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Thèses en cours

Étude des mécanismes de sorption de l'eau sur des aérosols émis lors d'incendies : identification des paramètres physicochimiques d'influence

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Laboratoire d'accueil : ​Laboratoire de physique et de métrologie des aérosols (LPMA)

Date de début de thèse : octobre 2015

Nom de la doctorante : Laura Lintis


​Descriptif du sujet

Dans le cadre de ses activités d’études et recherche sur la sureté des installations nucléaires en cas d’incendies, l’IRSN propose un sujet de thèse visant à étudier les mécanismes de sorption de l’eau sur les aérosols émis dans de telles situations accidentelles. L’objectif de cette étude, à fort caractère expérimental, est de mettre en évidence les propriétés physico-chimiques (taille, morphologie, composition) de ces aérosols pouvant influencer de manière notable les mécanismes de sorption (absorption, adsorption, condensation) de l’eau.

Dans un premier temps un travail expérimental sera réalisé afin de caractériser les propriétés physico-chimiques des particules produites par différents combustibles (solides et liquides) représentatifs des INB et ce pour des concentrations statiques (à l’aide du cône calorimètre à atmosphère contrôlé de l’IRSN) et dynamiques (foyer analytique confiné développé par le Coria) en oxygène comprises entre 15 % et 21 %. On s’intéressera ainsi à étudier les effets de dilution (sous azote) mais aussi chimique (sous CO2) donnant lieu à la diminution de la concentration en oxygène au sein du foyer. Cette première étape permettra d’approfondir les corrélations empiriques proposées dans l’article récent de Ouf et al. (2015) et par la même occasion de prédire les propriétés (diamètre et composition des particules) pilotant le colmatage des filtres THE (Ouf et al., 2014 ; Thomas et al., 2014). Au cours de ces essais on prélèvera de manière systématique des quantités significatives de suies afin d’alimenter la seconde phase de cette thèse.

Au cours de celle-ci on déterminera expérimentalement les isothermes de sorption de l’eau de ces échantillons (à l’aide des balances de sorption du LRGP). Les propriétés physico-chimiques identifiées dans la première étape permettront de mener à bien une étude paramétrique et ainsi d’identifier quelles propriétés jouent un rôle prépondérant dans les mécanismes de sorption de l’eau. Une telle étude sera par ailleurs réalisée avec des échantillons de particules issues d’incendies à grande échelle menée à l’IRSN. In-fine un modèle de sorption de l’eau sera développé, en intégrant ces paramètres d’influence et reposant sur les travaux menés par Quentin Ribeyre au LRGP (Ribeyre et al., 2014).