EP1421165B1 - Procede de traitement d'une surface par un gel de traitement, et gel de traitement - Google Patents

Procede de traitement d'une surface par un gel de traitement, et gel de traitement Download PDF

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EP1421165B1
EP1421165B1 EP02760387A EP02760387A EP1421165B1 EP 1421165 B1 EP1421165 B1 EP 1421165B1 EP 02760387 A EP02760387 A EP 02760387A EP 02760387 A EP02760387 A EP 02760387A EP 1421165 B1 EP1421165 B1 EP 1421165B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gel
treatment
weight
mixture
inorganic
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02760387A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP1421165A1 (fr
Inventor
Sylvain Faure
Bruno Fournel
Paul Fuentes
Yvan Lallot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orano Demantelement SAS
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP1421165A1 publication Critical patent/EP1421165A1/fr
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/001—Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
    • G21F9/002—Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D17/00—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
    • C11D17/0008—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties aqueous liquid non soap compositions
    • C11D17/003—Colloidal solutions, e.g. gels; Thixotropic solutions or pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/04—Water-soluble compounds
    • C11D3/042—Acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/04—Water-soluble compounds
    • C11D3/046—Salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/12—Water-insoluble compounds
    • C11D3/124—Silicon containing, e.g. silica, silex, quartz or glass beads
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/025—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions acidic pickling pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/14—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions

Definitions

  • the present invention relates to a method of treating a surface with a gel, as well as to a treatment gel that can be used in such a process.
  • the treatment may be for example a decontamination treatment, for example radioactive or organic, a pickling treatment or a degreasing treatment of a surface.
  • the gels of the prior art do not dry or in several tens of hours and must all be removed after a few hours by rinsing with water.
  • the rinsing also makes it possible to interrupt the action of the gel on the wall and to control the duration of action of the gel.
  • Rinsing has the disadvantage of generating liquid effluents of the order of 10 L of water per kg of gel used. These decontamination effluents in the case of radioactive decontamination are treated in existing nuclear material treatment facilities. This requires in-depth studies on the management of these effluents and their impact vis-à-vis the facilities treatment circuits. In addition such gels that must be rinsed can not be used to treat installation surfaces that must not be flooded.
  • the present invention is specifically intended to provide a method of treating a surface with a gel, and a treatment gel for use in such a process, which overcomes the aforementioned drawbacks of the prior art.
  • the gel dries by fracturing.
  • concentrations are expressed in moles per liter of gel in the present text.
  • the gel drying temperature in the treatment process is between 20 and 30 ° C, and the relative humidity between 20% and 70%.
  • AEROSIL fumed silicas "Cab-O-Sil” M5, H5 or EH5 (trademarks) marketed by CABOT and pyrogenic silicas marketed by Degussa under the name AEROSIL (trademarks).
  • fumed silicas AEROSIL 380 (trade mark) silica with a specific surface area of 380 m 2 / g, which offers the maximum viscosity properties for a minimum mineral filler, will be preferred.
  • the precipitated silica may be obtained, for example, by mixing a solution of sodium silicate and an acid.
  • the preferred precipitated silicas are marketed by DEGUSSA under the name SIPERNAT 22 LS and FK 310 (trademarks).
  • the viscosifying agent of the gel of the present invention is therefore a mixture of the two types of silicas mentioned above, pyrogenated and precipitated.
  • the mixture of the silicas is preferably at a concentration of 5 to 10% by weight of the gel to ensure drying of the gel at a temperature of between 20 ° C. and 30 ° C. and relative humidity of between 20 and 70% on average at 2 ° to 5 hours. Indeed, such a mixture unexpectedly influences the drying of the gel and the particle size of the residue obtained.
  • the dry gel is in the form of particles of controlled size ranging from 0.1 to 2 mm thanks in particular to the aforementioned compositions of the present invention.
  • a precipitated silica for example FK 310 (trademarks)
  • an 8% silica gel for example AEROSIL 380 (trademarks)
  • the active treatment agent may be an acid or a mixture of inorganic acids, preferably selected from hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and phosphoric acid or a mixture thereof.
  • the acid is preferably present at a concentration of 0.1 to 7 mol / l, more preferably 0.5 to 4 mol / l, to ensure drying of the gel at a temperature between 20 ° C and 30 ° C and relative humidity between 20 and 70% on average in 2 to 5 hours.
  • the treatment gel according to the invention may also contain, as active treatment agent, a base, preferably a mineral base preferably chosen from sodium hydroxide, potassium hydroxide or mixtures thereof.
  • a base preferably a mineral base preferably chosen from sodium hydroxide, potassium hydroxide or mixtures thereof.
  • the base is advantageously present at a concentration of less than 2 mol / l, preferably between 0.5 and 2 mol / l, more preferably between 1 and 2 mol / l to ensure drying of the gel at a temperature of between 20 ° C. and 30 ° C and relative humidity between 20 and 70% on average in 2 to 5 hours
  • the gel of the invention may contain an oxidizing agent, for example at a concentration of 0.5 to 1 mol / l, which has a normal oxidation-reduction potential greater than 1400 mV in a strong acid medium, that is to say, an oxidizing power greater than that of permanganate.
  • an oxidizing agent for example, such oxidizing agents may be Ce (IV) Co (III) and Ag (II).
  • the oxidizing agents are generally associated with a mineral acid, such as nitric acid at a moderate concentration of less than 2 mol / l, and allowing rapid drying of the gel.
  • Cerium is generally introduced in the form of electrogenerated cerium (IV) nitrate Ce (NO 3 ) 4 or hexanitrate cerium (NH 4 ) 2 Ce (NO 3 ) 5 .
  • a typical example of an oxidizing decontamination gel according to the invention consists of a colloidal solution comprising 0.1 to 0.5 mol / l of This (NO 3 ) 4 or (NH 4 ) 2 Ce (NO 3 ) 6 , from 0.5 to 2 mol / l of nitric acid and from 5 to 15% by weight of silica.
  • the gels of the invention can easily be prepared at room temperature by adding to an aqueous solution the mineral gelling agent consisting of the silica mixture which preferably has a high specific surface area, for example greater than 100 m 2 / g. .
  • a viscosity of at least 350 mPa.s and a viscosity recovery time of less than one second are preferred so that the gel can be sprayed, remotely or not, on the surface to be treated without pouring.
