Synthèse et évaluation de complexants aqueux pour la séparation américium/curium Simon Chapron To cite this version: SimonChapron. Synthèseetévaluationdecomplexantsaqueuxpourlaséparationaméricium/curium. Chimie analytique. Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2014. Français. ￿NNT: 2014MON20055￿. ￿tel-01347107￿ HAL Id: tel-01347107 https://theses.hal.science/tel-01347107 Submitted on 20 Jul 2016 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. 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Merci à eux d’avoir accepté de juger ce travail et pour leurs remarques pertinentes et constructives ; …Stéphane Pellet-Rostaing qui m’a permis de réaliser cette thèse. Merci pour ton soutien sans faille et pour l’inspiration que tu as su m’insuffler aux bons moments. …mes encadrants : Cécile Marie et Guilhem Arrachart pour leurs enseignements et leur patience. Vous formez un super duo qui a su m’encourager, me faire réfléchir, et m’a permis de me réaliser à travers vos toutes vos remarques et vos interventions. Sans vous cette thèse n’aurais pas été possible. …Manuel Miguirditchian qui a donné vie à ce projet en m’accueillant au LEPS et dans les laboratoires d’ATALANTE. Merci pour tes conseils pertinents ainsi que pour ton incroyable connaissance de la chimie des procédés. J’ai énormément appris à tes côtés. …Fabien Burdet qui a eu l’idée de cette thèse et qui m’a fait rentrer dans cette aventure incroyable même si notre collaboration fût de courte durée. Merci également de m’avoir initié à l’apnée !! …toutes les personnes du Laboratoire d’Elaboration des Procédés de Séparation (LEPS) que j’ai eu la chance de côtoyer durant ces trois années, et en particulier : - Marie-Thérèse Duchesne. Merci de m’avoir mis à l’aise dès mon premier jour sur le centre et d’avoir entretenu ce climat de gaieté durant ces trois années ! Merci de m’avoir enseigné les arcanes d’ATALANTE et d’avoir rendu mes journées mémorables. Merci encore pour ta gentillesse, ton humour, ton dynamisme et ta joie de vivre. Tout ça c’est aussi grâce à toi. Team EXAm forever !! (même si on est plus que deux…) - Laurence Charreyre. Merci d’avoir été là pour m’écouter et me soutenir. Merci pour tes précieux conseils et pour ta « force tranquille » ! Enfin c’est aussi grâce à ton calme et ta sérénité que les embuches n’ont pas eu raison de moi. Merci pour tout ! - Justine Cambe. Merci pour ta candeur et ta spontanéité à nulle autre pareille. J’espère que tu prendras bien soin de ma Maria et de ma Lolo. - Sandra Lopez Morreira. Merci pour ta gentillesse et pour tous les fou-rires que l’on a pu prendre ensemble. Merci aussi de m’avoir appris à danser le « crého » (aucune idée de comment écrire ça…) et surtout merci d’avoir réussi à me supporter ! - Sonia Montel. Même si nous ne nous sommes pas croisés longtemps merci de garder la flamme des organiciens allumée au LEPS et au « trois-neuf-neuf ». Surtout merci pour ta bonne humeur constante, ton soutien indéfectible pendant la rédaction et pour les clopes… de professionnelle. - Anne Lelias. Pour avoir su trouver les mots dans les moments difficiles. …tous les membres du Laboratoire de Tri ionique et Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM) qui ont partagé cette thèse avec moi, et en particulier : - Raphaël Turgis pour m’avoir inspiré. Merci à toi d’avoir été là dans les bons et les mauvais moments. J’espère pouvoir un jour te ressembler. - Romain Besnard pour m’avoir remplacé en tant que bleusaille. Merci « Gros Pouce » pour les apéros et pour les discussions sur le sens de la vie jusqu’au bout de la nuit. Change rien mec ! - Antoine Leydier… “ . Merci Pon pon way pon pon… pon pon way pon way pon pon” d’avoir montré à tout le monde que ce n’était pas moi qui parlait fort mais eux qui parlaient doucement ! - Stéphanie Gracia, Aude Charlot et Cyrielle Rey pour m’avoir initié au monde de la conversation entre fille. Merci d’être bien plus trash que les mecs ! - Véronique Dubois pour avoir fait régner un ensemble d’ordre dans le labo. - Sandrine Dourdain pour avoir toujours été là pour discuter de la vraie question existentielle : Pourquoi la thèse c’est dur ? …Nathalie Boubals et Dominique Guillaumont du LILA ainsi que Vincent Pacary pour leurs apports indispensables qui m’ont permis d’enrichir mes réflexions et ce travail. …tous mes camarades thésards, stagiaires et intérimaires qui ont rendu ces trois dernières années merveilleuses, et en particulier : - Guillaume Garaix pour son flegme inébranlable et son sens de la mesure en toutes choses. Merci pour ta gentillesse, ton ouverture d’esprit, ta camaraderie, ta générosité, ta bonne humeur … Je ne vais pas faire la liste de toutes tes qualités ici, il me etc faudrait écrire un nouveau manuscrit. Mention spéciale à ton EVG dont je me souviendrai toute ma vie ! Attention derrière toi, E.T. ! - Sélim Georgette simplement pour être Sélim Georgette. Je crois que je ne me lasserai jamais des Sélimades, il faudra vraiment qu’on les publie un jour. Merci à toi d’être aussi impulsif et compulsif que moi, je me sens moins seul. PS : Comment