Transfert des polluants en milieu géologique Comprendre les mécanismes de transferts de l'eau et des polluants dans le sol, les roches et les nappes d'eau souterraines permet de prévoir l'évolution d'un site et d'en tirer les enseignements pour le futur. Cette démarche nécessite 3 étapes : La caractérisation du système naturel. L'expérimentation. La simulation du système naturel et de son évolution.   1 - Caractériser le système naturel   Géologie et hydrogéologie des sites. La collecte des données sur le terrain et en forages permet de connaître la nature et la structure du sous-sol, ainsi que les directions et vitesses d'écoulement des eaux.     Exemple de restitution tridimensionnelle de la géologie d'un terrain.   Observation au microscope électronique à balayage de la surface d'un grain de quartz dans un sol. Géochimie des eaux et des sols. Par échantillonnages et mesures in situ, on réalise des cartographies et profils de sites, qui permettent un suivi environnemental. Alimentation d'une nappe par des épisodes pluvieux. Coupe d'un sol et sa carte de distribution de la radioactivité.   2 - Expérimenter pour construire des modèles validés   Caractérisations au laboratoire des mécanismes élémentaires responsables de l'écoulement des eaux et de la migration des polluants ; modélisation analogique des migrations en colonnes. Courbes de restitution de tritium et d'uranium infiltrés dans une colonne de sable (abscisse = nombre de renouvellement du volume de pore) Intrumentation de sites naturels suivis physiques et chimiques des sols, des roches, et des nappes souterraines, étude des systèmes thermo-hydro-mécaniques, météorologie. Prélèvement séquentiel d'eau d'infiltration en galerie souterraine. Schéma d'une station " multiparamètres " de suivi en continu des interactions entre l'atmosphère, le sol et la nappe phréatique.   3 - Simuler le système naturel et son évolution   Modélisation numérique des transferts hydrogéologiques : simulation des écoulements d'eau en milieu souterrain, et du transport de radionucléides issus des rejets solides, liquides, ou gazeux, dans le sol ou l'atmosphère. Modélisation numérique du comportement chimique des radonucléides dans l'environnement : détermination des espèces en solution, des réactions de dissolution et désorption, simulation des interactions fluide-roche. Modélisation hydrogéologique et géochimique couplée du transport des radionucléides dans les sols et les aquifères. Modélisation de l'évolution en 30 années des concentrations en tritium dans un aquifère à partir d'une source théorique. Modéliser les processus hydrogéologiques permet de représenter en 3D le transfert de l'eau dans la nappe phréatique. Simulation en 2D de la surface d'une nappe phréatique en tenant compte de l'infiltration depuis le sol. Coupler des modèles numériques permet de simuler la migration d'un radionucléide dans le milieu naturel, en intégrant l'ensemble des processus responsables du transport comme l'écoulement de l'eau, la spéciation du radionucléide et ses interactions avec les constituants du sol. Simulation de la migration verticale de l'uranium dans un sol siliceux à partir d'une source ponctuelle.