  • the objective of the present invention is therefore also to provide gels with controlled duration of action by a fast drying time, sufficient to ensure the treatment of the surface, usually between 2 and 5 hours, and even between 2 and 3 hours at a temperature between 20 ° C and 30 ° C and average relative humidity between 20 and 70%.
  • the gels according to the invention comprise a mixture of viscosifying agents and an active decontamination agent at the above concentrations, the drying of the gel leads to a dry residue having an ability to easily detach from the support. Thus, no rinsing with water is necessary and the process thus generates no secondary effluent.
  • the gels of the present invention can be generally described as colloidal solutions comprising a mixture of silicas and an active treatment agent, for example an acid, a base, an oxidizing agent, a reducing agent or a mixture thereof, which is chosen in particular according to the nature of the treatment and the surface to be treated.
  • an active treatment agent for example an acid, a base, an oxidizing agent, a reducing agent or a mixture thereof, which is chosen in particular according to the nature of the treatment and the surface to be treated.
  • an alkaline gel having degreasing properties can be used.
  • the removal of a hot and cold-fixed contamination on a stainless steel surface can be done by means of an oxidizing gel.
  • the dissolution of oxide layers can be done by means of a reducing gel which will preferably be used in addition to the oxidizing gel and alternately.
  • a cold-fixed contamination on a ferritic steel can be removed for example by means of an acid gel.
  • the gel may be applied to the surface to be treated by conventional methods such as spraying with a spray gun or with a brush, for example a brush to be decontaminated.
  • the viscous colloidal solution may for example be conveyed via a low pressure pump ( ⁇ 7 bars) and the bursting of the gel jet on the surface may be obtained with a flat or round nozzle.
  • the sufficiently short viscosity recovery time allows the sprayed gel to adhere to the wall.
  • the amounts of gel deposited on the surface to be treated are generally 100 to 2000 g / m 2 , preferably 100 to 1000 g / m 2 , more preferably 300 to 700 g / m 2 . They influence the drying time of the gel.
  • the drying time of the gel of the present invention depends mainly on its composition within the concentration ranges defined above. It is generally between 2 and 5 hours, more precisely between 2 and 3 hours, at a temperature of between 20 ° C. and 30 ° C. and a mean relative humidity of between 20 and 70%.
  • the dry residue obtained after drying can be easily removed, for example by brushing and / or suction, but also by gas jet, for example compressed air.
  • the treatment of the surface can be renewed each time with the same gel or with gels of different nature during the different successive stages, each of these steps including the application of the gel, the maintenance of the gel on the surface during the treatment of the surface and its drying, as well as the removal of the dry residue obtained.
  • the present invention is generally applicable to the treatment, for example of decontamination, of metal surfaces, important or not, which are not necessarily horizontal, but which can be inclined or even vertical.
  • Treatment means any surface treatment for cleaning, decontaminate or etch said surface. It may be for example a radioactive or organic decontamination treatment (eg removal of microorganisms, parasites etc ...), a pickling treatment for removing oxides or a degreasing treatment of a surface.
  • a radioactive or organic decontamination treatment eg removal of microorganisms, parasites etc
  • a pickling treatment for removing oxides or a degreasing treatment of a surface.
  • the present invention can be used to treat all kinds of surfaces such as metal surfaces, plastic surfaces, vitreous material surfaces, etc.
  • compositions of the gels of the present invention according to the surface to be treated and the treatment to be carried out.
  • the present invention may advantageously be used for example in the nuclear field for decontaminating tanks, ventilation ducts, storage pools, glove boxes, etc. It can be used both for periodic maintenance of existing installations and for the remediation of installations.
  • the present invention thus also relates to a method for decontaminating an installation.
  • the decontamination process can comprise a dedusting of the installation to be treated, followed by a treatment of the installation at by means of a treatment method according to the present invention.
  • the dedusting of the installation to be treated can be achieved for example by brushing, blowing or dust extraction to remove solid unbound contamination.
  • This pretreatment can be carried out for example on the stainless steel ventilation ducts of nuclear installations which contain large quantities of dust.
  • the treatment method of the present invention can then be used by applying one or more gel passes of the invention to remove the contamination attached to the inner walls of the sheaths.
  • the gels dry completely after having acted on the surface and are easily detached from the wall by suction.
  • Te represents the evaporation rate as a percentage of the initial quantity of solvent
  • ts the drying time in minutes
  • T the drying temperatures for each curve in ° C
  • Hr the relative humidity level during the different tests expressed as a percentage.
  • the amount of gel deposited on the surface had only a slight influence on the drying characteristics and more particularly on the detachability. Different amounts of gel ranging from 0.1 to 2 kg of gel per m 2 were deposited on surfaces. The amounts of about 0.3 kg.m -2 to about 0.7 kg.m -2 are preferred.
  • the drying conditions are the most important parameters in the process of the present invention. Among them is the drying temperature and the moisture content of the drying air. The existence of a convective current is also important. The influence of these parameters was assessed quantitatively by plotting drying charts.
  • the temperature range which is retained is 20 ° C to 30 ° C and the relative humidity range of drying air 20% to 70%, the relative humidity being defined as the ratio of the vapor pressure of water at a given temperature at the saturation vapor pressure of the water at the same temperature.
  • New 304 L stainless steel parts are gel coated.
  • the amount of gel deposited is 0.5 kg.m -2 ( ⁇ 5%) for the following tests when this is not specified.
  • the silicas are pre-mixed in a cylindrical beaker tours.min 800 -1 using a propeller stirrer to ensure intimate mixing of the silica.
  • When preparing the gel was stirred at 500 tours.min -1 by the same stirring system.
  • Coated samples are placed in a climatic chamber at controlled temperature and humidity.
  • the climate chamber is a KBF trademark with a volume of 115 liters.
  • Humidity control is provided by steam injection generated by the passage of an electric current through humidifier.
  • the speed of the convective current at the surface of the samples can be considered as identical for all the cases and of very low intensity.
  • the mass of the coating over time is monitored for each set temperature / humidity pair.
  • the curves obtained have the same pace as at 30 ° C. However, the drying times are lengthened.
  • the total drying is obtained at 35% humidity in a time of the order of 5 hours. Considering the test carried out at 30 ° C it is determined by extrapolation that with a relative humidity of 20% the total drying time for this value at 25 ° C is between 3 hours and 5 hours. At 50% humidity the extrapolated total drying time is 9 hours which remains acceptable in a surface treatment process.
