Evolution of rheological properties of nuclear bituminized waste products, towards an ageing/viscosity law - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2011

Evolution of rheological properties of nuclear bituminized waste products, towards an ageing/viscosity law

Évolution des propriétés rhéologiques des enrobés bitume, vers une loi vieillissement/viscosité

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Abstract

This work is a contribution to the understanding of rheological properties of bitumen and their evolution under gamma irradiation. The prediction of swelling ratio is necessary to evaluate the state of the containers, particularly during the reversibility phase of the storage. The objective of this work is thus to establish the rheological data its evolution under irradiation in order to predict the container swelling with time. After the rheological and thermal characterization of pure bitumen, a series of extrusion trials has been carried out. The state of dispersion essentially depends on the ratio N/Q (screw speed to feed rate). Extreme values of N/Q show the highest yield stress, indicating an improved dispersion state. The industrial bitumen compound exhibits the highest viscosity compared to model compounds, which limits bubble migration. Finally, the effect of gamma irradiation on pure bitumen and compounds behaviour has been studied. External and structural modifications have been evidenced. A theoretical model based on Krieger-Dougherty equation has been developed and shows a good agreement with experimental data.
Cette thèse est un apport à la compréhension de l'évolution des propriétés rhéologiques des enrobés bitume soumis à une irradiation γ. La prédiction du gonflement suivant la composition radiologique d'un enrobé est nécessaire pour évaluer l'intégrité des colis, en particulier durant la phase de réversibilité du stockage (durée séculaire). Le but de cette thèse est donc d'acquérir les données expérimentales rhéologiques et leur évolution sous irradiation pour in fine prédire l'évolution dans le temps des colis de bitume en terme de gonflement. C'est la raison pour laquelle une stratégie a été mise en place. Après avoir caractérisé le comportement du bitume exempt de sels grâce aux mesures rhéologiques et thermiques, une série d'extrusion d'enrobés modèles a été préparée. En extrusion bivis, l'état de dispersion dépend fortement des conditions opératoires (vitesse N et débit Q) et principalement du rapport N/Q ; des valeurs extrêmes de N/Q montrent un seuil d'écoulement élevé qui est un indicateur de l'amélioration de l'état de dispersion. Par ailleurs, l'enrobé industriel montre la viscosité la plus importante par rapport aux enrobé modèles, ce qui limite la migration des bulles. Une grande partie de ce travail a été consacrée à l'effet de l'irradiation γ sur le comportement du bitume et des enrobés. Des modifications externes et des changements structuraux ont lieu sous irradiation. A la fin de ce manuscrit, un modèle basé sur l'expression de Krieger-Dougherty a été établi et qui montre une très bonne adaptation aux résultats expérimentaux.
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Dates and versions

pastel-00628039 , version 1 (30-09-2011)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00628039 , version 1

Cite

Mouhamad Mouazen. Évolution des propriétés rhéologiques des enrobés bitume, vers une loi vieillissement/viscosité. Matériaux. École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. Français. ⟨NNT : 2011ENMP0026⟩. ⟨pastel-00628039⟩
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