Rôle de particules colloïdales sur la stabilité de mousses de décontamination

par Sylvain Guignot

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Sylvain Faure et de Michèle Adler.

Soutenue le 10-12-2008

à Paris Est , dans le cadre de Matériaux, Ouvrages, Durabilité, Environnement et Structures , en partenariat avec Laboratoire Physique des Matériaux Divisés et des Interfaces (LPMDI) (laboratoire) et de Commissariat à l'énergie atomique (CEA) (EPIC) .

Le jury était composé de Sylvain Faure, Michèle Adler, Pierre Adler, Annie Colin, Olivier Pitois, Thierry Prévost.

Les rapporteurs étaient Pierre Adler, Annie Colin.


  • Résumé

    Nous étudions la stabilisation de mousses de décontamination nucléaire par des particules minérales hydrophiles et hydrophobes. La particule hydrophobe est une silice colloïdale greffée, et semble permettre de modifier les propriétés viscoélastiques d'une interface modèle eau-air. Les particules hydrophiles sont des agglomérats de silice pyrogénée, qui confèrent aux solutions moussantes un comportement rhéologique thixotrope et à seuil. Les mousses résultantes conservent jusqu'à 75 % de leur liquide initial sur plusieurs heures. Nous expliquons ce drainage particulier par l'effet de confinement, étudié dans un milieu poreux rigide et dans une mousse aux interfaces mobiles et au diamètre de bulle contrôlé. Un seuil de percolation apparaît dans le milieu poreux, mais disparaît dans la mousse du fait de la déformabilité des interfaces. Le liquide y est retenu dans les agglomérats piégés dans les bords de Plateau et les nœuds. L'ensemble des résultats a fait l'objet d'un dépôt de brevet

  • Titre traduit

    Effect of colloidal particles on the stability of nuclear decontamination foams


  • Résumé

    This study aims to highlight the stabilization of nuclear decontamination foam by hydrophilic and hydrophobic mineral particles. Hydrophobic particles consist of homogeneously-grafted colloidal silica, and we have examined their ability to make an ideal gas-liquid interface viscoelastic. Hydrophilic particles are micrometric agglomerates of fumed silica, which turn foaming solutions into thixotropic yield-stress materials. The resulting foams can retain up to 75 % of their initial liquid during several hours. These remarkable drainage kinetics are explained with regards to the confining of agglomerates, studied both in a specifically-developed rigid porous media and in a foam with mobile interfaces and size-controlled bubbles. A percolation threshold appears in the porous media but can not take place in the foam owing to the interfaces deformability. Liquid is retained in the porous agglomerates trapped within the foam channels. The whole results have been patented

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