Mastère en Physique Quantique - IAEA

Mastère en Physique Quantique

Présenté à la Faculté des Sciences de Tunis

Par : Meriem Ben AliMeriem Ben AliMeriem Ben AliMeriem Ben Ali

Sujet

Année Universitaire 2008-2009

Mesure du gaz "radon" à l’intérieur d’une chambre construite

Avec des briques à base de Phosphogypse

Soutenue Le 24 juillet 2009, devant le jury composé de :

Président : M. Adel Trabelsi : Professeur à la Faculté des Sciences De Tunis et Directeur du CNSTN. Encadreur : M. Nafaa Reguigui Maître de conférences au Centre National des Sciences et Technologies Nucléaires, CNSTN. Rapporteur : M. Nabil Ben Nassib : Professeur à l’E.N.S.A.T.

UNIVERSITE DE TUNIS EL MANAR FACULTE DES SCIENCES

DE TUNIS

CENTRE NATIONAL DES SCIENCES ET TECHNOLOGIES

NUCLEAIRES

Projet de master FST/CNSTN

1

Remerciements Le présent travail a été effectué au Centre National des Sciences et Technologie Nucléaires, (CNSTN) C’est avec un réel plaisir que je réserve ces lignes de gratitude et de profonde reconnaissance à tous ceux qui ont contribué à la réalisation et l’aboutissement de ce travail. Je remercie M. Trabelsi Adel, Directeur du CNSTN, pour avoir accepté présider le jury de ce travail et de m’avoir accueilli au sein de son établissement. Ma reconnaissance va à M. Nafaa Reguigui, Maître de conférence au CNSTN et mon encadreur pour ses précieux conseils et de m'avoir donné la chance de faire ce travail. Il trouve ici ma gratitude. Je remercie vivement M. Nabil Ben Nesib, Professeur à l’institut INSAT, qu’il accepte de faire partie du jury. J’adresse tous mes remerciements à M. Lassead Ajem, Directeur de LGC en ISET Rades, pour l’aide et les conseils qu’il m’apporté tout au long de mon travail. Je remercie également Mme Zeineb Chekir, pour son aide efficace. Mes frères, mes amis et tous qu’ils m’aident ne sont jamais écartés de ces expressions de gratitude, et de reconnaissance.


2


3

Table des matières

Table des matières ................................................................................................................3

Table des figures...................................................................................................................8

Table des Tableaux............................................................................................................. 10

Introduction géneral ........................................................................................................... 12

Chapitre I: Revue bibliographique

I Introduction :.................................................................................................................... 14

II Les paramètres qui influent sur l’infiltration du Radon : ............................................... 14

III Etudes sur la valorisation de Phosphogypse : .............................................................. 19

IV Exhalation du radon à partir des matériaux à base de Phosphogypse : ....................... 21

V Risque sanitaire du radon : .............................................................................................22

Chapitre II: Rappel des notions de base

I La Radioactivité: ..............................................................................................................24

1. Historique et définition: ..............................................................................................24

2. Origine de radioactivité : .............................................................................................24

3. Unité :...........................................................................................................................25

4. Les différents rayonnements émis : .............................................................................25

4.1. Les particules Alpha : ..................................................................................................25

4.2.1. Radioactivité .........................................................................................................26


4

4.2.2. Radioactivité β + :..................................................................................................27

4.3. Le photon gamma :......................................................................................................28

5. Les lois des radioactivités : ..........................................................................................28

5.1. La décroissance radioactive :.......................................................................................28

5.2. Période radioactive ou demi-vie : ................................................................................28

5.3. L’activité radioactive :..................................................................................................28

6. Effet de radiation : .......................................................................................................28

7. La radioactivité naturelle : ...........................................................................................29

7.1. La radioactivité primordiale : ......................................................................................29

7.2. La radioactivité cosmogonique : .................................................................................30

7.3. La radioactivité humaine produite : ............................................................................30

II Le Radon :....................................................................................................................... 31

1. Historique et définition : ............................................................................................. 31

2. Caractéristiques physico-chimiques :..........................................................................33

3. Désintégration du radon..............................................................................................35

4. Exhalation du radon : ..................................................................................................37

4.1. Emanation:...................................................................................................................38

4.1.1. Définition : .................................................................................................................38

4.1.2. Mécanismes d’émanation: ....................................................................................38

4.1.3. Influence des caractéristiques du milieu..............................................................39

4.2. Transport :....................................................................................................................40


5

4.2.1. Transport par diffusion :.......................................................................................40

4.2.2. Transport par advection/convection:...................................................................40

4.2.3. Transport par l’eau :.............................................................................................. 41

5. Risque sanitaires : ........................................................................................................43

6. Type de mesure du radon: ...........................................................................................43

7. Réduction de radon:.....................................................................................................45

III. Le Phosphogypse: .......................................................................................................45

1. Généralité : ...................................................................................................................45

2. Composition élémentaire :...........................................................................................46

3. Activité radioactive de Phosphogypse:........................................................................47

4 Risque sanitaire :..........................................................................................................49

5 Valorisation de Phosphogypse : ..................................................................................50

5.1 Utilisation en construction routière:............................................................................50

5.2 Industrie de plâtre :......................................................................................................50

5.3 Autre utilisation :..........................................................................................................50

5.4 Recherche en cour : .....................................................................................................50

Chapitre III : Variation spatiale de concentration du radon dans une

chambre à base de phosphogypse

I.Introduction :.................................................................................................................... 51