  • the test carried out in the DEMETER cell is superimposed with the test carried out at 42% relative humidity in the climatic chamber. This allows to derive a pair of values representative of the atmosphere of an armored cell, ie approximately 20 ° C. and 42% relative humidity. This analogy does not take into account a possible deviation of the convection between the climatic chamber and the armored cell.
  • FIG. 4 gathers curves made for three quantities of gel deposited at 20 ° C. and at 42% relative humidity.
  • the humidity levels plotted on the ordinate vary in proportion to the drying speed.
  • the direct comparison of one temperature with the other is not possible because the characteristic times retained are not identical for all the temperatures.
  • the drying charts set forth in this example allow the drying times required during an application of the process of the present invention to be provided provided that the air temperature of the sheath and its relative humidity are known.
  • the area representative of the atmosphere of an armored cell was estimated centered around the following values: temperature: 20 ° C and relative humidity: 40%. These values were obtained by analogy by carrying out a drying test in the DEMETER (trademark) cell.
  • the charts show good compatibility as soon as the temperature is above 20 ° C and the humidity is below about 40%. For lower temperatures or higher humidities, it may be necessary to implement a convective regime in the sheath which can be achieved with a half-speed operation.
  • AEROSIL 380 (trademark) which is a fumed silica with a high specific surface area of 380 m 2 / g, and from 0.5% to 1% by weight of precipitated silica FK 310 (trademark).
  • the present invention provides a gel having characteristics similar to those of a conventional decontamination gel as long as it is not dry in terms of contact time and composition.
  • the gel when the gel is dry, its residues are of controlled size relatively independently of the drying characteristics thanks to the addition of precipitated silica.
  • the advantages are in particular the absence of pulverulent residue, the sizes obtained being of the order 0.1 to 3 mm, facilitating the debondability of the surface residue, and recovery by brushing or aspiration.
  • AEROSIL 380 (trade mark) silica gels and a mixture of nitric acid and phosphoric acid were prepared.
  • the concentration of each of the two acids is preferably less than 2 mol / l. Beyond this, the gel does not dry at a temperature of 25 ° C and a relative humidity of 40%. For a concentration of each of the two acids of between 1 and 2 M, the drying times observed at a temperature of 25 ° C and a relative humidity of 40% vary between 2 and 4 hours.
  • a gel (HNO 3 1M / H 3 PO 4 1M) was in particular prepared and tested in terms of decontamination on aluminum flanges from a pneumatic transfer network of a nuclear waste reprocessing plant.
  • Decontamination factors of the order of 14 (Cs 137, Eu 154) were obtained after a single gel pass (Cs 137: from 1300 Bq / cm 2 to 110 Bq / cm 2 ) and the surface activity was be lowered below 50 Bq / cm 2 with an extra pass.
  • an oxidizing gel according to the invention was prepared using 3 M nitric acid and 0.1 to 0.3 M Ce (IV). ).
  • the gels dry quickly in less than 3 hours and easily peel off with a brush.
  • the corrosion results obtained by coating 500 g / m2 on inconel are quite interesting since generalized erosion is effect between 0.1 and 0.3 ⁇ m.

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Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention se rapporte à un procédé de traitement d'une surface par un gel, ainsi qu'à un gel de traitement utilisable dans un tel procédé.
  • Le traitement peut être par exemple un traitement de décontamination, par exemple radioactive ou organique, un traitement de décapage ou un traitement de dégraissage d'une surface.
  • Il peut être utilisé sur toutes sortes de surfaces à traiter, telles que des surfaces métalliques, des surfaces en matières plastiques, des surfaces de matériaux vitreux etc...
    • ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
  • Les gels de l'art antérieur ne sèchent pas ou en plusieurs dizaines d'heures et doivent tous être éliminés au bout de quelques heures par rinçage à l'eau. Le rinçage permet aussi d'interrompre l'action du gel sur la paroi et de contrôler la durée d'action du gel.
  • Le rinçage présente l'inconvénient de générer des effluents liquides de l'ordre de 10 L d'eau par kg de gel utilisé. Ces effluents de décontamination lorsqu'il s'agit de décontamination radioactive sont traités dans les installations existantes de traitement de matières nucléaires. Ceci impose donc des études approfondies sur la gestion de ces effluents et sur leur impact vis-à-vis des circuits de traitement des installations. En outre de tels gels qui doivent être rincés ne peuvent pas être utilisés pour traiter des surfaces d'installation qui ne doivent pas être inondées.
  • Les documents FR-A-2 380 624, EP-A-0 589 781 et FR-A-2 656 949 décrivent des gels de décontamination de surface. Ces gels sont à base de silice ou d'alumine. Ces documents ne décrivent pas de gel pour lesquels la durée de séchage, le décollement des résidus secs de gel de la surface et la taille de ces résidus sont contrôlés.
    • EXPOSE DE L'INVENTION
  • La présente invention a précisément pour but de fournir un procédé de traitement d'une surface par un gel, ainsi qu'un gel de traitement utilisable dans un tel procédé, qui surmonte les inconvénients précités de l'art antérieur.
  • Le procédé de traitement comprend dans cet ordre les étapes suivantes :
    • application du gel de traitement sur la surface à traiter, le gel de traitement étant le gel de traitement de la présente invention tel que défini ci-dessous,
    • maintien du gel de traitement sur la surface à traiter à une température et humidité relative telles que le gel sèche et qu'il ait le temps de traiter la surface avant de former un résidu sec et solide, et
    • élimination du résidu sec et solide de la surface traitée.
  • De préférence, selon l'invention, le gel sèche en se fracturant.
  • Les intérêts d'un tel traitement, dit par gel « aspirable », par rapport aux traitements de l'art antérieur sont nombreux. D'abord, il présente les avantages des traitements par gel. Par exemple, il permet d'éviter lors d'une décontamination sur place » d'installations radioactives, les projections de solutions aqueuses produisant de grandes quantités d'effluents radioactifs pour une efficacité limitée en raison du faible temps de contact avec les pièces.
  • Ensuite, il permet d'éviter l'opération classique de rinçage du gel par l'eau ou un autre liquide et ne produit ainsi aucun effluent liquide à traiter par la suite. Il en découle une diminution de la quantité d'effluents et une simplification en terme de filière globale de traitement par exemple de décontamination.
