Étude expérimentale de l'hydratation des smectites par simulation des raies 00l de diffraction des rayons X : implications pour l'étude d'une perturbation thermique sur la minéralogie de l'argilité du site Meuse-Haute Marne

par Éric Ferrage

Thèse de doctorat en Géochimie environnementale

Sous la direction de Bruno Lanson.

Soutenue en 2004

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

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  • Résumé

    Suite à la perturbation thermique induite par le stockage de déchets radioactifs, les modifications structurales risquant d'affecter les constituants minéraux réactifs (smectite) de la barrière argileuse concernent principalement la quantité et la localisation de la charge foliaire et modifient potentiellement les propriétés d'hydratation de ces minéraux. Une méthodologie a donc été développée afin de décrire par simulation des diffractogrammes de rayons X ces propriétés d'hydratation et en particuliers, l'hétérogénéité résultant de l'interstratification de feuillets présentant différents états d'hydratation. L'étude des propriétés d'hydratation d'une montmorillonite (charge octaedrique) basse-charge a montré que l'affinité du cation interfoliaire pour l'eau gouverne l'état d'hydratation et l'épaisseur des feuillets hydratés. L'augmentation de la quantité de charge induit, en désorption d'eau, un décalage vers les plus basses humidités relatives des transitions entre les différents états d'hydratation. D'autres part, les beidellites (charge tetraedrique) présentent des états d'hydratation plus hétérogènes que les montmorillonites. L'approche développée a également permis de décrire les modifications structurales induites par une perturbation chimique (influence du fond chlore, PH). Enfin, nous avons pu mettre en évidence le lien structural entre l'épaisseur des feuillets élémentaires et la quantité d'eau interfoliaire, pour laquelle un nouveau modèle structural, permettant de mieux décrire leur distribution de position, a été établi pour les feuillets bi-hydratés

  • Titre traduit

    Experimental investigation of smectite hydration by X-ray diffraction profile modeling of ool reflections. Implications for the impact of a thermal pulse on the clay mineralogy of the callovo-oxfordian formation (Meuse-Haute Marne site)


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    The structural modifications affecting the reactive mineral constituents of the clay barriers (smectite) and possibly resulting from the thermal pulse related to nuclear waste storage are essentially limited to the amount and location of the layer charge deficit. These modifications likely impact the hydratation properties of these minerals, and a specific methodology has thus been developed to describe, using simulation of X-ray diffraction profiles (00L reflections), these hydratation properties and specifically the heterogeneity resulting from the interstratification of different layer types, each exhibiting a specific hydration state. The detailed study of the hydration properties of a low-charge montmorillonite (octahedral charge) has shown that the affinity of the interlayer cation for water rules the hydration state and the tickness of hydrated smectite layers. If the layer charge is increased, the transition between the different hydration states is shifted, following a water desorption isotherm, towards lower relative humidities. In addition, the hydration of beidellites (tetrahedral charge) was shown to be more heterogeneous than that of montmorillonites. The developed methodology also allowed describing the structural modifications resulting from a chemical perturbation (chlorinated anionic background PH). Finally, the link between the tickness of elementary layers and the amount of interlayer water molecules has been evidenced. A new structure model has also been determined for these interlayer species allowing and improved description of their positional distribution in bi-hydrated interlayers.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2005 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Étude expérimentale de l'hydratation des smectites par simulation des raies 00l de diffraction des rayons X : implications pour l'étude d'une perturbation thermique sur la minéralogie de l'argilité du site Meuse-Haute Marne

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Informations

  • Détails : 326p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.309-326

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/GRE1/0132
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  • Cote : TS04/GRE1/0132/D

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