).
Méthodologie de la détermination des éléments traces. Etude qualitative et quantitative (étalonnage, méthode de dilution isotopique), étude des interférences, limites de détection, contrôle qualité, calculs d’erreurs.
- Rôle et évolution des méthodes d’analyse spectrochimiques, par spectrométrie de masse et par mesure nucléaire : domaine, performance, comparaison.
Intervenants :
F. Chartier, J. Aupiais
Chim 556-2n: Migration des radionucléides dans la géosphère Responsable : S. Savoye
Volume horaire : 30 h
Prérequis : Chim 550-PR, 551, 552, 554 Crédits ECTS : 5
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
- Chimie des radionucléides en milieu naturel : spéciation, modélisation des équilibres de rétention, bases de données (méthodologie de construction d’une base de données, utilisation de bases de données).
- Equations de transport (convectif, diffusif, milieux saturés et non saturés, transport particulaire), étude expérimentale et modélisation du couplage chimie transport.
- Application de traceurs artificiels et de traceurs isotopiques pour caractériser les transferts de matière en laboratoire et dans l’environnement : méthodologie, acquisition de données, modélisation.
- Migration dans les milieux de sub-surface : outils, méthodes, acquisition de données, modélisation, simulation.
Intervenants :
S. Savoye, J.-L. Michelot
Chim 557-2n: Comportement des radionucléides dans la biosphère Responsable : E. Ansoborlo
Volume horaire : 30 h
Prérequis : Chim 550-PR, 551, 552, 554 Crédits ECTS : 5
Contrôle des connaissances : examen écrit Programme :
- toxicologie environnementale : mécanismes de transfert sol - eau – plante, mécanismes d’échange avec le sol (complexation, adsorption, précipitation), spéciation (forme ionique, association avec les ligands inorganiques/organiques/colloïdes) en fonction des conditions physico-chimiques et biologiques des sols, rôle des microorganismes
- toxicologie humaine : spéciation en milieu biologique comme le sang (transport dans l’organisme), dans les organes de stockage ou organes cibles. Modes de contamination (inhalation, ingestion et blessure), expérimentation in-vivo et in-vitro, modèles associés.
Etudes de décorporation.
- Etude comparative et performances des méthodes de spéciation appliquées à la problématique toxicologie : RMN, fluorescence laser résolue dans le temps (SLRT), EXAFS, electrospray-spectrométrie de masse (ES-MS), couplage techniques séparatives avec l’ICP-MS, techniques d’imagerie.
Intervenants :
C. Moulin, E. Ansoborlo, L. Denaix
Chim 558-2n: Module expérimental Responsable : L. Bion
Volume horaire : 30 h
Prérequis : Chim 550-PR, 551, 552, 554 Crédits ECTS : 3
Contrôle des connaissances : compte rendu écrit (synthèse d’un article en relation directe avec le sujet de travaux pratiques)
Programme :
30 heures de travaux pratiques seront à choisir parmi :
- migration de radioéléments dans des colonnes de sable argileux : montage expérimental, acquisition de données, modélisation (bases de données, code couplé chimie transport)
- échantillonnage et mesure in situ autour d’un station de surveillance (Bruyères-le-Chatel) - mesure du plutonium dans l’eau de mer par spectrométrie alpha
- mesure de l’uranium par spectrométrie de masse et PERALS
- analyse de produits de fission, utilisation du traceur 99mTc, mesure par spectrométrie gamma - coprécipitation sélective de 233U, 244Cm, 238Pu par Ce et La
- toxicologie : spéciation par SLRT, spéciation par ES-MS, spéciation par méthodes couplées à la spectrométrie de masse.
Intervenants :
L. Bion, J. Aupiais, F. Chartier, E. Tevissen