Etude expérimentale des interactions entre le ruthénium et les NOx avec prise en compte des effets de surfaces

Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre du Programme d’Intérêt Commun ORANO-ASNR dédiée au comportement du ruthénium en milieu nitrique.
L’objectif des travaux de recherche est de mieux comprendre le comportement du ruthénium en milieu nitrique concentré en situations accidentelles (emballement thermique), son transport/dépôt et éventuelle remobilisation, ainsi que développer/proposer des moyens de mitigation ultimes pour limiter les rejets potentiels. 

Les campagnes expérimentales menées à l’ASNR ont fourni de précieux résultats « démonstratifs » sur différents bancs d’essai, dont l’interprétation complète reste délicate, notamment pour les étapes de modélisation.

Dans ce contexte, les travaux de thèse ont pour objectif d’approfondir les phénomènes physico-chimiques pilotant les interactions entre le ruthénium et les NOx ainsi que les effets de surface, en se focalisant sur différents travaux expérimentaux analytiques. Les principaux objectifs de la thèse sont les suivants :

• Investiguer expérimentalement les phénomènes à petite et moyenne échelle de manière analytique, principalement en phase gazeuse, afin de constituer une base de données expérimentales la plus complète possible
• Contribuer à la validation de certaines hypothèses sur la réactivité notamment basées sur des travaux antérieurs à plus grande échelle, afin d’alimenter/affiner et qualifier/valider les modèles en cours de développement à l’ASNR.

Pour cela, différentes études expérimentales sont envisagées sur des dispositifs de petite et moyenne échelle :

• Détermination expérimentale des isothermes d’adsorption de NO et NO2 sur une poudre RuO2, et possiblement sur différents aciers. Les points obtenus seront modélisés par une loi d’isotherme usuelle (Langmuir ou plus élaborée).
• Etude de la stabilité de RuO4(g) pour différentes configurations en système fermé (impact de T, des NOx et de la catalyse de surface).

Les résultats obtenus sur ces différents dispositifs seront comparés avec ceux obtenus numériquement grâce aux modèles existants.