II. Méthode et matériels : ................................................................................................... 51

1. Matériaux utilisés pour la fabrication de deux chambres : ......................................... 51


6

1.1. Le Phosphogypse :....................................................................................................... 51

a. Analyse minéralogique: ...............................................................................................54

b. Analyse chimique :.......................................................................................................54

e. La masse volumique : ..................................................................................................55

1.2. L’argile : .......................................................................................................................55

a. Analyse chimique :.......................................................................................................55

b. Analyses granulométriques et sédimentation:.............................................................56

c. Teneur en matière organique : ....................................................................................56

1.3. Mesure de l’activité de radionucléide présente dans les matériaux de

construction : ......................................................................................................................56

1.3.1. Dose absorbée, dose efficace :..............................................................................58

1.3.2. Index gamma, Index Alpha : ................................................................................ 61

2. Détecteurs utilisés pour doser la radioactivité à l’intérieur des chambres : ...............64

a. Principe: .......................................................................................................................65

C. Avantages de KODALPHA : .......................................................................................66

3. Expériences :................................................................................................................67

3.1. Première Expérience (Chambres en brique nue):.......................................................67

3.1.1. Position des dosimètres ........................................................................................68

3.1.2. Variation horizontale de concentration du radon: ...............................................70

3.1.3. Variation verticale de concentration du radon: ....................................................74

3.1.4. Variation de concentration du radon en fonction d’exposition : .........................75

3.2. Deuxième expérience (Chambres finies): ...................................................................80


7

3.2.1. Variation horizontale de concentration du radon : ..............................................80

3.2.2. Variation verticale de concentration du radon : ...................................................87

3.2.3. Dose efficace annuelle : ........................................................................................95

3.2.4. Discussions : .........................................................................................................97

3.3. Comparaison entre les deux expériences : ..................................................................98

3.3.1. Deux plans médians horizontaux de chambre normale : ....................................99

3.1.2. Deux plans médians horizontaux de chambre à base de Phosphogypse : ........ 100

3.1.3. Deux plans verticaux de chambre normale : .......................................................101

3.1.4. Deux plans médians horizontaux de chambre à base Phosphogypse : ..............101

3.1.5. Comparaison saisonnière :...................................................................................101

4. Conclusion : ................................................................................................................... 103

Chapitre IV : Variation spatiale de concentration du radon

1. Introduction : ...................................................................................................... 104

2. Etude théorique : ................................................................................................ 104

2.1. Modèle mathématique : ...................................................................................... 104

2.2. Traçage de courbes :........................................................................................... 109

3. Etude expérimentale de variation du radon au cours de temps : .......................113

3.1. Méthode et matériels : .........................................................................................113

3.2. Résultats de mesure : ...........................................................................................116

3.3. Influence des paramètres météorologiques :...................................................... 120


8

3.4. Comparaison entre le résultat théorique et expérimental : .................................121

Conclusion générales: ....................................................................................................... 125

Perspective ........................................................................................................................ 127

Annex A............................................................................................................................. 128

Références Bibliographiques:........................................................................................... 138


9

Table des figures

Figure 1 : Variation de concentration de radon à l'intérieur et à l'extérieur par deux

méthodes................................................................................................................................... 17

Figure 2: Variation spatial et temporelle de concentration Po-218. ...................................... 18

Figure 3: Variation de concentration du radon(x, y, z= 1.5).................................................. 18

Figure 4: Variation de concentration du radon ...................................................................... 18

Figure 5:Distribution du radon à τ =0.25............................................................................... 22

Figure 6:Distribution du radon à τ =1.00. .............................................................................. 22

Figure 7: Evolution du risque chez un fumeur et non fumeur (IRSN). .................................... 23

Figure 8: Inhalation du radon dans les poumons (IRSN). ...................................................... 24

Figure 9: Différents sources des rayonnements ...................................................................... 25

Figure 11: Famille Radioactive naturelle de l'Uranium-238.................................................. 35

Figure 12: Famille radioactive naturelle du thorium-2 ..........................................................36

Figure 13: Famille Radioactive naturelle de l'Uranium-235.................................................. 36

Figure 14: es scénarios de formation du Rn-222 .................................................................... 40

Figure 15: Variation de facteur d'émanation selon le teneur en eau...................................... 41

Figure 16:doses absorbées dans l'air des échantillons ........................................................... 60

Figure 17: doses efficaces intérieur et extérieur des échantillons. ......................................... 61

Figure 18: Index gamma et index alpha.................................................................................. 63

Figure 19 : Dosimètre radon Kodalpha (Dosalpha). .............................................................. 64

Figure 25: Concentration du gaz radon dans le plan M1 de chambre normale (Bq/m3)....... 71

Figure 26: Concentration du gaz radon dans le plan M1 de chambre à base de phosphogypse

(Bq/m3)..................................................................................................................................... 73

Figure 27: Variation vertical de concentration de gaz du RADON (Bq/m3). ......................... 74

Figure 28: variation de concentration du Rn avec l'exposition, chambre normale. .............. 75

Figure 29: variation de concentration du radon avec L’exposition, chambre à base de

phosphogypse. .......................................................................................................................... 75

Figure 31: Position des plans de mesure................................................................................. 80

Figure 33: Concentration du radon aux différents points du plan M1 de la chambre normale

(Bq/m3)..................................................................................................................................... 83