  • Le gel de traitement de la présente invention est constitué d'une solution colloïdale comprenant :
    • 5 à 25% en poids, de préférence de 5 à 15% en poids, par rapport au poids du gel, d'un mélange de silice pyrogénée et de silice précipitée,
    • 0, 5 à 4 mol/l d'un agent actif de traitement, et
    • éventuellement de 0,05 à 1 mol/l d'un agent oxydant ayant un potentiel normal d'oxydoréduction E0 supérieur à 1,4 v en milieu acide fort ou de la forme réduite de cet agent oxydant.
  • Les concentrations sont exprimées en moles par litre de gel dans le présent texte.
  • Des variantes et modes particuliers de réalisation du procédé de l'invention et du gel de l'invention sont tels que définis dans le jeu de revendications annexé.
  • Selon l'invention, la température de séchage du gel dans le procédé de traitement est comprise entre 20 et 30°C, et l'humidité relative entre 20% et 70%.
  • On peut notamment citer les silices pyrogénées "Cab-O-Sil" M5, H5 ou EH5 (marques de commerce) commercialisées par la société CABOT et les silices pyrogénées commercialisées par la société DEGUSSA sous l'appellation AEROSIL (marques de commerce). Parmi les silices pyrogénées, on préférera la silice AEROSIL 380 (marque de commerce) d'une surface spécifique de 380 m2/g qui offre les propriétés viscosantes maximales pour une charge minérale minimale.
  • La silice précipitée peut être obtenue par exemple humide par mélange d'une solution de silicate de soude et d'un acide. Les silices précipitées préférées sont commercialisées par DEGUSSA sous le nom de SIPERNAT 22 LS et FK 310 (marques de commerce).
  • L'agent viscosant du gel de la présente invention est donc un mélange des deux types de silices précités, pyrogénée et précipitée. Le mélange des silices est de préférence à une concentration de 5 à 10% en poids du gel pour assurer un séchage du gel à température comprise entre 20°C et 30°C et humidité relative comprise entre 20 et 70 % en moyenne en 2 à 5 heures. En effet, un tel mélange influence de manière inattendue le séchage du gel et la granulométrie du résidu obtenu.
  • En effet, le gel sec se présente sous la forme de particules de taille contrôlée allant de 0,1 à 2 mm grâce notamment aux compositions précitées de la présente invention.
  • Par exemple, l'ajout de 0,5 % en poids d'une silice précipitée, par exemple FK 310 (marques de commerce), à un gel à 8% de silice, par exemple AEROSIL 380 (marques de commerce), augmente la granulométrie du résidu sec et conduit à des résidus de taille millimétrique facilitant l'élimination, ou la récupération, par brossage ou aspiration.
  • L'agent actif de traitement peut être un acide ou un mélange d'acides inorganiques, de préférence choisis parmi l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique, l'acide sulfurique et l'acide phosphorique ou un mélange de ceux-ci. L'acide est de préférence présent à une concentration de 0,1 à 7 mol/l, de préférence encore de 0,5 à 4 mol/l, pour assurer un séchage du gel à température comprise entre 20°C et 30°C et humidité relative comprise entre 20 et 70 % en moyenne en 2 à 5 heures.
  • Le gel de traitement selon l'invention peut également contenir en tant qu'agent actif de traitement une base de préférence une base minérale choisie de préférence parmi la soude, la potasse ou leurs mélanges.
  • La base est avantageusement présente à une concentration inférieure à 2 mol/l, de préférence entre 0,5 et 2mol/l, de préférence encore entre 1 et 2 mol/l pour assurer un séchage du gel à température comprise entre 20°C et 30°C et humidité relative comprise entre 20 et 70 % en moyenne en 2 à 5 heures
  • Enfin, le gel de l'invention peut contenir un agent oxydant, par exemple à une concentration de 0,5 à 1 mol/l, qui présente un potentiel normal d'oxydo-réduction supérieur a 1400 mV en milieu acide fort, c'est-à-dire un pouvoir oxydant supérieur à celui du permanganate. A titré d'exemple, de tels agents oxydants peuvent être le Ce(IV) le Co(III) et l'Ag(II).
  • Les agents oxydants, parmi lesquels le cérium IV est préféré, sont généralement associés à un acide minéral, comme de préférence l'acide nitrique à une concentration modérée inférieure à 2 mol/l et autorisant un séchage rapide du gel. Le cérium est généralement introduit sous forme de nitrate de cérium (IV) électrogénéré Ce(NO3)4 ou de l'hexanitrato cérate de diammonium (NH4)2Ce(NO3)5.
  • Ainsi un exemple typique de gel de décontamination oxydant selon l'invention est constitué d'une solution colloïdale comprenant 0,1 à 0,5 mol/l de Ce(NO3)4 ou (NH4)2Ce(NO3)6, de 0,5 à 2 mol/l d'acide nitrique et de 5 à 15 % en poids de silice.
  • Les gels de l'invention peuvent aisément être préparés, à la température ambiante, en ajoutant à une solution aqueuse l'agent gélifiant minéral constitué du mélange de silices qui présente de préférence une surface spécifique élevée, par exemple supérieure à 100 m2/g. Une viscosité au moins égale à 350 mPa.s et un temps de reprise de la viscosité inférieur à une seconde sont préférés pour que le gel puisse être pulvérisé, à distance ou non, sur la surface à traiter sans couler.
  • L'objectif atteint par la présente invention consiste donc aussi à fournir des gels à durée d'action contrôlée par un temps de séchage rapide, suffisant pour garantir le traitement de la surface, le plus souvent compris entre 2 et 5 heures, et même entre 2 et 3 heures., à température comprise entre 20°C et 30°C et humidité relative moyenne comprise entre 20 et 70 %.
  • En outre, du fait que les gels selon l'invention comprennent un mélange d'agents viscosants et un agent actif de décontamination aux concentrations précitées, le séchage du gel conduit à un résidu sec présentant une aptitude à se détacher facilement du support. Ainsi, aucun rinçage à l'eau n'est nécessaire et le procédé ne génère ainsi aucun effluent secondaire.
  • Les gels de la présente invention peuvent être décrits de manière générale comme des solutions colloïdales comprenant un mélange de silices et un agent actif de traitement, par exemple un acide, une base, un agent oxydant, un agent réducteur ou un mélange de ceux-ci, qui est choisi notamment en fonction de la nature du traitement et de la surface à traiter.
  • Ainsi pour un traitement consistant en l'élimination d'une contamination non fixée, sous la forme de graisses, sur des surfaces en acier inox et ferritiques, un gel alcalin présentant des propriétés dégraissantes peut être utilisé.
