Laboratoire sur le devenir des pollutions des sites radioactifs (LELI)

L’amélioration des connaissances sur la caractérisation et le transfert des radionucléides dans l’environnement, en particulier vers l’homme, constitue un enjeu d’importance au regard des missions de l’IRSN. En effet, l’Institut doit apporter les bases scientifiques et techniques pour que les autorités puissent établir de manière proportionnée les conditions d’exploitation et de démantèlement des installations nucléaires ainsi que les modalités de gestion des territoires contaminés et des anciens sites miniers.

En tant qu’entité du Service des déchets radioactifs et des transferts dans la géosphère (SEDRE) de l'IRSN, le LELI a vocation à traiter plus particulièrement les questions en lien avec la gestion des déchets issus de l’exploitation et du démantèlement des installations nucléaires ou des industries de type NORM (Naturally occurring radioactive material). Cependant, les anciens sites miniers d’uranium ainsi que des zones contaminées, à la suite d’un accident nucléaire de type Tchernobyl et Fukushima ou de manière chronique, sont également des objets d’étude privilégiés.

Dans la pratique, le LELI s’attache à identifier et caractériser les processus chimiques, physiques et biologiques qui contrôlent le transfert des radionucléides dans l’environnement à différentes échelles spatiales et temporelles. L’approche repose notamment sur la sélection de sites représentatifs des différents contextes d’intérêt (spectre de radionucléides et caractéristiques environnementales).

Les travaux menés nécessitent le développement de méthodes analytiques dont une partie est tournée vers l’analyse isotopique qui peut fournir de véritables chronomètres naturels. Ces développements couvrent également l’analyse des faibles concentrations dans les milieux environnementaux. Le développement de l’application des approches géostatistiques au cas des radionucléides constitue également un axe de développement de l’activité du laboratoire, non seulement pour renforcer la caractérisation des sources mais aussi dans la perspective des changements d’échelle.  

L’intégration des résultats expérimentaux aux modèles géochimiques permet d’évaluer à long terme le comportement des radionucléides relâchés et les cinétiques de leur transfert dans l’environnement.

Les thématiques abordées sont le transfert des radionucléides, les sites et sols pollués, les sites miniers, les déchets, les zones contaminées.

La mission principale du LELI est la définition et la mise en œuvre de programmes de recherche expérimentaux dans le domaine du transfert et de la rétention des radionucléides dans la géosphère. Ces programmes visent tout particulièrement à :
 

• optimiser les stratégies de caractérisation des sites et sols pollués à l'aide de nouveaux outils et méthodes (projet européen TERRITORIES, travail à Tchernobyl, projet de recherche exploratoire I-TUM, projet ANR-PLUTON, projet ANR-AMORAD) 
• identifier et caractériser les processus de relâchement puis de transfert des radionucléides. Cela comprend l'identification des phases porteuses et la définition de leurs capacités à libérer ou non les radionucléides (URAMINES, RAMSES, RUMBA, USEDIM, RASEDIM) 
• modéliser le transfert à différentes échelles spatiales et temporelles et évaluer l'impact des forçages extérieurs : modification géochimique environnemental, changement climatique (projet PIA-Andra Kri-Terres), etc...
• identifier et caractériser les processus susceptibles de piéger les radionucléides et de conduire ainsi à la création de termes sources secondaires (projet européen TERRITORIES) 
• analyser la spéciation des radionucléides et de son évolution en fonction des conditions environnementales (axe à développer).

Dans le cadre de sa mission, le LELI développe :

• des outils analytiques (programme AMORAD)
• teste des méthodes et réalise des mesures relatives à la caractérisation physique
• radiologique et chimique des sols, des roches et des eaux
• Il assure également la gestion et la maintenance du parc d'équipements de l'installation LUTÈCE et participe à différents réseaux métrologiques et intercomparaisons (CETAMA, réseau métrologique interne IRSN).
   

Le LELI gère : 

• la plateforme LUTÈCE (Laboratoire unifié d'expérimentation et de caractérisation), dédiée aux expérimentations relatives au transfert des radionucléides dans la géosphère. Cette plateforme intègre un ensemble d'outils de caractérisation physique du solide ainsi que des moyens d'analyses chimique et radiologique des échantillons de l'environnement 
• la plateforme expérimentale de Tchernobyl, située à 2 km du réacteur accidenté, qui permet l'étude in situ des phénomènes de migration des radionucléides en milieu saturé et insaturé, et le développement de la capacité de caractérisation des sites (hydrogéologique et radiologique) et de modélisation du laboratoire.

L' équipe de recherche : 

Techniciens :
Anthony Julien (analyses de laboratoire)
Gilles Alcalde (analyses de laboratoire)
Olivier Diez (analyses de laboratoire)

Ingénieurs-chercheurs :
Mathieu LeCoz (hydrologie)
Alkis Gourgiotis (géochimie isotopique)
Arnaud Mangeret (hydrologie)
Charlotte Cazala (responsable de laboratoire)
Mathilde Zebracki (géochimie)

Post-doctorants :
Josselyn Gorny (chimie, 2017-2019)
Pedram Masoudi (géostatistiques 2017-2019)

Université Pierre et Marie Curie, Institut de minéralogie Pierre et Marie Curie
Mines ParisTech, Centre de géosciences
Chornobyl Center for Nuclear Safety, Radioactive Waste and Radioecology (Institut de recherche scientifique Ukrainien)
Ukrainian Institute of Agricultural Radiology
Institute of Geological Sciences IGS-Ukraine
Glowny Instytut Gornictawa (Institut minier de Pologne)
CNRS, Laboratoire de géographie physique
CEA, Cetama
Réseau métrologique de l'IRSN

Les publications de LELI

Thèses en cours : 

Par Louise Darricau : Spéciation et mobilité des éléments chimiques stables associés aux minéralisations uranifères : approches minéralogiques et modélisation géochimique