Figure 34: Vecteur mapp de concentration radon (Bq/m3) .................................................... 84

Figure 35: Reliefs de plan médian horizontal: concentration du radon (Bq/m3) ................... 84


10

Figure 36: Présentation de concentration de gaz du radon en differents points de plan

médian de la chambre à base phosphogypse (Bq/m3). ............................................................ 86

Figure 37: Vecteur mapp de concentration du radon (Bq/m3). .............................................. 87

Figure 38: Reliefs de plan médian horizontal: concentration du radon (Bq/m3) ................... 87

Figure 39:variation de concentration du radon en s'éloignant de la source (mur). ............... 93

Figure 41: contour mapp de concentration du radon, plan médian M2 de la chambre

normale..................................................................................................................................... 89

Figure 42: Vecteur mapp de concentration du radon dans le plan médian vertical............... 90

Figure 43: Reliefs de plan médian vertical de la chambre normal (wireframe mapp). .......... 90

Figure 44: Concentration du radon aux différents points du plan médian vertical de la

chambre à base de phosphogypse. .......................................................................................... 92

Figure 45: Vecteur mapp de concentration du radon (Bq/m2). ............................................. 93

Figure 46: Comparaison des doses efficaces pour les deux expériences................................ 96

Figure 47: Variation saisonnière du radon........................................................................... 102

Figure 48: Modèle d'émanation de gaz du radon..................................................................106

Figure 49: Comparaison des résultants théorique de concentration du radon. ................... 111

Figure 50: Appareil AlphaGuard .......................................................................................... 114

Figure 51: Chambre d'ionisation d' AlphaGuard..................................................................114

Figure 53: Appareil AlphaGuard dans les deux chambres essai.......................................... 115

Figure 53: Connexion de l'appareil AlphaGuard à un PC et affichage des résultats........... 115

Figure 54: Variation de concentration du radon au cour du temps...................................... 116

Figure 55: Variation de température au cour de temps. ....................................................... 116

Figure 56: Variation de pression au cour de temps. .............................................................117

Figure 57: Variation d'humidité au cour de temps................................................................ 117

Figure 58: Variation de concentration de radon dans la chambre à base phosphogypse.... 118

Figure 59:Variation de température au cour de temps. ........................................................ 118

Figure 60: Variation d'humidité en fonction de temps. ......................................................... 119

Figure 61: Variation de pression en fonction de temps......................................................... 119

Figure 62: résultats théorique et expérimental (chambre normale) ..................................... 122

Figure 63: Résultats théorique et expérimentale (chambre à base phosphogypse). ............. 123


11

Table des Tableaux

Tableau 1: Radionucléides primordiaux.................................................................................. 30

Tableau 2:Radionucléide cosmogéniques ............................................................................... 31

Tableau 3: Radioactivité dans le corps humain....................................................................... 32

Tableau 4: principales sources de radon sur la terre. .............................................................. 33

Tableau 5: Principales propriétés physico-chimiques du radon.............................................. 34

Tableau 6: chaine radioactive de l'uranium-238...................................................................... 38

Tableau 7: Coefficient d'émanation de différents matériaux................................................... 39

Tableau 8: Sources du radon. .................................................................................................. 43

Tableau 9: Composition elementaire de phosphogypse, ......................................................... 48

Tableau 10: Activité radioactive des radioéléments dans le minerais de phosphate et dans le

phosphogypse ........................................................................................................................... 49

Tableau 11: Comparaison entre la radioactivité de phosphogypse de différents pays……50

Tableau 12: composition de phosphogypse national............................................................... 54

Tableau 13: résultat d’analyse granulométrique de phosphogypse......................................... 55

Tableau 14: Analyse chimique de phosphogypse. .................................................................. 55

Tableau 15: Analyse Granulométrique.................................................................................... 56

Tableau 16: Résultat de l'activité des radionucléides présents dans tous les échantillons. ..... 57

Tableau 17: Références des activité des radionucléides ......................................................... 54

Tableau 18: Dose absorbé et doses efficaces des matériaux de construction. ........................ 60

Tableau 19: Index gamma et alpha.......................................................................................... 62

Tableau 20: Mesure de concentration du gaz du radon en différents points du plan médian

horizental de chambre normale. ............................................................................................... 70

Tableau 21: Mesure de concentration de gaz du radon en differents points du plan médian

horizental de la chambre fabriquée ave briques à base phosphogypse. ...................................72

Tableau 22: Concentration du radon selon l'axe vertical de la chambre à base phosphogypse.

.................................................................................................................................................. 74

Tableau 23: Concentration du radon selon l'hauteur de la chambre normal. .......................... 70

Tableau 24: Mesure de concentration du gaz du radon en differents points du plan médian de

chambre normale. ..................................................................................................................... 73

Tableau 25: Mesure de concentration du radon en différents points du plan médian de la

chambre construite avec briques à base phosphogypse. .......................................................... 85


12

Tableau 26: Mesure de concentration de gaz du radon en différents points du plan médian

vertical de la chambre normale. ............................................................................................... 88

Tableau 27: Résultat de mesure de concentration de gaz du radon dans le plan médian

vertical de chambre à base phosphogypse................................................................................ 84

Tableau 28: Caractéristiques des matériaux de construction. ............................................... 109

Tableau 29: variation temporelle du Rn (chambre normale). ............................................... 110

Tableau 30: variation temporelle du Rn (chambre à base phosphogypse)............................ 111


13

INTRODUCTION GENERALE

Nous sommes tous exposés chaque jour aux rayonnements. Ces rayonnements que nous

recevons proviennent en majeure partie de sources naturelles. La principale source

d’exposition au rayonnement naturel est le radon, c’est un produit de filiation radioactif

gazeux provenant de la décroissance du radium et il provoque 10 % de cancer de poumon au

Canada. A l’extérieur le radon se disperse, mais dans les habitations, le radon provenant de

sol et des matériaux de constructions peut atteindre des niveaux élevés. Pour assurer la

protection dans les habitations, la mesure de taux du radon dedans est considérée comme

paramètre de contrôle des matériaux de constructions.