  • L'élimination d'une contamination fixée à chaud et à froid sur une surface en acier inox peut se faire au moyen d'un gel oxydant. La dissolution de couches d'oxydes peut se faire au moyen d'un gel réducteur qui sera utilisé de préférence en complément du gel oxydant et de manière alternée.
  • Enfin une contamination fixée à froid sur un acier ferritique peut être éliminée par exemple au moyen d'un gel acide.
  • Le gel peut être appliqué sur la surface à traiter par des procédés classiques tels que par pulvérisation au pistolet ou au moyen d'un pinceau, par exemple d'un pinceau à décontaminer.
  • Pour l'application par pulvérisation du gel sur la surface à traiter, la solution colloïdale visqueuse peut par exemple être véhiculée par l'intermédiaire d'une pompe basse pression (<7 bars) et l'éclatement du jet de gel sur la surface peut être obtenu avec une buse à et plat ou à jet rond. Le temps de reprise de la viscosité suffisamment court permet au gel pulvérisé d'adhérer à la paroi.
  • Les quantités de gel déposées sur la surface à traiter sont généralement de 100 à 2000 g/m2, de préférence 100 à 1000 g/m2, de préférence encore 300 à 700 g/m2. Elles influencent la durée de séchage du,gel.
  • La durée de séchage du gel de la présente invention dépend principalement de sa composition dans les fourchettes de concentration définies ci-dessus. Elle est généralement comprise entre 2 et 5 heures, plus précisément entre 2 et 3 heures, à température comprise entre 20°C et 30°C et humidité relative moyenne comprise entre 20 et 70 %.
  • Le résidu sec obtenu après séchage peut être éliminé facilement, par exemple par brossage et/ou aspiration, mais aussi par jet de gaz, par exemple d'air comprimé.
  • Il est évident que le traitement de la surface pourra être renouvelé chaque fois avec le même gel ou avec des gels de nature différente lors des différentes étapes successives, chacune de ces étapes comprenant l'application du gel, le maintien du gel sur la surface pendant le traitement de la surface et son séchage, ainsi que l'élimination du résidu sec obtenu.
  • La présente invention s'applique de manière générale au traitement, par exemple de décontamination, de surfaces métalliques, importantes ou non, qui ne sont pas nécessairement horizontales, mais qui peuvent être inclinées ou mêmes verticales.
  • Par traitement on entend tout traitement de surface destiné à nettoyer, décontaminer ou décaper ladite surface. Il peut s'agir par exemple d'un traitement de décontamination radioactive ou organique (par exemple élimination de microorganismes, de parasites etc...), d'un traitement de décapage destiné à éliminer des oxydes ou d'un traitement de dégraissage d'une surface.
  • La présente invention peut être utilisée pour traiter toutes sortes de surfaces telles que des surfaces métalliques, des surfaces en matières plastiques, des surfaces de matériaux vitreux etc...
  • L'homme du métier saura adapter les compositions précitées des gels de la présente invention suivant la surface à traiter et le traitement à effectuer.
  • La présente invention peut avantageusement être utilisée par exemple dans le domaine du nucléaire pour décontaminer des cuves, des gaines de ventilation, des piscines d'entreposage, des boîtes à gants, etc. Elle peut être utilisée aussi bien dans le cadre de la maintenance périodique d'installations existantes, que de l'assainissement d'installations.
  • En effet, elle permet de limiter la quantité d'effluent produite lors du traitement des éléments précités.
  • Elle trouve également une application dans le traitement d'installations dans lesquelles l'introduction de liquide est proscrite. Un exemple d'une telle application est la décontamination de gaines de ventilation d'installations nucléaires.
  • La présente invention se rapporte donc également à un procédé de décontamination d'une installation.
  • Selon l'invention, le procédé de décontamination peut comprendre un dépoussiérage de l'installation à traiter, suivi d'un traitement de l'installation au moyen d'un procédé de traitement selon la présente invention.
  • Le dépoussiérage de l'installation à traiter peut être réalisé par exemple par brossage, soufflage ou aspiration des poussières afin d'enlever la contamination solide non fixée. Ce prétraitement peut être effectué par exemple sur les gaines en acier inoxydable de ventilation d'installations nucléaires qui contiennent des quantités importantes de poussières.
  • Le procédé de traitement de la présente invention peut ensuite être utilisé en appliquant une ou plusieurs passes de gel de l'invention pour éliminer la contamination fixée au niveau des parois internes des gaines. Les gels sèchent totalement après avoir agi sur la surface et se détachent facilement de la paroi par aspiration.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture des exemples suivants, en référence aux dessins annexés, donnés bien entendu à titre illustratif et non limitatif.
    • BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
    • La figure 1 représente des abaques de séchage d'un gel selon la présente invention à 30°C en fonction de l'humidité relative, ce gel ayant une formulation Aerosil 380 (marque de commerce) 8% + HNO3 7 M.
    • La figure 2 représente des abaques de séchage d'un gel de la présente invention à 25°C en fonction de l'humidité relative, ce gel ayant une formulation Aerosil 380 (marque de commerce) 8 % + HNO3 7 M (sur la courbe -x- : T : 25°C - H2 : 42% Si038 seule).
    • La figure 3 représente des abaques de séchage d'un gel de la présente invention à 20°C en fonction de l'humidité relative, ce gel ayant une formulation Aerosil 380(marque de commerce) 8% + HNO3 7 M.
    • La figure 4 représente des abaques de séchage d'un gel de la présente invention à 20°C et 40% d'humidité relative en fonction de la quantité de gel appliquée sur une surface, ce gel ayant une formulation Aerosil 380(marque de commerce) 8% + HNO3 7 M.
    • La figure 5 est un graphique représentant l'influence du taux d'humidité sur la cinétique de séchage à différentes températures de séchage d'un gel selon l'invention, ce gel ayant une formulation Aerosil 380(marque de commerce) 8% + HNO3 7 M.
    • La figure 6 est un graphique représentant l'influence de la température sur la cinétique de séchage d'un gel selon l'invention à 42% d'humidité relative, ce gel ayant une formulation Aerosil 380(marque de commerce) 8% + HNO3 7 M.
    • La figure 7 présente quatre photographies montrant des résidus secs de gels obtenus avec le mélange Aérosil 380 (marque de commerce) à 8% et FK310 (marque de commerce) 0,5% d'une part et le mélange Aérosil 380 (marque de commerce) 8% et FK310 (marque de commerce) 1% d'autre part pour deux modes de séchage.
