APPORT DES COUCHES MINCES AUX ETUDES DES INTERFACES SOLIDE / LIQUIDE – APPLICATION AU SYSTEME SIDERITE / URANIUM

Les conséquences des réactions rédox qui se produisent spontanément dans l’environnement sont très importantes car elles peuvent modifier radicalement le comportement d’un polluant. En effet, des changements de degrés d’oxydation peuvent engendrer localement divers phénomènes comme une précipitation, une rétention ou encore une solubilisation accrue, entraînant alors une augmentation ou une diminution de la migration du polluant. Ce dernier point est particulièrement important dans la problématique du stockage des déchets nucléaires, à savoir si les composés présents dans le sous-sol du site pourront être réactifs. Parmi ceux-ci, la sidérite (FeCO3) est un composé singulièrement intéressant car ce minéral peut jouer à la fois un rôle en champ proche, car il a été identifié comme produit de corrosion formé sur le container [1], mais également en champ lointain, de par sa présence naturelle dans des environnements profonds [2]. Pour étudier ces interactions, des couches minces de sidérite ont été électrodéposées sur un quartz d’or de microbalance afin de suivre les variations de masse in-situ à l’électrode pendant les interactions, en fonction de diverses conditions expérimentales représentatives de la composition des eaux d’environnement. L’utilisation de couches minces électrodéposées présente de nombreux avantages. La méthode de préparation permet d’obtenir des films de sidérite pure bien cristallisée, adhérents, très homogènes et non oxydés [3]. De plus, la caractérisation de ces échantillons est particulièrement aisée car elle ne nécessite pas de préparation (MEB, XPS, DRX, …). Notamment, la détermination de l’uranium sur le film a pu se faire de façon très précise en spectrométrie alpha par des mesures directe en chambre à grille. En fonction des conditions opératoires, nous avons constaté que la quantité d’uranium présent sur le film variait, en bon accord avec les mesures in-situ de masse. Grâce des mesures XPS, les degrés d’oxydation de l’uranium présent sur le film ont pu être déterminés : une partie a été réduite, et ceci quelles que soient les conditions opératoires. La sidérite présente donc des propriétés réductrices vis-à-vis des ions uranyls. Les variations observées quant à la quantité d’uranium retenu en fonction des conditions peuvent être liées à la spéciation de l’uranium. Mais, la présence de fer en solution, provenant d’une dissolution partielle de la sidérite semble jouer également un rôle important dans le mécanisme de rétention et de réduction de l’uranium. Références: [1] C.T. Lee, Z. Qin, M. Odziemkowski, D.W. Shoesmith, Electrochimica Acta, 51, 2006, 1558. [2] C. Beaucaire, H. Pitsch, P. Toulhoat, S. Motellier, D. Louvat, Applied Geochemistry, 15, 2000, 667. [3] A. Ithurbide, S. Peulon, C. Beaucaire, A. Chaussé, Radiochimica Acta, Acceptée.

Contribution proposée pour :   présentation orale