Du cristal au plomb jusqu'aux déchets domestiques : rôle du plomb dans les verres et les vitrocéramiques : étude des systèmes PbO-SiO2, PbO-CaO-SiO2 et PbO-Al2O3-SiO2

par Ilyes Ben Kacem

Thèse de doctorat en Sciences des Matériaux

Sous la direction de Laurent Gautron et de Daniel R. Neuville.

Soutenue le 17-11-2017

à Paris Est , dans le cadre de École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec Laboratoire Géomatériaux et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne) (laboratoire) et de Laboratoire Géomatériaux et Environnement / LGE (laboratoire) .

Le président du jury était Laurent Cormier.

Le jury était composé de Laurent Gautron, Daniel R. Neuville, Louis Hennet.

Les rapporteurs étaient Nadia Pellerin, Sophie Pugnet Schuller.


  • Résumé

    Ce travail porte sur l’immobilisation du plomb dans les verres et les vitrocéramiques. Le premier volet de cette étude porte sur l’effet de l’incorporation du plomb sur la structure et les propriétés des verres silicatés. Il a été réalisé à partir de compositions de verre simples dans le binaire PbO-SiO2 et les deux ternaires PbO-CaO-SiO2 et PbO-Al2O3-SiO2. Le choix de ces compositions a permis de clarifier le rôle (Modificateur/formateur) du plomb dans ces verres. Des mesures de viscosité, de densité et de la température de transition vitreuse ont été effectuées sur les trois systèmes. Les résultats de ces analyses ont été complétés par des études spectroscopiques (spectroscopies Raman & d’absorption des rayons X) afin de lier les propriétés macroscopiques aux informations structurales dans un ordre à courte- et moyenne-distance. Le deuxième volet de cette étude porte sur la mise en œuvre et la caractérisation de vitrocéramiques obtenues par dévitrification. Les tests de dévitrification ont été effectués principalement sur quelques compositions issues des deux systèmes ternaires PbO-Al2O3-SiO2 et PbO-CaO-SiO2

  • Titre traduit

    From lead crystal up to domestic waste : role of lead in glass and glass-ceramics : study of PbO-SiO2, PbO-CaO-SiO2 and PbO-Al2O3-SiO2 systems


  • Résumé

    This thesis deals with the immobilization of lead in glasses and glass-ceramics. The first part of this study deals with the effect of the incorporation of lead on the structure and properties of silicate glass. It was conducted on simple glass compositions, in the binary PbO-SiO2 and the two ternaries PbO-CaO-SiO2 and PbO-Al2O3-SiO2. The choice of these compositions made it possible to clarify the role of lead (modifier / former) in these glasses. Measurements of viscosity, density and glass transition temperature were carried out on the three systems. The results of these analysis have been supplemented by spectroscopic studies (Raman and X-ray absorption spectroscopy) in order to link macroscopic properties to structural information in a short- and medium-range order. The second part of this study concerns the implementation and characterization of glass-ceramics obtained by devitrification. The devitrification tests were carried out mainly on some compositions resulting from the two ternary systems PbO-Al2O3-SiO2 and PbO-CaO-SiO2

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