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Propriétés physico-chimiques des fluides confinés

Par ailleurs, dans le cadre d’une collaboration suivie avec le laboratoire PCM2E de l’Université de Tours, nous nous intéressons aux propriétés de solvatation, de dissociation ainsi qu’à la dynamique de liquides ioniques. Ces études sont menées en exploitant notre savoir-faire tant sur les interprétations des mesures d’auto-diffusion RMN qui peuvent être réalisées sur les différentes espèces ioniques et le solvant que par l’exploitation des mesures de relaxation RMN. Ces données sont bien évidemment mises en relation avec celles des techniques expérimentales classiques d’électrochimie (conductivité, viscosité) obtenues au laboratoire PCM2E.

En exploitant la relaxométrie multi-quanta de Résonance Magnétique Nucléaire, nous avons développé une série de mesures originales afin de déterminer la mobilité spécifique de sondes moléculaires (eau) et ioniques (Li+, Na+, Cs+) confinées. La gamme temporelle ainsi explorée (entre la µs et la ms) complète les gammes de temps déjà étudiées par des méthodes plus classiques comme celles couvrant quelques picosecondes par INES, quelques nanosecondes par QENS, quelques millisecondes par PGSE ou encore quelques journées par self-diffusion de traceurs.


La relaxométrie multi-quanta permet de quantifier le temps de résidence (50 µs) des molécules d’eau dans l’espace interlamellaire de sédiments argileux. Des mesures de corrélation à deux temps d’une cohérence double quanta nous ont permis de déterminer l’échelle de temps (50 ms) requise pour l’échange des molécules d’eau entre des agrégats d’argile différemment orientés dans le sédiment. Cette approche novatrice a permis d’évaluer la capacité de rétention au sein de sédiments argileux de radionucléides de haute toxicité (Cs 134 et Cs 137). Ces travaux ont été réalisés dans le cadre du programme NEEDS en collaboration avec plusieurs chercheurs de laboratoires nationaux (PHENIX à Paris 6, IC2MP à Poitiers et LEGTI à Grenoble).