La sûreté du risque hydrogène généré par radiolyse de matériaux organiques lors d'une phase de transport de déchets est une problématique majeure dans le domaine du nucléaire. L'utilisation de piégeurs irréversibles de H2 est envisagée afin de limiter le risque encouru. Le but de ce travail est d'étudier l'un de ces piégeurs, le mélange MnO2/Ag2O, afin de mieux comprendre le phénomène de piégeage. Dans un premier temps, différents paramètres influant sur la cinétique e piégeage ont été étudiés. Il a ainsi été déterminé que, parmi les différentes variétés allotropiques d'oxydes de manganèse, la nsutite possède la meilleure cinétique de piégeage de H2. La surface spécifique du piégeur améliore également la cinétique. La teneur massique en Ag2O dans le piégeur (promoteur du piégeage) a été déterminée à 13 %. La chimisorption de H2, requise pour l'application visée, a été mise en évidence grâce à des techniques de caractérisation telles que la magnétométrie, la spectroscopie infrarouge et de perte d'énergie des électrons. L'irréversibilité du piégeage et la régénération du piégeur après protonation ont été mis en évidence respectivement sous N2 et sous air à 150 °C. Le mécanisme d'insertion du proton dans MnO2 a été déterminé par analyse de fonction de distribution de paires, grâce à l'élaboration d'un modèle permettant de simuler le matériau réel, très complexe. La transformation d'Ag2O en Ag2CO3, lors de la préparation du piégeur sous eau, a également pu être mise en évidence grâce à cette technique d'analyse innovante.

The chemistry of mineral surfaces is of great importance in many different areas including natural processes occurring in oceans, rivers, lakes and soils. Manganese (hydr)oxides are one important group to these natural processes, and the thermodynamically most stable trivalent manganese (hydr)oxide, manganit (γ-MnOOH), is studied in this thesis. This thesis summarises six papers in which the surface chemistry of synthetic manganite has been investigated with respect to surface acid-base properties, dissolution, and adsorption of Cd(II) and the herbicide N-(phosphonomethyl)glycine (glyphosate, PMG). In these papers, a wide range of analysis techniques were used, including X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectroscopy, Fourier transform infra-red (FTIR) spectroscopy, atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), potentiometry, electrophoretic mobility measurements and wet chemical techniques, in order to obtain a more complete understanding of the different processes occurring at the manganite-water interface. From the combined use of these techniques, a 1-pKa acid-base model was established that is valid at pH>6. The model includes a Na+ interaction with the surface: =MnOH2+½ --> =MnOH-½ + H+ log β0 (intr.) = -8.20 = -pHiep =MnOH2+½ + Na+ --> =MnOHNa+½ + H+ log β0 (intr.) = -9.64 At pH<6 the manganite crystals dissolve and disproportionate into pyrolusite (β-MnO2) and Mn(II)-ions in solution according to: 2 γ-MnOOH + 2H+ --> β-MnO2 + Mn2+ + 2H2O log K0 = 7.61 ± 0.10 The adsorption and co-adsorption of Cd(II) and glyphosate at the manganite surface was studied at pH>6. Cd(II) adsorption displays an adsorption edge at pH~8.5. Glyphosate adsorbs over the entire pH range, but the adsorption decreases with increasing pH. When the two substances are co-adsorbed, the adsorption of Cd(II) is increased at low pH but decreased at high pH. The adsorption of glyphosate is increased in the entire pH range in the presence of Cd(II). From XPS, FTIR and EXAFS it was found that glyphosate and Cd(II) form inner sphere complexes. The binary Cd(II)-surface complex is bonded by edge sharing of Mn and Cd octahedra on the (010) plane of manganite. Glyphosate forms inner-sphere complexes through an interaction between the phosphonate group and the manganite surface. The largest fraction of this binary glyphosate complex is protonated throughout the pH range. A ternary surface complex is also present, and its structure is explained as type B ternary surface complex (surface-glyphosate-Cd(II)). The chelating rings between the Cd(II) and glyphosate, found in aqueous complexes, are maintained at the surface, and the ternary complex is bound to the surface through the phosphonate group of the ligand.