Pour assurer la protection des habitants et dans le but de valorisation de Phosphogypse, déchet

radioactif, pour construire des briques cuites, le LGC (Laboratoire de Génie Civil) de l’ENIT

(Ecole National d’Ingénieurs de Tunis) et le CNSTN (Centre National des Sciences et

Technologies Nucléaires) ont construit deux chambres dans les mêmes conditions

géométriques et météorologiques, une avec ce nouveau matériau : les briques à base de

Phosphogypse et l’autre avec les briques normales. Pour valider l’utilisation de ce nouveau

matériau, on mesure le taux de gaz du radon à l’intérieur de la chambre à base de

Phosphogypse et on le compare au celui trouvé dans la chambre normale.

Les résultats obtenus ont montré que la concentration du radon dans la chambre à base de

phosphogypse est légèrement supérieure à celle dans la chambre normale. Toutefois, ces

valeurs restent toujours inférieures aux valeurs limites exigées par la norme internationale.

Ce travail est structuré comme suit :

Un premier chapitre fait l’objet d’un état de l’art sur les travaux qui ont été effectués en

général sur l’émanation du radon à partir des différents matériaux de construction, en

particulier en présence de Phosphogypse et sur l’effet sanitaire de ce gaz.

Le deuxième chapitre est réservé à la radioactivité, au Phosphogypse et au radon tout en

développant ses notions de base.


14

Le troisième chapitre met l’accent sur la mesure intégrée de concentration du radon : étude

expérimentale et exploitation des résultats.

Et un quatrième chapitre sur l’étude théorique et expérimentale de variation temporelle de

concentration du radon et sur l’influence des paramètres météorologiques.

Enfin une conclusion générale et perspective.


15

Chapitre I

Revue bibliographique

I Introduction :

Le radon représente le tiers de l’exposition moyenne de la population aux rayonnements

ionisants (34%), c’est la principale source d’exposition naturelle. Environ 80% de ce gaz

provient de sous sol, 10% des matériaux de construction utilisés pour l’habitation et le reste

dans l’air extérieur [Nazaroff W. W., 1992]. La présence du radon dans les bâtiments dépend

des caractéristiques du sous sol, l’enveloppe du bâtiment en contact avec le sol (fissure, trous,

porosité…) et de la différence de pression entre le sol et l’intérieur d’habitation. Pour cette

raison, plusieurs chercheurs s’intéressent au transport de gaz radon dans le sol et dans les

matériaux de construction et définissent les différents paramètres qui agissent sur leur

distribution.

II Les paramètres qui influent sur l’infiltration du R adon :

Plusieurs chercheurs s’intéressent aux paramètres influant sur le transport diffusif et convectif

du radon de sol vers l’atmosphère (densité, porosité, perméabilité …), qui sont les mêmes

paramètres qui agissent sur l’exhalation du radon à partir de matériaux de construction à

certaine modification d’un matériau à un autre. Nazaroff W. W., (1992) a montré que la

différence de pression entre l’extérieur et l’intérieur provoque l’apparition d’un gradient de

pression ce qui excite l’entrée du radon dans l’habitation. S. D. Schery and D.H. Gaeddert,

(1982)., s’intéressent au fait que le taux d’émanation du radon est proportionnel à la

perméabilité du sol, et ce dernier facteur, perméabilité, on remarque son importance d’après

(Reimer, 1988), qui a fait une étude comparative pour montrer qu’un sol à une perméabilité

importante et une quantité d’uranium moyenne émane plus du radon qu’un autre sol de faible

perméabilité et contient une quantité importante d’uranium. Landa, (1987), a montré que

l’émanation du radon dépend de la nature de matériau, la taille de ses particules et la façon de

distribution de radium dedans.


16

W. J. Rely,et al. (1996), ont étudié l’effet du vent sur l'exhalation du radon se trouvant dans

le sol entourant une maison, ils ont utilisé un modèle numérique tridimensionnel, qui permet

de déterminer les modèles complexes d’écoulement du gaz dans le sol et déterminer l’effet du

vent sur le taux d’entrée de Rn-222 et sur sa concentration. Ils ont fait le traçage de la courbe,

concentration de Rn - 222 à l’intérieur en fonction de la vitesse du vent, et ils ont montré

qu’une maison exposée à un vent éprouvait une diminution du taux d’entrée du radon.