vont tes poissons… heuuu crevettes. - Olivia Pécheur pour sa bonne humeur communicative et pour son organisation. Merci pour nos délires et pour avoir partagé avec moi . Mention « l’entre-deux mondes » spéciale au que je compte bien accrocher au-dessus de « cul de marmotte empaillé » ma cheminée… dès que j’en aurai une. - Anne-Lise Vitart pour ses sorties toujours aussi incroyables qu’inattendues. « Valise » Merci à toi pour ton empathie et ton humanité débordante. Merci également d’avoir été notre quota atteint de . « rouquinitude » - Matthieu Audras pour m’avoir appris, avec difficulté, à prononcer son nom de famille : Audra s ! Merci à toi pour ta gentillesse sans limite et ton dévouement exceptionnel. - Amaury Costagliola pour ton détachement et ta philosophie de vie qui m’a souvent permis de relativiser les choses. - Victor Haquin pour nos discussions existentielles. …ma famille sans qui jamais je n’en serais arrivé jusqu’ici. Merci pour votre soutien à toutes épreuves et d’avoir cru en moi. …Mélina Odorowski qui mériterait un titre royal pour m’avoir supporté durant toute cette thèse. Merci de ton soutien inébranlable, de m’avoir écouté, rassuré et transcendé. Merci d’avoir relu ce manuscrit, et pour tous tes inestimables conseils. Ce manuscrit existe grâce à toi et je te le dédie. Merci à toi d’être la personne que tu es ! J’espère pouvoir un jour t’apporter la moitié du bonheur que tu me donnes. Mention spéciale pour ta cuisine… Table des matières Introduction Générale Chapitre I : Séparation Américium/Curium par voie hydrométallurgique (bases théoriques et bibliographie) I.(cid:1) Propriétés physico-chimiques des actinides et des lanthanides ............................... 9(cid:1) II.(cid:1) Extraction liquide-liquide ................................................................................... 18(cid:1) III.(cid:1) Procédés de séparation ....................................................................................... 33(cid:1) IV.(cid:1) Conclusions ........................................................................................................ 43 Chapitre II : La séparation Am/Cm grâce au TEDGA dans le procédé EXAm I.(cid:1) Chimie du procédé EXAm ..................................................................................... 45(cid:1) II.(cid:1) Acquisition des données complémentaires sur l’effet de la concentration de cations sur le FS ............................................................................................................... 51(cid:1) Am/Cm III.(cid:1) Conclusion .......................................................................................................... 57 Chapitre III :Effets des chaines alkyle I.(cid:1) Etat de l’art des DGA ............................................................................................. 59(cid:1) II.(cid:1) Synthèse des DGA ............................................................................................. 66(cid:1) III.(cid:1) Etude des nouveaux DGA en extraction liquide-liquide .................................... 76(cid:1) IV.(cid:1) Conclusion .......................................................................................................... 85 Chapitre IV : Désymétrisation des chaines alkyle des amides I.(cid:1) Bibliographie des ligands ....................................................................................... 88(cid:1) II.(cid:1) Synthèse des ligands ........................................................................................... 89(cid:1) III.(cid:1) Evaluation des DGA secondaires en extraction liquide-liquide ......................... 91(cid:1) IV.(cid:1) Etude des DGA secondaires par spectroscopie infrarouge .............................. 100(cid:1) V.(cid:1) Conclusion sur l’étude des DGA secondaires .................................................. 102(cid:1) VI.(cid:1) Etude des DGA N-méthylés en extraction liquide-liquide ............................... 103(cid:1) VII.(cid:1) Conclusions sur l’étude des DGA N-méthylés ............................................. 106(cid:1) VIII.(cid:1) Conclusion générale ..................................................................................... 107 Chapitre V :Variation de la longueur de l’espaceur I.(cid:1) Etat de l’art sur les modifications de l’espaceur .................................................. 109(cid:1) II.(cid:1) Synthèse du TEDOODA et TETOUDA .......................................................... 114(cid:1) III.(cid:1) Extraction liquide-liquide ................................................................................. 116(cid:1) IV.(cid:1) Etude de complexation en milieu aqueux......................................................... 124(cid:1) V.(cid:1) Conclusion ........................................................................................................ 130 Conclusion générale et perspectives Références bibliographiques Annexe I : Protocole expérimental des expériences d’extraction liquide-liquide Annexe II : Synthèse des molécules Introduction Générale