Stage de Master 2 Investigation de l'Efficacité du Traitement Passif du 226Ra par un Matériau Zéolithique à Différentes Échelles d'Observation H/F CNRS

Contexte et positionnement de l'étude :
Le 226Ra est l'un des principaux radionucléides présents dans les résidus de traitement miniers. En raison de la dangerosité de ses descendants (descendants du gaz 222Rn principalement), les résidus de traitement sont recouverts d'une lame d'eau ou d'une couverture de matériaux inertes afin de limiter ses émissions. Dans le cas d'un stockage sous eau, les eaux au contact des résidus, ainsi que les eaux d'exhaure minière, doivent respecter des limites en radioéléments avant d'être rejetées dans le milieu naturel. Dans le cadre du projet de réaménagement de l'ancien site minier des Bois Noirs Limouzat du département de la Loire (https://www.projet-bnl-orano.fr/), un remplacement de la lame d'eau recouvrant les résidus miniers par une couverture solide est prévu. Cette lame d'eau étant radifère, elle ne peut pas être rejetée dans le milieu naturel. Afin d'immobiliser le 226Ra, un traitement passif des eaux via un bassin de zéolithes a été mis en place. En effet, les zéolithes, qui sont des matériaux naturels et peu coûteux, ont des propriétés d'adsorption importantes de par leurs grandes surface spécifique et capacité d'échange cationique, et sont utilisées dans de nombreuses applications allant de la litière pour chat à la purification de l'eau. Environ 50 types de zéolithes naturelles existent dont les plus abondantes sont la chabazite et la clinoptilolite. Des zéolithes de type chabazite sont typiquement utilisées mais l'abattement du 226Ra tend à diminuer au cours du temps. Pour comprendre ce phénomène, des études préliminaires menées en laboratoire en batch ont été réalisées afin de quantifier l'efficacité de l'adsorption du Ba (baryum ; pris en analogue chimique du Ra) aqueux par le matériau chabazite. Des caractérisations du solide ont également été menées sur ce matériau pour relier les propriétés d'adsorption et de stabilité mesurées aux caractéristiques minéralogiques et pétrographiques du matériau.
L'objectif de ce sujet de master 2 est de poursuivre le travail mené jusque-là et de l'étendre à différentes échelles d'observation : du réacteur en circulation (laboratoire) au bassin (site). Le sujet comportera également un volet sur l'utilisation et la caractérisation d'un autre géomatériaux zéolithique de type clinoptilolite. Ce projet s'inscrit dans le cadre du LabCom MCube (Milieux et Matériaux en contexte Minier) établit entre l'IC2MP de l'Université de Poitiers/CNRS et Orano Mining.
Description de l'employeur
Lieu du stage : Laboratoire IC2MP (Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers) UMR CNRS 7285, équipe HydrASA (Hydrogéologie, Argiles, Sols & Altérations), Université de Poitiers.
Descriptif du profil recherché
Profil et compétences du (ou de la) candidat(e) :
la/le candidat (étudiant(e) de Master 2 ou de dernière année d'école d'ingénieur) devra avoir un niveau suffisant de connaissances en géosciences et géochimie/minéralogie environnementale ; il/elle devra avoir un goût prononcé pour les expériences en laboratoire et les caractérisations des eaux et matériaux naturels. Le/la candidat(e) devra travailler en équipe et sera amené(e) à se déplacer ponctuellement sur site (Saint-Priest-la-Prugne ; Loire) et à Châtillon (Orano).
Une possibilité de poursuite en thèse pourra être proposée à l'issue de ce stage.
Langues

Français
Français
Informations complémentaires

Etude menée par la/le stagiaire :
Le travail du (ou de la) stagiaire consistera en la mise en place et le suivi (prélèvements, analyses chimiques) d'expériences en réacteur en circulation pour suivre l'échange dynamique entre les espèces de l'eau de site (dont Ba), reproduite en laboratoire, et le matériau zéolithique brut. L'objectif de ces expériences sera de pouvoir quantifier la quantité de Ba (pris en analogue chimique du Ra) adsorbable par g de zéolithes, en utilisant l'ICP-OES comme moyen de caractériser les concentrations aqueuses. En parallèle, des caractérisations du matériau seront réalisées (pétrographiques : microscopie électronique à balayage, autoradiographie alpha ; minéralogiques : diffraction des rayons X ; capacité d'échange cationique en utilisant l'absorption atomique de flamme) pour relier à différentes échelles d'observation (laboratoire, pilote et bassin) les taux d'abattement en Ba qui seront mesurés aux propriétés du solide. Il sera demandé au stagiaire d'interpréter les résultats expérimentaux pour chaque échelle d'observation. A terme, ces données seront utilisées pour guider l'opérateur du site sur le choix du géomatériaux à employer ainsi que sur la fréquence de renouvellement du lit de zéolithes sur site. L'étudiant aura également la possibilité de se rendre sur le site minier des Bois Noirs Limouzat (Loire).

Gratification : entre 610 et 650 € net/mois (suivant la réglementation en vigueur en 2026).

Pour postuler (CV et lettre de motivation), contacter :
o Emmanuel TERTRE : Université de Poitiers (****@****.**)
o Marine BONNET : Orano Mining (****@****.**)
Etude menée par la/le stagiaire :
Le travail du (ou de la) stagiaire consistera en la mise en place et le suivi (prélèvements, analyses chimiques) d'expériences en réacteur en circulation pour suivre l'échange dynamique entre les espèces de l'eau de site (dont Ba), reproduite en laboratoire, et le matériau zéolithique brut. L'objectif de ces expériences sera de pouvoir quantifier la quantité de Ba (pris en analogue chimique du Ra) adsorbable par g de zéolithes, en utilisant l'ICP-OES comme moyen de caractériser les concentrations aqueuses. En parallèle, des caractérisations du matériau seront réalisées (pétrographiques : microscopie électronique à balayage, autoradiographie alpha ; minéralogiques : diffraction des rayons X ; capacité d'échange cationique en utilisant l'absorption atomique de flamme) pour relier à différentes échelles d'observation (laboratoire, pilote et bassin) les taux d'abattement en Ba qui seront mesurés aux propriétés du solide. Il sera demandé au stagiaire d'interpréter les résultats expérimentaux pour chaque échelle d'observation. A terme, ces données seront utilisées pour guider l'opérateur du site sur le choix du géomatériaux à employer ainsi que sur la fréquence de renouvellement du lit de zéolithes sur site. L'étudiant aura également la possibilité de se rendre sur le site minier des Bois Noirs Limouzat (Loire).

Gratification : entre 610 et 650 € net/mois (suivant la réglementation en vigueur en 2026).

Pour postuler (CV et lettre de motivation), contacter :
o Emmanuel TERTRE : Université de Poitiers (****@****.**)
o Marine BONNET : Orano Mining (****@****.**)