Soutenance de thèse d'Aisha Kanzari

Aisha Kanzari, doctorante dans l'équipe Propriétés des amorphes, liquides et minéraux (PALM), soutiendra sa thèse le jeudi 14 septembre 2017 à 14 h 30.

UPMC - 4 place Jussieu - 75005 Paris - Amphithéâtre Charpak (tour 22-23 niveau Saint Bernard)

Migration de l’uranium, en condition d’altération météorique, dans les verses à stériles granitiques

Résumé

En l’espace de cinquante ans l’exploitation minière d’uranium en France a généré 163 millions de tonnes de stériles miniers à l’échelle du territoire. Ces stériles, stockés sous forme de verses sont sujets à une altération météorique accrue par rapport à un massif granitique naturel. Dans le cadre du plan de gestion des matériaux et déchets radioactifs (PNGMDR) les stériles miniers sont l’objet d’une attention particulière visant à caractériser leur impact environnemental.

Cette étude précise la géostructure des verses à stériles avec le développement d’un modèle structural typique pour aboutir à une caractérisation géochimique et minéralogique de ces stériles et permettre d’évaluer la stabilité de l’uranium.

De cette étude, il apparaît très clairement que l’uranium est principalement associé aux phosphates, soit dans des phases héritées telles que les monazites, soit des phosphates secondaires d’uranyle cristallisés, soit associés à des oxyhydroxides de fer amorphes. Cette étude illustre le rôle majeur que peuvent jouer les oxyhydroxydes de fer dans le piégeage de l’uranium.

En termes d’impact environnemental, ces phases constituent donc un piège efficace et relativement stable, permettant de limiter les concentrations en uranium en solution à condition que les conditions environnementales restent stables. Quand bien même des changements d’équilibre auraient lieu, la présence de smectite dans les échantillons de la verse à stériles présente une barrière supplémentaire à la diffusion de l’uranium dans l’environnement.

Mots clés : granite, altération, uranium, phosphate, oxyhydroxydes de fer

Abstract

In a time span of 50 years uranium mining in France generated 163 Mt of waste rocks. These form waste rocks piles which are subjected to enhanced weathering compared to natural granitic outcrops. Therefore, as part of the French radioactive waste and material management plan (PNGMDR), waste rocks are studied in order to assess their potential environmental impact.

This study specifically focuses on the internal structure of waste rock piles complemented by geochemistry and mineralogical data, in order to develop a model that assesses the waste rock pile’s weathering state and uranium’s stability.

Results show uranium (U) is mainly associated to phosphates, either in 1) primary accessory minerals, such as monazites, or 2) crystallized in secondary uranyl-phosphates or 3) associated to amorphous iron oxyhydroxides. The importance of iron oxyhydroxides in uranium trapping is clearly demonstrated.

Both iron oxyhydroxides as well as uranyl-phosphates form efficient and stable U traps, limiting U dissolution as long as pH, redox and temperature parameters remain stable. In case of variable conditions, smectite identified in the waste rock pile might also play a role in preventing further uranium diffusion.

Keywords: granite, weathering, uranium, phosphate, iron oxyhydroxide

Jury

• Catherine BEAUCAIRE - Rapporteur - Directrice de recherche, CEA
• Luca TROMBINO - Rapporteur - Professeur, Università degli studi di Milano 
• Benoit VILLEMANT - Examinateur - Professeur, ISTEP, UPMC
• Michael DESCOSTES  - Responsable AREVA - Chargé de recherche, AREVA Mines
• Martine GERARD - Directrice de thèse - Chargée de recherche, IMPMC, UPMC
• Laurence GALOISY - Directrice de thèse - Maître de conférences HC, IMPMC, UPMC