Résumé
Depuis les années 1950, le bitume est utilisé comme matrice d’enrobage pour le conditionnement des boues radioactives issues du traitement du combustible nucléaire. Ces enrobés bitumineux représentent une part importante des déchets destinés au projet CIGEO, qui prévoit le stockage d’environ 42 000 fûts de moyenne activité, vie longue (MA-VL) dans le centre géologique profond de Bure. Sous l’effet de l’auto-irradiation, le bitume subit des phénomènes de radiolyse conduisant à la production de bulles de gaz, principalement d’hydrogène. L’accumulation de ces gaz dans la matrice bitumineuse peut provoquer son gonflement et modifier progressivement ses propriétés physico-chimiques et mécaniques. Ces évolutions, dépendantes de la dose en kGy et du débit de dose en Gy/h, peuvent affecter le comportement des colis de déchets, notamment en situation accidentelle (incendie par exemple). La compréhension des mécanismes de formation, d’accumulation et d’évacuation des bulles de radiolyse représente donc un enjeu majeur pour la sûreté des installations de stockage. Cependant, les enrobés bitumineux étant des matériaux opaques, il est impossible d’observer par méthode optique, en temps réel, ces bulles. La micro-tomographie X permet d’accéder à leur répartition, mais ne permet pas un suivi en continu pendant l’irradiation, ni des mesures à haute température [1]. Une collaboration entre l’ASNR (PSN-RES/SCA et PSE-ENV/SPDR), et l’IES (Institut d’Électronique et des Systèmes, Université de Montpellier, CNRS), a ainsi été initiée afin de développer une méthode de porosimétrie par spectroscopie ultrasonore visant à terme à suivre sous flux gamma l’apparition des bulles ainsi que leur comportement en cas d’élévation de température. Les essais sont réalisés sur des cellules types permettant aussi de suivre le relâchement gazeux. Dans cette communication nous présenterons, dans un premier temps, les courbes maîtresses obtenues pour du bitume pur par méthode ultrasonore [2], essentielles pour ensuite interpréter les mesures sur bitume bulleux. Dans un second temps, des caractérisations par spectroscopie ultrasonore de bitume bulleux (issu de bitume irradié sous flux gamma (Cobalt 60) dans la cellule IRMA à Saclay) seront présentées et comparées à celles obtenues par tomographie-X après irradiation. Nous mettrons l’accent sur les modèles de diffusion multiple des ultrasons dans les milieux bulleux utilisés dans ce travail pour résoudre le problème inverse [3,4].Références :[1] L. Millot et al., EPJ-N. 10,4 (2024)[2] D. Laux et al., EPJ-N. 10,1 (2024)[3] D. Laux et al., EPJ-N. 11, 35 (2025)[4] D. Laux et al., EPJ Web of Conferences, Volume 338 (2025)