La migration du Radon-222 dans un sol. Application aux stockages de résidus issus du traitement des minerais d'Uranium.

Cécile FERRY Thèse de doctorat en Sciences de l'université Paris-XI Orsay soutenue le 21 avril 2000. Rapport CEA - No d'ordre: 6127

Les résidus issus du traitement des minerais d'uranium contiennent du radium?226 en quantités relativement importantes. Ce radionucléide génère, par décroissance radioactive, un gaz lui?même radioactif, le radon-222. L'inhalation du radon et de ses descendants constituant un risque sanitaire pour l'Homme, les résidus stockés en surface généralement à l'emplacement des anciens sites d'exploitation minière sont recouverts par une ou plusieurs couches de matériaux peu radioactifs. Afin d'estimer au mieux la voie aérienne d'impact sur l'environnement des stockages de résidus, en particulier en ce qui concerne le long terme, il est nécessaire de déterminer et de comprendre les mécanismes qui contrôlent l'émission du radon à la surface d'un milieu soumis aux contraintes météorologiques.

Un modèle de migration du radon dans la zone insaturée des sols est développé à cet effet. Il repose sur la modélisation des écoulements d'air et d'eau dans le milieu poreux étudié, et sur la modélisation du transport de radon par diffusion dans les pores et advection dans la phase gazeuse de ce milieu. Le code de calcul TRACI (Transport de RAdon dans la Couche Insaturée) calcule ainsi l'évolution dans le temps des teneurs en eau, des vitesses de Darcy des fluides présents dans les pores du matériau, des concentrations de radon dans la phase gazeuse et des flux de radon à la surface du matériau, le tout en fonction des conditions météorologiques. Ses résultats sont confrontés à des mesures réalisées en continu dans un résidu minier, ainsi que dans le matériau de couverture d'un site de stockage de résidus. Les paramètres d'entrée des simulations sont choisis en fonction de la texture du matériau étudié. Au regard des incertitudes existant sur les mesures et sur les caractéristiques hydriques « réelles » des matériaux, les valeurs calculées par TRACI sont en bon accord avec les valeurs mesurées, au moins sur le long terme. L'analyse des résultats obtenus révèle en outre une bonne compréhension de la plupart des phénomènes transitoires observés.