Migration de l'uranium dans un podzol : le rôle des colloïdes dans la zone non saturée et la nappe ; application aux landes de Gascogne

• Main Author: Crançon, Pierre
• Language: FRE
• Published: 2001
• Subjects: [SDE:IE] Environmental Sciences/Environmental Engineering; Uranium; migration dans le sol; zone insaturée; transport facilité par les colloïdes; transport en colonne; milieu naturel; traçages isotopiques; substances humiques naturelles
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00718590; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/71/85/90/PDF/These-Crancon-2001.pdf

La zone non saturée d'un sol constitue l'interface entre l'atmosphère et la nappe phréatique. Dans le cas de l'apport d'un polluant à la surface du sol, la rapidité des transferts d'eau et le type de mecanisme de transport sont les facteurs critiques qui déterminent l'efficacité de la zone non saturée dans son rôle de barrière de confinement en amont de la nappe phréatique. L'uranium (VI) forme des complexes très stables avec les acides humiques du complexe absorbant dans les sols. Les agrégats du complexe absorbant sont tres sensibles aux variations de la force ionique du milieu . Cette sensibi ite peut-être à l'origine (l'une forte remobilisation des substances humiques colloïdales du sol et de leur migration Dans ce cas, l migration de ll'uranium complexé par les substances humiques peut être grandement facilitée dans le sol. Le transport reactif comparatif de l'Uranium total et de ses isotopes a été etudiéndans un site ou de l'uranium métallique est répandu à la surface du sol. dans le podzol des Landes de Gascogne, L'etude de terrain est complétée par une étude expérimentale de transport en colonne utilisant des techniques de traçage isotopique pour l'uranium . L'étude de terrain montre que la majorité de l'uranium est retenue dans les premiers centimètres du sol. On observe pourtant des concentrations en uranium anormalement élevées dans les eaux souterraines, à plus de 2 kilomètres il l'aval des zones contaminees. Ceci montre qu'il existe un processus de transport rapide de l'uranium dans la zone insaturée, qui assure une migration de l'uranium sur de longues distances. Dans le sol sableux des Landes, des colloïdes naturels argilo~humiques migrent à la vitesse de l'eau, mais peuvent etre retardés lorsque la force tonique des eaux souterraines augmente. On montre que l'uranium est fortement associé à la fraction granulométrique fine (<8um) du sable, et plus particuliérement aux colloïdes composites argilo~humiques. Dans les conditions géochimiques stables des colonnes expérimentales, plus de 70% de l'uranium est retenu dans les premiers 2 centimètres de sable, même après la circulation de 100 volumes d'eau dans la colonne. Ceci montrre la forte capacité de retention de l'uranium du sable des Landes. L'ajout de colloïdes naturels à la solution d'injection favorise la migration de l'uranium. Il apparait qu'entre 5 et 15% de l'uranium total injecté dans les colonnes de sable sont transportés par les colloïdes argilo-humiques à la vitesse de l'eau. L'utilisation de l'isotope 233U permet de réaliser la distinction entre l'uranium transporte de façon non réactive à travers le sable, et l'uranium désorbé depuis les agrégats argilo-humiques et les enrobages des grains du sable. Une diminution brutale de la force ionique du milieu durant les essais de transport montre une remobilisation importante de l'uranium depuis le sol. Lorsque l'on considère les relations complexes entre l'hydrologie et la géochimie dans la zone insaturée du sol, il apparait que le transport de l'uranium est contrôlé : - par les perturbations de force ionique ou (le pH, en réponse à l'intiltration des lames d'eau de pluie dans la partie supérieure de la zone insaturée et aux remontées de la nappe phréatique dans la partie profonde du sol. - par l'existence d'une stratification d'acidité et d'oxygène dissous dans le sol. qui détermine la spéciation de I'uranium et l'efficacité de sa sorption à la surface des minéraux et colloïdes du sol au-dessus de la surface libre de la nappe, par les contrastes géochimiques qui apparaissent lors des remontées de la nappe phreatique.