Stage Bac+4/Bac+5

Sujet du stage
 : Étude de la labilité de U/Ra en présence de matière organique naturelle issue d'une zone humide contaminée.

Durée :
5 à
6 mois

Lieu du stage :
Laboratoire SUBATECH, équipe Radiochimie

Contexte :

La compréhension des mécanismes de transport des radionucléides (RN) dans les milieux aquatiques continentaux est un défi majeur vis-à-vis de nombreuses problématiques environnementales, sociétales et sanitaires soulevées par la contamination du biotope en matière à radioactivité naturelle artificiellement concentrée (TE-NORM). Afin de répondre à ces questions, le programme Zone Atelier Territoires Uranifère (ZATU - ) a instrumenté une zone humide contaminée à proximité d'un site de stockage de résidus miniers (Rophin, France), dans l'optique de modéliser le comportement des RN en solution et d'évaluer leurs effets sur les écosystèmes.

Sujet du stage :

Ce sujet de stage s'intéresse à la compréhension du rôle des colloïdes (particules de dimension caractéristique comprise entre le nanomètre et le micromètre) dans le transport de deux RN dans les eaux de surface de cette zone humide : l'uranium (U) et le radium (Ra). Nos travaux récents portant sur la caractérisation des phases colloïdales ont montré qu'une part importante de l'U était associée à la matière organique naturelle (MON) ainsi qu'à des colloïdes de fer, soulignant l'importance des interactions organo-minérales dans le comportement des RN. Pourtant, les modélisations géochimiques réalisées en parallèle prédisent une spéciation dominée par les complexes carbonatés dans les conditions d'analyse, suggérant que les associations RN-colloïdes observées expérimentalement ne correspondent pas à un état d'équilibre thermodynamique. L'hypothèse principale explorée dans ce travail est que le vieillissement des complexes RN-MON réduirait progressivement la fraction labile de l'U, expliquant la stabilité inattendue des associations RN-colloïdes observées in-situ.

Le stage s'intéressera à suivre l'évolution de la fraction labile de U et Ra au cours du temps, en lien avec le vieillissement des complexes formés avec la MON. Les expériences consisteront à préparer des suspensions U/Ra-MON-colloïdes de fer dans des conditions contrôlées de pH et de force ionique, à les faire vieillir sur différentes durées, puis à caractériser l'évolution de la fraction labile à travers des analyses de fractionnement (filtration, ultrafiltration) et des tests de désorption de U et Ra sur résines sélectives.

En complément, selon l'intérêt de l'étudiant⸳e et le temps disponible, deux volets optionnels pourront être développés :

• L'évaluation de la biodisponibilité des radionucléides à l'aide d'une espèce de diatomée représentative des communautés naturelles du site, afin de déterminer si le vieillissement des complexes réduit la part de radionucléides accessibles biologiquement.

• La modélisation géochimique (Visual MINTEQ ou PHREEQC), visant à relier les observations expérimentales à la spéciation théorique et à identifier les paramètres clés contrôlant la stabilité des associations RN-colloïdes.

L'étudiant⸳e sera amené⸳e à utiliser des outils analytiques (ICP-MS-TQ/HR, COT-mètre), de métrologie nucléaire (spectrométrie gamma) et à travailler en laboratoire en zone surveillée avec des sources d'U et de Ra. L'étudiant.e recevra des formations aux risques chimiques, à la radioprotection, ainsi que sur les procédés et techniques analytiques employés.

Profil recherché :

• Formation : Chimie analytique, radiochimie, ou sciences de l'environnement, de niveau Master 2 ou ingénieur 5ème année, avec une première expérience en laboratoire.

• Connaissances appréciées : Analyse ICP-MS, manipulation de radionucléides, maitrise des logiciels de spéciation (Visual MINTEQ, PHREEQC)

• Qualités : Rigueur, autonomie, capacité d'organisation, goût pour la recherche expérimentale et le travail en équipe

Encadrement et contact
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Encadrement : Maxime Chaillou, Anne-Laure Nivesse, Gilles Montavon

• Contact : , ,

Pour candidater, merci de transmettre CV et lettre de motivation aux encadrants du stage.