Dans le but de contrôler la variation de concentration du Rn-222 dans les milieux poreux, à

cause de son risque radiologique, I. Lopez-Coto et al, (2009) ont réalisé une expérience pour

mesurer le potentiel de risque et le taux d’émanation du radon des différents échantillons de

matériaux de construction, dans trois chambres de géométrie et de construction différentes (

chambre A : Chambre cylindrique fabriquée avec l’aluminium, chambres B et C : même

matériaux de construction, polyéthylène mais de volume différent), les détecteurs utilisés ici

sont le Alphaguarde et le SNC (Sun Nuclear Corporation), les résultats expérimentaux ont été

comparé avec les résultats analytiques, ces derniers se basent sur quatre approximations (1 :

transport unidimensionnel, 2 : coefficient de diffusion homogène dans le milieu étudié, 3 : la

concentration homogène de radon, 4 : l’exhalation de radon conservée seulement selon z=0).

Ils ont montré que les résultats analytiques et ceux expérimentaux sont équivalents, et que le

taux d’émanation et le potentiel risque de radon varie selon la nature du matériau.

P. M. Rutherford et al, (1995), ont étudié l’effet d’humidité sur l’exhalation du Rn, ils ont

trouvé que jusqu’un seuil d’humidité égale à 25%, l’élévation du taux d’humidité entraîne une

augmentation du taux de radon, au-delà de ce seuil, il n’y a pas un effet remarquable.

R. L. Fleischer, (1987), a montré que l’émanation du radon est proportionnelle à la porosité,

en se basant sur la taille de pore ; plus un pore est large, plus la distance parcourue par le

radon est grande.

E. Stranden and L. Bertig, (1980 ), ont examiné l’effet de ventilation naturelle sur

l’infiltration du radon dans le bâtiment, ils ont montré que le taux de ventilation dépend de

gradient de température ∆T, (∆T =différence de température entre l’extérieur et l’intérieur) ; si

∆T accroître alors la concentration du radon décroît. En plus, ils ont conclu que la

concentration du Rn est plus importante pendant la nuit qu’en milieu de journée, cela due au

phénomène d’inversion de température.

A. El-Hussein et al, (1999), ont mesuré la concentration du radon à l’intérieur d’une chambre

(200m3) en fonction du temps et à différents taux de ventilation pour avoir l’effet de la

ventilation naturelle sur la variation de concentration du radon. Ils ont montré aussi que la


17

concentration du radon est inversement proportionnelle aux taux de ventilation ; si l’un

augmente l’autre diminue.

Parmi les chercheurs qui s’intéressent aux facteurs agissant sur le taux d’infiltration du radon

dans l’habitation : Ramachandran et al. (1990), qui ont étudié la variation saisonnière du

radon, par une expérience durant une année dans une maison construite avec des briques et

des ciments, ce qui résulte que la concentration du radon est plus élevée pendant l’hiver à

cause du phénomène d’inversion de température d’été vers l’hiver. La concentration du radon

passe de 6,3 Bq/m3 le mois de juillet à 36,7 Bq/m3 pendant décembre jusqu’à 24,7 Bq/m3 en

janvier 1987. Ce même résultat a été conclu par (Frederic Perrier, (2007)), voir Fig. 1 :

Figure 1 : Variation Saisonnière de concentration du radon à l'intérieur et à

l'extérieur par deux méthodes, (Frederic Perrier, (2007))

Lupa et al, (2008), ont étudié numériquement la distribution stationnaire verticale du radon et

de leurs descendants (exemple 218Po) : Ils ont montré que la concentration du Rn est

inversement proportionnelle à l’altitude comme représenté ci-dessous, voir Fig. 2 :


18

Figure 2: Variation spatial et temporelle de concentration Po-218(Bq/m3), (Lupa

et al, (2008)).

V. Urosevic, (2008), ont fait un modèle numérique pour avoir la distribution spatiale de gaz

du radon et de thoron à l’intérieur d’une chambre fermée et distinguer l’effet de ventilation

naturelle : Ils ont trouvé que leurs distribution n’est pas homogène et que le radon plus

concentré près de mur qu’en milieu de la chambre, la concentration du radon décroît

exponentiellement en s’éloignant de mur vers le milieu de la chambre, voir Fig. (3 – 4). Ces

résultats sont en accord avec les résultats expérimentaux faits par Zhuo, (2001. ).

Figure 3: Variation de concentration du

radon(x, y, z= 1.5) [Concentration max.

200Bq/m3].

(V. Urosevic, (2008))

Figure 4: Variation de concentration du

radon(X, y, z=1.5) [Concentration max.

100Bq/m3].

(V. Urosevic, (2008))

Ventilation


19

Malgré qu’il y ait des facteurs, comme on a vue, agissant sur l’exhalation de radon et même

des facteurs réduisant l’influence du Ra-226, comme la perméabilité de matériaux, la quantité

de radium dans le sol et dans les matériaux de construction et sa façon de distribution restent

les principaux facteurs qui influent sur le taux du radon dans l’habitation.

Pour cette raison, plusieurs études ont été faites pour mesurer l’exhalation du radon à partir

de matériaux de construction. A. Savidou et al, (1996), ont mesuré l’activité volumique de

radionucléides : Ra-226, Th-232 et K-40, dans les briques de région « Attica », et le

coefficient d’émanation du radon à partir de ce matériau. Ils ont utilisé pour ce but trois

échantillons de briques n’admettront pas les même caractéristiques (activités de

radionucléides …). Ils ont trouvé une large variation de coefficient d’émanation du radon

passant d’un matériau à un autre et que la quantité de radium ne peut pas évaluer exactement

le taux d’exhalation du radon, puisqu’il y a d’autres facteurs agissant sur l’émanation du

radon (perméabilité, paramètre météorologique …)

Serena Righi et al, (2006), ont mesuré la radioactivité de 42 échantillons de matériaux de

construction, par le calcul de l’activité des différents radioéléments Ra-226, Th-232, K-40,

l’index : Ialpha et Igamma, et le taux d’émanation de Rn-222 en comparant ces résultats aux

valeurs limites proposées par la commission Européenne. Ils ont trouvé que la radioactivité de

matériaux d’origine roche magmatique, est plus élevée que celle issue des autres roches.