    • la figure 8 est un graphique représentant la perte de masse de deux gels d'alumine à 2,5 et 5 mol/l de soude en fonction du temps (M = masse et t = temps).
  • Sur ces figures, Te représente le taux d'évaporation en pourcentage de la quantité initiale de solvant, ts : le temps de séchage en minutes, T : les températures de séchage pour chaque courbe en °C, et Hr le taux d'humidité relative lors des différents essais exprimé en pourcentage.
    • EXEMPLES Exemple 1 (non revendiqué)
  • Les propriétés de séchage d'un gel à base de silice AEROSIL 380, silice pyrogénée à surface spécifique élevée de 380 m2/g sont étudiées dans cet exemple.
  • Des essais préliminaires réalisés par les inventeurs ont permis de montrer qu'en milieu nitrique concentré 7 M, l'utilisation d'une formulation à base de silice pyrogénée, par exemple de type AEROSIL 380 (marque de commerce), à une concentration comprise entre 8 et 10% en poids permet d'obtenir des résidus secs qui se détachent facilement au bout de quelques heures (entre 2 et 5 heures environ). Ainsi, les temps de contact sont suffisants pour traiter une surface. Une teneur de l'ordre de 8% en masse de silice a donc été retenue par les inventeurs.
  • La quantité de gel déposée sur la surface n'a eu qu'une légère influence sur les caractéristiques de séchage et plus particulièrement sur l'aptitude au détachement. Différentes quantités de gel allant de 0,1 à 2 Kg de gel par m2 ont été déposées sur des surfaces. Les quantités de 0,3 kg.m-2 à 0,7 kg.m-2 environ sont préférées.
  • Les conditions de séchage constituent les paramètres les plus importants dans le procédé de la présente invention. Parmi eux, on trouve la température de séchage et le taux d'humidité de l'air de séchage. L'existence d'un courant convectif est également importante. L'influence de ces paramètres a été appréciée quantitativement en traçant des abaques de séchage.
  • Le domaine de température qui est retenu est 20°C à 30°C et le domaine d'humidité relative de l'air de séchage 20% à 70%, l'humidité relative étant définie comme le rapport de la pression de vapeur d'eau à une température donnée à la pression de vapeur saturante de l'eau à la même température.
  • Des pièces en acier inoxydable 304 L neuves sont enduites de gel. La quantité de gel déposée est de 0,5 kg.m-2 (±5%) pour les essais suivants lorsque ceci n'est pas précisé.
  • Les silices sont pré-mélangées en bécher cylindrique à 800 tours.min-1 à l'aide d'un agitateur à hélice afin d'assurer un mélange intime des silices. Lors de la préparation, le gel est agité à 500 tours.min-1 par le même système d'agitation.
  • Les échantillons revêtus sont placés dans une enceinte climatique à température et humidité contrôlées. L'enceinte climatique est de marque de commerce KBF et de volume 115 litres. La régulation d'humidité est assurée par injection de vapeur générée par le passage d'un courant électrique dans l'humidificateur. La vitesse du courant convectif à la surface des échantillons peut être considérée comme identique pour tous les cas et de très faible intensité. La masse de l'enduction au cours du temps est suivie pour chaque couple température/humidité fixé.
    • 1°) INFLUENCE DE LA TEMPERATURE
  • Pour trois températures 30°C, 25°C et 20°C les abaques représentés respectivement sur les figures 1 à 3 ont été tracées pour plusieurs valeurs de l'humidité relative.
  • Les courbes correspondant aux abaques à 30°C sont présentées sur la figure 1.
  • Les courbes obtenues sur cette figure présentent une partie linéaire correspondant à la phase à vitesse de séchage constante. La vitesse de séchage est d'autant plus lente que l'humidité est élevée ce qui est cohérent. Pour les faibles humidités (20% et 35%) on note l'apparition d'un palier à partir de 200 minutes environ. Ce palier correspond à 100% de solvant évaporé ce qui indique que la phase de séchage à vitesse décroissante est quasi inexistante. On en déduit que le gel est totalement sec au bout de trois heures environ dès que l'humidité est inférieure à 35%. En revanche, pour les valeurs supérieures le palier n'est pas atteint après le temps d'expérience. Il peut être obtenu par extrapolation de la phase initiale de séchage à vitesse constante. Dans ces conditions, on constate qu'en l'absence de courant convectif, une humidité de 50% conduit à un temps de séchage extrapolé de 8 heures environ ce qui reste compatible avec une opération de décontamination. Une humidité relative supérieure à 70% conduit dans ce cas à des temps de séchage excessifs.
  • Les courbes correspondant aux abaques à 25°C sont présentées sur la figure 2. L'essai à 70% d'humidité relative a été supprimé compte tenu des durées de séchage plus longues observées à 30°C.
  • Les courbes obtenues ont la même allure qu'à 30°C. Toutefois, les temps de séchage sont allongés. Le séchage total est obtenu à 35% d'humidité en un temps de l'ordre de 5 heures. Compte tenu de l'essai réalisé à 30°C il est déterminé par extrapolation qu'avec une humidité relative de 20% le temps de séchage total pour cette valeur à 25°C est compris entre 3 heures et 5 heures. A 50% d'humidité le temps de séchage total extrapolé est de 9 heures ce qui reste acceptable dans un procédé de traitement d'une surface.
  • Grâce aux essais suivants, il a été possible de déduire une valeur pratique pour une atmosphère de cellule blindée. Un abaque de séchage a été tracé dans une cellule blindée de la marque de commerce DEMETER, la température de l'air de la cellule était de 22°C. Les courbes correspondant à cet essai ainsi que d'autres réalisées à 20°C dans l'enceinte climatique sont présentées sur la figure 3 annexée. Sur cette figure, la référence « Cell » représente la cellule DEMETER (marque de commerce).
  • L'essai réalisé dans la cellule DEMETER se superpose avec l'essai réalisé à 42% d'humidité relative dans l'enceinte climatique. Ceci permet de dégager un couple de valeurs représentatives de l'atmosphère d'une cellule blindée soit 20°C et 42% d'humidité relative environ. Cette analogie ne prend pas en compte un éventuel écart de la convection entre l'enceinte climatique et la cellule blindée.
