Chimie des éléments
Le laboratoire
Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien
Département de Recherches Subatomiques
UMR CNRS-UdS 7178 LC4
23, rue du Loess BP 28
67037 STRASBOURG Cedex 2
Tel : 03 88 10 66 55
Directrice du Laboratoire : Christelle ROY (DR CNRS)
Responsable de l'équipe "Radiochimie" : Rémi BARILLON (PR UdS)
Responsable de l'équipe "RAMSES" : Abdel-Mjid NOURREDINE (PR UdS)
Autres chercheurs impliqués : Mireille DEL NERO (CR CNRS), Catherine GALINDO (IR CNRS), Olivier COURSON (IR CNRS)
Compétences : http://iphc.in2p3.fr
Fiche de compétences de l'IPHC
Les travaux dans RÉALISE pour 2007-2014
Les travaux de recherche des groupes de l’IPHC impliqués dans REALISE s’inscrivent dans le cadre d’études visant à caractériser les processus qui contrôlent la migration / rétention de radioéléments dans l’environnement. Ils se focalisent sur la caractérisation des équilibres d’adsorption qui régissent la rétention des actinides et autres (radio-)éléments (lanthanides) sur des surfaces minérales des sols et des roches et leur mobilité dans les eaux naturelles.
On connaît mal la nature des espèces de surface formés dans les systèmes minéral / anion / (radio-)éléments (e.g. ion uranyle et lanthanide) d’intérêt pour les milieux naturels. Peu d’études ont visé à identifier, au cours du processus d’adsorption, à la fois les espèces in-situ à l’interface solide / solution et les espèces aqueuses dans la solution au contact du minéral. Ce type d’étude est indispensable à la détermination des équilibres chimiques qui contrôlent la mobilité/rétention des lanthanides, de l’uranium -ou autres éléments- dans l’environnement, et à la modélisation du cycle de ces éléments dans différents milieux naturels.
Dans ce projet, nous proposons d’acquérir des données structurales, cinétiques et thermodynamiques fiables permettant de modéliser la sorption des radioéléments dans des systèmes minéral / solution d’intérêt. L’acquisition se fera à partir du développement d’un montage expérimental innovant permettant l’analyse in–situ à la fois de la spéciation surfacique et de la spéciation aqueuse dans le système. Il s’agira de:
- caractériser la structure, la composition et la stabilité des espèces de surface qui coexistent dans des systèmes minéral / anion / radioélément d’intérêts,
- comprendre leur dépendance vis-à-vis des caractéristiques de la surface et de la solution,
- déterminer avec fiabilité les mécanismes réactionnels et équilibres de l’adsorption.
Nous obtiendrons ainsi des données indispensables au développement de modèles prédictifs, thermodynamiques et cinétiques, qui seront appliqués à la modélisation de la migration des éléments dans l’environnement.
Le groupe de Chimie Nucléaire du Département de Recherches Subatomiques (DRS) est d’ores et déjà équipée d’un montage expérimental permettant d’identifier les espèces de surface in-situ par une technique performante qui est la spectroscopie ATR-FTIR, mise en place en flux continu. Dans le projet, nous proposons de compléter cet équipement pour mettre en place le suivi en ligne de la spéciation aqueuse, par spectroscopie de luminescence résolue en temps (SLRT) et par spectrométrie MS-MS, de la solution percolant au contact du solide. Ce montage innovant sera un outil essentiel pour mener à bien des études cinétiques et thermodynamiques systématiques de l’adsorption de radioéléments en présence ou en l’absence de ligands organiques / inorganiques. Il constituera la première installation de ce type au niveau national, et permettra aux équipes alsaciennes de contribuer, au plus haut niveau scientifique et technique, à l’acquisition de connaissances fondamentales du comportement des radioéléments à l’interface minéral / solution et au développement de modèles prédictifs qui seront appliqués à la modélisation de la migration des éléments dans l’environnement.
Article : Plate-forme expérimentale pour l'étude de l'adsorption de polluants à l'interface minéral/eau
Thèses soutenues depuis 2010
Eric Halter. « Spéciation des ions phosphate et uranyle à l’interface corindon colloïdal / solution. Etude expérimentale et analyses spectroscopiques in-situ ». Thèse de Doctorat de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris (ED398), soutenue le 15 mars 2010.
Publications avec Comité de Lecture 2007-2013
2013
Del Nero M., Galindo C., Bucher G., Georg S., Mazan V., Barillon R. 2013. Speciation of oxalate at corundum colloid-solution interfaces and its effect on colloid aggregation under conditions relevant to freshwaters. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 418, 165-163.
Galindo C., Del Nero M. 2013. Trace Level Uranyl Complexation with Phenylphosphonic Acid in Aqueous Solution: Direct Speciation by High Resolution Mass Spectrometry. Inorganic Chemistry 52, 4372-4383.
2012
Del Nero M., Galindo C., Bucher G., Barillon R. 2012. Monitoring dynamics ofspecies and adsorption reactions at the corundum-oxalate-solution interface by in-situ ATR-FTIR. Mineralogical Magazine 76(6), 1638.
Galindo C., Del Nero M., Courson O., Georg S. 2012. U(VI)-organic phosphate complex formation studied by ESI-FTMS. Mineralogical Magazine 76(6), 1734.
2011
Del Nero M., Galindo C., Barillon R., Madé B. 2011. TRLFS Evidence for Precipitation of Uranyl Phosphate on the Surface of Alumina: Environmental Implications. Environmental Science and Technology, 45(9), 3982–3988.
2010
Del Nero M., Galindo C., Barillon R., Halter E., Madé B. 2010. Surface reactivity of α-Al2O3 and mechanisms of phosphate sorption: In situ ATR-FTIR spectroscopy and ζ potential studies. Journal of Colloid and Interface Science, 342(2), 437-444.
Galindo C., Del Nero M., Barillon R., Halter E., Madé B. 2010. Mechanisms of uranyl and phosphate (co)sorption: Complexation and precipitation at α-Al2O3 surfaces. Journal of Colloid and Interface Science, 347(2), 282-289.
Halter E., Montgomery P., Montaner D., Barillon R., Del Nero M., Galindo C., Georg S. 2010. Characterization of inhomogeneous colloidal layers using adapted coherence probe microscopy, Applied Surface Science, 256(21), 6144-6152.
Del Nero M., Galindo C., Barillon R., 2010. Surface Precipitation at the Al2O3 / Uranyl Phosphate Solution Interface, Goldschmidt Conference Abstracts 2010-D, A221, Knoxville, USA, 13-18 June 2010, Geochimica Cosmochimica Acta 74(12), Supplement 1.
2009
Del Nero M., Galindo C., Halter E., Madé B., 2009. Spectroscopic studies of uranyl sorption in PO4 / Al2O3 systems, Goldschmidt Conference Abstracts 2009-D, Davos, Switzerland, 21-24 June 2009, Geochimica Cosmochimica Acta 73(13), Supplement 1.
2007
C. Galindo, L Mougin, S. Fakhi, A. Nourreddine, A. Lamghari, H. Hannache. 2007. Distribution of naturally occurring radionuclides (U, Th) in Timahdit black shale (Morocco), Journal of environmental Radioactivity 92, 41-54.
C. Galindo, L Mougin, A. Nourreddine. 2007. An improved radiochemical separation of uranium and thorium in environmental samples involving peroxide fusion, Applied Radiation and Isotopes 65, 9-16.