Selon les valeurs de deux index, 25% de ces échantillons dépassent la limite d’index proposé

par la commission Européenne, donc il faut contrôler ces matériaux.

En Tunisie, une analyse semblable à celle de Serena a été effectuée par N. Hizem, et al.

(2005). Ils ont utilisé la « spectrométrie gamma » sur 17 échantillons de matériaux de

constructions, pour mesurer l’activité des différents radioéléments (Ra-226, P-214, Bi-214,

Pb-212, A-228, U-235, K-40), et déduire la dose annuelle reçue de ces matériaux, ainsi que la

concentration index. Les résultats obtenus montrent que la dose annuelle varie entre 0.07

mSv/ans et 0.86 mSv/ans, seule les briques et le granite ont des doses qui dépassent la limite,

soit 0,3 mSv/ans, mais leurs index est inférieur à 1 (valeur limite d’index),

Donc les caractéristiques de ces matériaux sont en accord avec les conditions proposées par la

commission Européenne.

Sur le même sujet, R. P. Chauhan,et al. (2003), ont utilisé un détecteur passif (détecteur solide

de trace DSTN, LR-115 type) pour déterminer l’exhalation du radon à partir de trois

échantillons :

a) brique seulement,


20

b) brique et une couche d’argile,

c) brique et une couche de ciment.

Ils ont remarqué que l’exhalation à partir de (b) et (c) est inférieure que celle de (a), puisque le

ciment a une perméabilité inférieure que le brique, donc tendance d’exhaler le gaz du radon

moins que le brique seule.

On remarque qu’avant l’utilisation d’un matériau dans le domaine de construction des

habitations, des analyses sont faites pour mesurer la radioactivité de ce matériau, puisqu’elle

est un paramètre de contrôle de son utilisation, dans le but de la protection humaine.

Dans notre cas, plus la quantité de Ra-226 est importante dans le matériau, plus l’émanation

de Rn est élevée, et donc leur nocivité est grande. Dans le même cadre, plusieurs chercheurs

s’intéressent a analysé les matériaux qui renferment une quantité importante de radium,

comme le Phosphogypse, ils cherchent à l’utiliser comme matériau de construction, ou bien à

le valoriser dans d’autres matériaux (briques, ciment …).

Dans la suite, quelques exemples ont été mis en évidence pour confirmer ce qui est expliqué

ci-dessus.

III Etudes sur la valorisation de Phosphogypse :

Le Phosphogypse est un déchet résultant de la production de l’acide phosphorique. Il été

valorisé en construction routière, citons la construction de tronçons expérimentaux de route

municipales à la cite de la porte en Texas d’après W. R. Anderson, (1988), et en Floride

d’après Chang et al, (1989). Aussi en agriculture comme engrais. Et comme charge ou

pigment de couchage dans l’industrie du papier. Il été valorisé de même dans l’industrie de

plâtre et dans le secteur de ciment portland, d’après P. K. MEHTA, (1977.), CHARFI, (1999.)

Un potentiel futur d’utilisation de Phosphogypse comme matériau de construction apparaît

dans la fabrication du bloc, V. K. Shukla,et al (2005) qui ont fait une analyse avec la

spectrométrie gamma, pour mesurer la radioactivité de certains matériaux de construction,

affin de montrer l’effet de valorisation de Phosphogypse dans ces matériaux.

Ils ont trouvé que l’utilisation de ce déchet augmente l’activité volumique de Ra-226 dans les

briques de 340 à 1250 Bq/kg et de même pour le ciment. L’activité volumique des

radioéléments U-238, Th-232 et K-40, varie dans le ciment et dans les briques de 54 à 94

Bq/kg, 8 à 32Bq/kg et 63 à 270 Bq/kg et 640 à 952 Bq/kg, 57 à 101 Bq/kg et 113 à 424

Bq/kg, respectivement.


21

Des analyses ont été faites par H. Sfar Felfoul, (2002), montre que le Phosphogypse de

SFAX a des caractéristiques qui évoluent peu en fonction de la durée de son stockage. Il est

peu radioactif, comparé à d’autres Phosphogypses dans le monde. Ce dernier résultat a été

conclure par une autre analyse faite par N. Reguigui et al (2005) sur trois echantillions de

phosphogypses Tunisiens d’ages differentes, Pour mesurer les activités volumiques des

différents radionucléides à l’aide de spectrometrie gamma. les résultats obtenus sont affichés

dans le tableau 12.

L. Reijinder et al., (2005), ont signalé que l’utilisation mondiale de Phosphogypse comme

matériau de construction est probablement de rendement en dessous de 15%.

Une telle utilisation dans l’Etats-Unis a été interdite en 1990 et dans l’Union Européenne, elle

a été discontinuée depuis 1992, puisque le niveau de lanthanides en quelques minerais de

phosphate favorise la formation des petits cristaux qui ont été filtré avec plus de difficultés.

