• Le fonds

Secteur d'activité : Ressources minérales

Empoyeur : MinesParisTech / ORANO

Localisation : Fontainebleau

Contact : laurent.dewindt@mines-paristech.fr

Description :

Les résultats bénéficieront directement à ORANO (ex-AREVA) Mines, qui couvre l'exploration, l'extraction et le traitement de ce type de gisement d'uranium au Kazakhstan et bientôt en Mongolie. Un effort particulier sera mis dans la valorisation des travaux scientifiques à travers des communications dans les congrès internationaux et des publications dans les revues à comité de lecture.

Les gisements de type roll front constituent d’importantes ressources d’uranium dans le monde, dont l’exploitation est particulièrement économique grâce au procédé ISR (in situ recovery) malgré leur teneur relativement basse (< 1%). L’uranium est extrait par la circulation d’une solution lixiviante au sein de la formation géologique perméable, le pompage de l’uranium dissout et la récupération par des résines échangeuse d’ions. La réhabilitation de l’après-mine vise à remettre l’aquifère dans son état le plus naturel possible par différentes techniques, de pompage/traitement ou de bio-stimulation in situ ; la capacité d’atténuation naturel des minéraux jouant aussi un rôle central. Les processus géochimiques complexes impliqués dans la formation les gisements roll front font toujours l’objet de débats scientifiques. La question de la distribution de 238-U et ses descendants radioactifs est d’un intérêt tout particulier, non seulement d’un point de vue minier mais aussi environnemental. L’exploration et l’exploitation se basent en effet sur la mesure de la radioactivité gamme totale (U et Ra) et non la concentration chimique élémentaire. Tandis que la mobilité de 238-U dans l’environnement est principalement gouvernée par les conditions redox, celle du 226-Ra est majoritairement contrôlée par la sorption (sur les minéraux argileux et les oxyhydroxydes de fer) et la co-précipitation de phases sulfatées.

Le premier objectif de cette thèse sera de développer un modèle de transport réactif capable de décrire la distribution différentiée de 238-U et 226-Ra dans le gisement roll front, en concevant différents scénarios en discriminant les processus géochimiques (redox, sorption, coprécipitation). Les méthodes de simulation géostatistique seront couplées à celles du transport réactif en intégrant l’hétérogénéité spatiale des perméabilités, de la minéralogie, etc. Les données (hydrochimiques, minéralogiques, radiométriques) collectées par  ORANO (ex-AREVA) sur plusieurs gisements  permettront d’affiner et optimiser le modèle. Dans une seconde étape, la modélisation de la distribution Ra/U sera appliquée aux contextes de l’exploration, l’exploitation et l’impact environnemental des exploitations ISR au Kazakhstan et en Mongolie. Le code de transport réactif, développé à MINES ParisTech, sera utilisé de préférence. Des missions sur les sites miniers sont prévues et un effort particulier sera apporté à la valorisation de ce travail par des communications à des congrès internationaux et des publications dans des revues scientifiques.

Profil :

Diplôme d’ingénieur ou de maîtrise en géosciences, sciences de l'environnement ou domaines connexes. Maîtrise de l’anglais et capacité rédactionnelle.

Unité(s) de recherche au sein de laquelle le doctorat est réalisé :

MINES ParisTech - PSL Research University
Centre de Géosciences
35 rue Saint-Honoré
77305 Fontainebleau Cedex

Directeur de l’unité : [Sellami, Hedi, directeur]

Directeur(s)* de thèse (HDR ou équivalent) : [De Windt, Laurent, maître de recherche]

Co-directeur* de thèse (HDR ou équivalent) : [Descostes, Michaël, chef de projet, ORANO]

Co-encadrant (non HDR) : [Radwan, Jean, ingénieur de recherche, CEA]

Responsabilités spécifiques de chaque encadrant : Laurent De Windt et Jean Radwan encadreront le doctorant au niveau des modélisations en géochimie et transport réactif, Michaël Descostes  au niveau des données de terrain et atténuation environnementale. Les trois encadrants participeront à l’interprétation des résultats et leur communication.