  • En ce qui concerne le temps de séchage total à 20°C, compte tenu des résultats expérimentaux, il a été estimé à 7 heures environ à 35% d'humidité et à 8 heures environ à 42% d'humidité.
    • 2°) INFLUENCE DE LA QUANTITE DE GEL APPLIQUEE
  • La figure 4 annexée rassemble des courbes réalisées pour trois quantités de gel déposées à 20°C et à 42% d'humidité relative.
  • Cette figure montre que la cinétique de séchage est peu affectée entre 0,33 kg.m-2 et 0,42 kg.m-2 de gel déposé. Une différence plus nette est visible pour 0,5 kg.m-2. Dans ces conditions il apparaît donc préférable de viser des taux d'application relativement faibles, de l'ordre de 0,3 kg.m-2.
    • 3°) INFLUENCE DE L'HUMIDITE SUR LA CINETIQUE DE SECHAGE
  • Afin d'évaluer l'incidence de l'humidité, des courbes ont été tracées à partir de points caractéristiques des phases de séchage à vitesse constante du gel observées lors des essais précédents réalisés à température fixée. Ces courbes sont présentées sur la figure 5 annexée. Sur cette figure, « L » représente un linéaire de séchage à 30°C pendant 120 minutes tracé à partir des valeurs moyennes de la courbe correspondante. Ce linéaire a pour équation y = -1,6039x + 110,27, avec x l'humidité relative en %, et y le taux d'évaporation (% de la quantité initiale de solvant).
  • Les temps caractéristiques ayant été choisis dans le domaine de séchage à vitesse constante, pour une température donnée, les taux d'humidité portés en ordonnée varient proportionnellement à la vitesse de séchage. En revanche la comparaison directe d'une température à l'autre n'est pas possible car les temps caractéristiques retenus ne sont pas identiques pour toutes les températures.
  • Cette figure montre que la vitesse de séchage diminue de manière linéaire lorsque le taux d'humidité relative augmente pour toutes les températures, dans le domaine expérimental. L'influence du taux d'humidité a tendance à augmenter légèrement lorsque la température diminue ce qui est cohérent.
  • L'augmentation de l'humidité de 10% se traduit par une diminution de la vitesse de séchage de 16 %. Ceci montre l'importance de bien connaître les conditions de séchage lors de l'application du gel dans le procédé de la présente invention.
    • 3°) INFLUENCE DE LA TEMPERATURE SUR LA CINETIQUE DE SECHAGE
  • Pour des essais réalisés à 42% d'humidité relative, une comparaison des cinétiques aux différentes températures est effectuée. Les résultats sont portés sur la figure 6.
  • Comme précédemment, on peut évaluer que l'augmentation de la température de 10% conduit à une augmentation de la vitesse de séchage de 13% environ. On constate donc les effets contraires de l'augmentation de l'humidité et de la température.
  • Les abaques de séchage établis dans cet exemple permettent de prévoir les temps de séchage nécessaires lors d'une application du procédé de la présente invention pourvu que la température de l'air de la gaine et son humidité relative soient connues.
  • Le domaine représentatif de l'atmosphère d'une cellule blindée a été estimé centré autour des valeurs suivantes : température : 20°C et humidité relative : 40%. Ces valeurs ont été obtenues par analogie en effectuant un essai de séchage dans la cellule DEMETER (marque de commerce).
  • En ce qui concerne la compatibilité des temps de séchage avec une opération de décontamination, les abaques montrent une bonne compatibilité dès que la température est supérieure à 20°C et l'humidité est inférieure à 40% environ. Pour des températures plus basses ou des humidités plus élevées, il peut être nécessaire de mettre en place un régime convectif dans la gaine ce qui pourra être réalisé avec une marche à demi-régime.
    • Exemple 2
  • Dans cet exemple, les propriétés de séchage d'un gel à base d'un mélange de silices constitué de 8% en poids d'AEROSIL 380 (marque de commerce), qui est une silice pyrogénée à surface spécifique élevée de 380 m2/g, et de 0,5% à 1% en poids de silice précipitée FK 310 (marque de commerce).
  • La taille des résidus obtenus après séchage dans le cas du mélange Aérosil 380 (marque de commerce) et FK310 a été comparée à la taille des résidus recueillis dans le cas de la silice Aérosil 380 (marque de commerce) seule.
  • Sur la figure 7 annexée, des photographies des résidus secs obtenus avec le mélange Aérosil 380 (marque de commerce) à 8% et FK310 (marque de commerce) à 0,5%, référencées « A », d'une part et le mélange Aérosil 380 (marque de commerce) 8% et FK310 (marque de commerce) à 1%, référencées « B », d'autre part sont présentées pour deux modes de séchage, l'un à 30°C et l'autre à température ambiante (25°C).
  • Ces résultats montrent que la taille des résidus secs dépend peu des conditions de séchage ce qui constitue un avantage. En ce qui concerne la taille des résidus, on observe dans tous les cas qu'elle est très supérieure à celle obtenue dans le cas de la silice Aérosil 380 seule. Ici, la taille des résidus les plus grands est supérieure au millimètre contre 600.10-6 m dans le cas de la silice Aérosil 380 (marque de commerce) seule. La proportion des résidus de grande dimension est beaucoup plus importante. Parallèlement, il y a beaucoup moins de résidus de très faibles dimensions susceptibles de ne pas être ré-entrainés lors de l'élimination des résidus secs. Sans faire d'analyse quantitative précise sur les distributions granulométriques on peut avancer un ordre de grandeur de 2 à 3 pour l'augmentation de la taille moyenne des résidus secs ce qui est spectaculaire compte tenu de la faible quantité de silice ajoutée. Le résultat est observé dès l'ajout de 0,5% de silice FK 310 (marque de commerce).
  • Ce résultat est très important car il montre que la présente invention fournit un gel possédant des caractéristiques voisines de celles, d'un gel de décontamination classique tant qu'il n'est pas sec en terme de temps de contact et de composition. En revanche, lorsque le gel est sec, ses résidus sont de taille contrôlée de manière relativement indépendante des caractéristiques de séchage grâce à l'ajout de silice précipitée Les avantages sont notamment l'absence de résidu pulvérulent, les tailles obtenues étant de l'ordre de 0,1 à 3 mm, facilitant l'aptitude au décollement du résidu de la surface, et la récupération par brossage ou aspiration.