Ceci affecte négativement la science économique du Phosphogypse comme produit de

construction, en plus il a une influence négative sur l’environnement grâce au radioélément

présent dans le Phosphogypse

Mais la réduction de source, la destruction de produits organiques persistants et les

technologies de séparation, peuvent être utilisées pour réduire l’impact négatif de

Phosphogypse et de l’utiliser pour la construction des bâtiments.

IV Exhalation du radon à partir des matériaux à base de Phosphogypse :

D’après les analyses faites sur le Phosphogypse, les experts remarquent qu’il peut susciter

un risque sanitaire si on le valorisera dans les matériaux de construction, grâce à l’élévation

du taux du radon exhalé à l’intérieur des habitations. Donc les chercheurs s’intéressent a

mesuré le gaz du radon à l’intérieur des habitations.

Mee Janga, et al (2005), ont mesuré l’exhalation du radon à partir d’une planche de

Phosphogypse mise linéairement à un mur imperméable dans une chambre fermée (1 m3),

l’imperméabilité de mur pour négliger le transport convectif du Rn.

Deux types de Phosphogypse ont été utilisé pour cette expérience, ces deux types diffèrent par

l’épaisseur et l’activité volumique de radium, ils ont fait la comparaison entre le théorique et

l’expérimentale et ils constatent que la concentration de radon à partir de la deuxième planche

est plus élevée que la première, puisque l’épaisseur de la deuxième est plus grand et la

quantité de radium dedans est plus élevée.


22

Dans la même pratique, J. A. RABI, et al (2006), se basent sur l’idée de (Mee Janga,et al

2005), ils ont fait un modèle numérique à deux dimensions en fonction du temps, pour avoir

la distribution spatiale de gaz du radon émanée à partir d’une planche de Phosphogypse, à

l’intérieur d’une chambre fermée tout en tenant compte que le transport diffusif du radon,

puisque la chambre est fermée et leurs murs sont imperméables.

Ils ont trouvé que la concentration du Rn élevée près de la planche de Phosphogypse et

décroît en s’éloignant vers le milieu de la chambre, donc la concentration du Rn dépend de la

nature de matériau et du temps d’accumulation, parce qu’en augmentant le temps, la

concentration du radon s’accroître, comme représenté ci-dessous, Fig. 5 et 6 :

Figure 5:Distribution du radon à τ =0.25,

(τ = λ t), (J. A. RABI, et al (2006)).

Figure 6:Distribution du radon à

τ =1.00. (J. A. RABI, et al (2006)).

Dans le même sujet, Mohammed,et al (2005), ont proposé un modèle bidimensionnel

équilibré pour le transport de Rn-222 dans une cavité remplie de Phosphogypse et entourée

par la terre isotherme et imperméable, dont la seule source de radon est le radium-226 existant

dans le Phosphogypse.

Ils ont supposé que l’écoulement est modelé selon l’approche de Darcy-Brinkman-

Boussenesq, ils ont fixé les paramètres de contrôle : nombre de Prandle Pr=0.71, nombre de

Schmidt Sc=15 et font varier le nombre de Grashoft et Darcy : 107 <Gr< 109 et 10-13

<Da<10-7et le rapport de forme A=2. Ils ont montré que le modèle d’écoulement s’est

composé d’une circulation ouverte de cellules avec le fluide entrant du remblai, et partant près

de la frontière verticale pour Grm < 10(Grm=Gr.Ga) et pour Grm >10, la concentration faible

de radon se trouve dans le remblai parce que l’air peut traîner de telles particules radioactives.


23

Donc plusieurs recherches ont été réalisées sur différents matériaux de construction pour

calculer soit la concentration de radon, soit leur taux d’émanation, ou bien la concentration

index… .

Toutes ces mesures ont un but commun, c’est d’avoir des matériaux de construction en accord

avec les conditions fixées par la commission internationale et de réduire la nocivité de gaz de

radon.

V Risque sanitaire du radon :

Pour le public, des études menées en Europe, en Amérique du Nord et en Chine, ont confirmé

que le radon présent dans les bâtiments jouait, à l'échelle mondiale, un rôle substantiel dans

l'apparition des cancers pulmonaires.

Selon de récentes études (O. CATELINOIS, 2007), en fonction des modèles de risque, entre

environ 1 200 et 2 900 décès par cancer du poumon seraient attribuables chaque année à

l’exposition domestique au radon soit entre 5 et 12% des décès par cancer du poumon.

Parallèlement, environ 8 à 11% des décès par cancer du poumon chez les fumeurs seraient

attribuables à l’exposition au radon d’origine domestique.

L’analyse issue des principales études européennes (IRSN, 2007) basée sur l’étude des cas

témoins européens estime que le risque de cancer pulmonaire augmente de 16 % par tranche

de 100 Bq.m-3 pour une exposition survenue entre 5 et 34 ans auparavant.

La relation dose-éffet semble être linéaire, sans palier, ce qui signifierait que le risque de

cancer pulmonaire existe y compris à très faible dose et augmente proportionnellement avec

l'exposition au radon.

Dans la figure suivante on a comparaison de l’évolution du risque (en fonction de variation de

concentration de radon) chez un fumeur et un non-fumeur :

Figure 7: Evolution du risque chez un fumeur et non fumeur (IRSN), 2009.


