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Transfert des polluants en milieu
géologique |
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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 :
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La caractérisation du système naturel. |
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L'expérimentation. |
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La simulation du système naturel
et de son évolution. |
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 1
- Caractériser le système naturel |
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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. |
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Exemple
de restitution tridimensionnelle de la géologie d'un terrain. |
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Observation au microscope
électronique à balayage de la surface d'un grain de quartz
dans un sol. |
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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. |
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Alimentation d'une nappe
par des épisodes pluvieux. |
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Coupe d'un sol et sa carte
de distribution de la radioactivité. |
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2
- Expérimenter pour construire des modèles validés |
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Caractérisations au laboratoire
des mécanismes élémentaires responsables de l'écoulement des
eaux et de la migration des polluants ; modélisation analogique
des migrations en colonnes.
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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
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suivis physiques et chimiques des
sols, des roches, et des nappes souterraines, |
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étude des systèmes thermo-hydro-mécaniques, |
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météorologie. |
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Prélèvement séquentiel
d'eau d'infiltration en galerie souterraine. |
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Schéma d'une station " multiparamètres "
de suivi en continu des interactions entre l'atmosphère,
le sol et la nappe phréatique. |
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3
- Simuler le système naturel et son évolution |
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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. |
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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. |
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Modélisation hydrogéologique
et géochimique couplée
du transport des radionucléides dans les sols et les aquifères. |
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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.
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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.
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Simulation de la migration
verticale de l'uranium dans un sol siliceux à partir d'une
source ponctuelle. |
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