    • Exemple 3 (non revendiqué)
  • Pour décontaminer de l'aluminium, des gels à base de silice AEROSIL 380 (marque de commerce) à 8% en poids et d'un mélange d'acide nitrique et d'acide phosphorique ont été préparés. La concentration de chacun des deux acides est de préférence inférieure à 2 mol/l. Au-delà, le gel ne sèche pas à une température de 25°C et une humidité relative de 40%. Pour une concentration de chacun des deux acides comprise entre 1 et 2 M, les temps de séchage observés à une température de 25°C et une humidité relative de 40% varient entre 2 et 4 heures.
  • Un gel (HNO3 1M /H3PO4 1M) a été notamment préparé et testé en terme de décontamination sur des brides en aluminium provenant d'un réseau de transfert pneumatique d'une usine de retraitement de déchets nucléaires. Des facteurs de décontamination de l'ordre de 14 (Cs 137, Eu 154) ont été obtenus après une seule passe de gel (Cs 137: de 1300 Bq/cm2 à 110 Bq/cm2) et l'activité surfacique a pu être abaissée en dessous de 50 Bq/cm2 avec une passe supplémentaire.
    • Exemple 4
  • Pour décontaminer de l'acier inoxydable ou de l'inconel (marque de commerce), un gel oxydant selon l'invention a été préparé en utilisant de l'acide nitrique 3 M et 0,1 à 0,3 M de Ce (IV).
  • Les gels sèchent rapidement en moins de 3 heures et se décollent facilement au pinceau. Les résultats de corrosion obtenus par enduction de 500g/m2 sur de l'inconel sont tout à fait intéressants puisque l'érosion généralisée est effet comprise entre 0,1 et 0,3 µm.

Claims (22)

  1. Procédé de traitement d'une surface par un gel de traitement, ledit procédé comprenant dans cet ordre les étapes suivantes :
    - application d'un gel de traitement sur la surface à traiter, ledit gel de traitement étant constitué d'une solution colloïdale comprenant :
    • 5 à 25% en poids, par rapport au poids du gel, d'un mélange de silice pyrogénée et de silice précipitée,
    • 0,5 à 4 mol/l d'un agent actif de traitement, et
    • éventuellement de 0,05 à 1 mol/l d'un agent oxydant ayant un potentiel normal d'oxydoréduction E0 supérieur à 1,4 V en milieu acide fort ou de la forme réduite de cet agent oxydant,
    - maintien du gel de traitement sur la surface à traiter à une température et humidité relative telles que le gel sèche et qu'il ait le temps de traiter la surface avant de former un résidu sec et solide, et
    - élimination du résidu sec et solide de la surface traitée.
  2. Procédé de traitement selon la revendication 1, dans lequel la température de séchage est comprise entre 20 et 30°C, et l'humidité relative entre 20 et 70%.
  3. Procédé de traitement selon la revendication 1, dans lequel le mélange des silices représente de 5 à 15 % en poids du gel.
  4. Procédé de traitement selon la revendication 1, dans lequel le mélange des silices représente de 5 à 10 % en poids du gel.
  5. Procédé de traitement selon la revendication 1, dans lequel la silice précipitée représente 0,5% en poids du gel, et la silice pyrogénée représente 8% en poids du gel.
  6. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'agent actif de traitement est un acide inorganique ou un mélange d'acides inorganiques.
  7. Procédé de traitement selon la revendication 6, dans lequel l'acide inorganique est choisi parmi l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique ou un mélange de ceux-ci.
  8. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le gel comprend un agent actif de traitement qui est une base inorganique présente à une concentration de 0,5 à 2 moles par litre de gel.
  9. Procédé de traitement selon la revendication 8, dans lequel la base inorganique est choisie parmi la soude, la potasse ou un mélange de ceux-ci.
  10. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le gel de traitement comprend de 0,5 à 1 mol/l d'un agent oxydant ayant un potentiel normal d'oxydoréduction E0 supérieur à 1,4 V en milieu acide fort choisi parmi Ce(IV), Co(III) ou Ag(II).
  11. Procédé de traitement selon la revendication 1, dans lequel le gel de traitement comprend de 5 à 15% en poids de silice, de 0,5 à 2 mol/l d'acide nitrique et de 0,1 à 0,5 mol, par litre de gel, de Ce(NO3)4 ou (NH4)2Ce(NO3)6.
  12. Procédé de traitement selon la revendication 1, dans lequel le gel de traitement est appliqué sur la surface à traiter à raison de 100 à 2000g de gel par m2 de surface.
  13. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le résidu sec et solide est éliminé de la surface traitée par brossage et/ou par aspiration.
  14. Utilisation d'un procédé selon l'une quelconques des revendications 1 à 13 pour dégraisser une surface, pour retirer une couche d'oxyde d'une surface métallique ou pour décontaminer une surface.
  15. Procédé de décontamination d'une installation comprenant un dépoussiérage de l'installation à traiter, suivi d'un traitement de l'installation au moyen d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
  16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel l'installation est une gaine de ventilation d'une installation nucléaire.
  17. Gel de traitement d'une surface constitué d'une solution colloïdale comprenant :
    • 5 à 25% en poids, par rapport au poids du gel, d'un mélange de silice pyrogénée et de silice précipitée,
    • 0,5 à 4 mol/l d'un agent actif de traitement, et
    • éventuellement de 0,05 à 1 mol/l d'un agent oxydant ayant un potentiel normal d'oxydoréduction E0 supérieur à 1,4 V en milieu acide fort ou de la forme réduite de cet agent oxydant.
  18. Gel de traitement d'une surface selon la revendication 17,
    dans lequel le mélange de silices représente de 5 à 15% en poids par rapport au poids du gel ; et
    dans lequel l'agent actif de traitement est un acide inorganique ou un mélange d'acides inorganiques.
  19. Gel de traitement selon la revendication 17, dans lequel le mélange des silices pyrogénée et précipitée représente de 5 à 10 % en poids du gel.
  20. Gel de traitement selon la revendication 17, dans lequel la silice précipitée représente 0,5% en poids du gel, et la silice pyrogénée représente 8% en poids du gel.
  21. Gel de traitement selon la revendication 18 dans lequel l'acide inorganique est choisi parmi l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique ou un mélange de ceux-ci.
  22. Gel de traitement selon la revendication 17 ou 20, dans lequel l'agent oxydant ayant un potentiel normal d'oxydoréduction E0 supérieur à 1,4 v en milieu acide fort est choisi parmi Ce(IV), Co(III) ou Ag(II).
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