These Razane DOUCMAK

Soutenance de thèse de Razane DOUCMAK

Optimisation multi-critère d’une exploitation d’uranium par In Situ Recovery

Cette soutenance aura lieu mardi 01 avril 2025 à 14h00
Adresse de la soutenance : École des Mines de Paris 60 Boulevard Saint-Michel 75006 Paris – salle L108_B

devant le jury composé de :

A l’échelle mondiale, la récupération in situ (ISR) est la technique d’extraction d’uranium la plus utilisée au monde. Cette méthode consiste à injecter une solution acide à travers des puits dans des couches géologiques perméables pour dissoudre les phases minérales contenant l’uranium. La solution enrichie en uranium est ensuite pompée à la surface, où l’uranium dissous est extrait à l’aide de résines échangeuses d’ions. La solution de lixiviation est ensuite recyclée et réinjectée dans le gisement. Bien que l’ISR soit très rentable, elle affecte la qualité des eaux souterraines en augmentant les concentrations en éléments dissous et en diminuant le pH, nécessitant ainsi des stratégies de réhabilitation.

Cette thèse a pour objectif de prévoir la production d’uranium et d’anticiper l’empreinte environnementale à long terme d’une telle exploitation, en utilisant une approche de modélisation du transport réactif. Pour ce faire, nous avons utilisé HYTEC, un outil d’investigation permettant d’évaluer à la fois la production et l’empreinte environnementale d’un site ISR. Le modèle a été appliqué aux gisements d’uranium des mines de KATCO et de SaUran au Kazakhstan. Il permet de simuler l’évolution géochimique de l’aquifère, pendant et après la phase de production. L’impact environnemental du modèle a été calibré sur la base de données à long terme provenant de piézomètres de surveillance. Nous avons étudié l’influence de plusieurs paramètres opérationnels sur la production d’uranium et l’empreinte environnementale de l’exploitation ISR. Cette empreinte environnementale peut être analysée en termes de distance et de temps. La distance est principalement contrôlée par la migration des ions sulfate, issus de l’injection d’acide sulfurique, qui sont faiblement réactifs et donc très mobiles. L’acidité (pH) influe sur la durée de l’impact, car les protons peuvent être stockés localement par adsorption sur les surfaces des minéraux argileux. Le modèle géochimique, développé dans cette étude, suggère que l’adsorption cationique sur les surfaces argileuses, ainsi que la précipitation de minéraux secondaires tels que le gypse, régulent la dispersion des éléments sur de longues distances et périodes.