24

Lorsqu’il se présente dans l’air que nous respirons avec des concentrations importantes, le

radon et ses descendants peuvent parvenir au poumon, là ils continuent à se décomposer et

émettent des particules alpha qui produisent des petits jets d’énergie absorbés par les tissus

pulmonaires. Lorsque ces derniers sont endommagés, elles peuvent entraîner un cancer

lorsqu’elles se reproduisent, (voir figure 8) :

Figure 8: Inhalation du radon dans les poumons (IRSN), 2009.

Ce risque dépend de la concentration de radon dans l’air respiré et de la durée de l’exposition.

L’exposition au radon serait le deuxième facteur de risque du cancer du poumon après le

tabagisme.

VI . Conclusion :

Grâce à son effet nocif, le radon est étudié par les chercheurs de plusieurs facettes et dans

différents lieux de mesure (eau, sol, atmosphère …) en particulier, son émanation à partir des

matériaux de construction.

La mesure de concentration du radon est soutenue comme paramètre de contrôle d’utilisation

d‘un nouveau matériau de construction ce qui est le but de notre étude.


25

Chapitre II

Rappel des notions de base

I La Radioactivité:

1. Historique et définition:

La radioactivité naturelle a été découverte à la fin de 19ème siècle par H. Becquerel, puis le

Polonium et le Radium par Pierre Curie et Marie Curie vers 1898 (8)-(10). La radioactivité est

un phénomène physique au cours duquel des noyaux atomiques instables, qui présentent un

excès de particules protons ou neutrons ou les deux, se désintègrent en dégageant de l’énergie

sous forme de rayonnements (radius en Latin) dont la nature et les propriétés sont variables en

particulier leur pouvoir de pénétration dans les organismes vivants, pour se transformer en des

noyaux atomiques stables. En 1934, la radioactivité artificielle a été découverte par Joliot

Curie (10).

2. Origine de radioactivité :

La radioactivité est essentiellement d’origine naturelle, mais nous sommes également

exposés à des rayonnements provenant d’activités humaines, en particulier médicales (9),

représentées par la Figure 9 :

32,7%

0,3%8,2%

24,5%

34,3%

Figure 9: Différents sources des rayonnements, B. Melloni et al. (2000).


26

3. Unité :

La radioactivité se mesure en becquerel (Bq), unité très petite puisqu’elle correspond à une

transformation d’atome par seconde : ses multiples kilo becquerel (1kBq=103Bq), Méga

becquerel (1MBq=106Bq), Giga ou Taira Becquerel (1GBq=1000MBq ; 1TBq=103GBq) (8)-

(10).

Le becquerel mesure les désintégrations d’atome, mais pour mesurer l’impact des

transformations d’atomes, on utilise d’autres unités en particulier le gray pour la dose

absorbée (quantité d’énergie reçue) par une personne sous l’effet d’un rayonnement

(1Gy=1J/kg).

Pour évaluer l’impact de la radioactivité sur l’homme, on utilise le sievert (Sv) pour mesurer

ce qu’on appelle l’équivalent de la dose efficace et le millisievert (mSv) pour mesurer les

effets de la radioactivité sur l’organisme (l’unité le plus couramment utilisé) (10).

4. Les différents rayonnements émis :

Marie Curie (1867-1934), Pierre Curie (1859-1906), et Ernest Rutherford (1871-1937)

trouvaient qu’un champ électrique ou magnétique sépare les rayonnements « uranique » en

trois faisceaux distincts, qu’ils nommaient alpha (α ), bêta (β ) et gamma (γ ), la direction de

la déviation des faisceaux montrait que les particules α étaient chargées positivement, les

β négativement et les γ neutres (10).

4.1. Les particules Alpha :

La radioactivité alpha (rayonnement alpha, symboliséα ) se traduit par l’émission d’un noyau

d’hélium ( 42 He) qui est un édifice stable constitué de deux protons et deux neutrons (10), selon

l’équation suivante :

4 42 2

A AZ ZX Y He−

−→ +

Noyau D’hélium ( 42 He)

Émission alpha


27

A : nombre de masse.

Z : numéro atomique = nombre des protons du noyau.

Le pouvoir de pénétration des rayonnements alpha est faible (une simple feuille de papier ou

4 à 5 cm d’air les arrêtent totalement).

4.2.Les particules Beta : La radioactivité bêta correspond à la transformation dans le noyau soit d’un neutron en

proton, radioactivitéβ − , soit d’un proton en neutron, radioactivitéβ + . Elle ne se manifeste

que dans des noyaux radioactifs produits artificiellement par des réactions nucléaires (10).

4.2.1. Radioactivité β − :

La radioactivité β − affecte les nucléides X qui présentent un excès de neutrons, elle se

manifeste lors de réactions isobariques par la transformation dans le noyau d’un neutron en

proton, le phénomène s’accompagne de l’émission d’un électron (e− ) et d’un antineutrino (ν )

01 1

A AZ ZX Y e ν−

+ −→ + +

Ces rayonnements sont arrêtés par quelques millimètres d’Aluminium ou par plusieurs mètres

d’air (10).

e− Électron

Émissionβ −


28

4.2.2. Radioactivité β + :

La radioactivité β + ne concerne que des nucléides qui présentent un excès de proton. Elle se

manifeste par la transformation dans le noyau d’un proton en neutron, le phénomène

s’accompagnant de l’émission d’un positon (ou positron,e+ ) et d’un neutrinoν , (10).

. .

. 0 01 1 0

A AZ ZX Y e ν+

− +→ + + Positon

Émissionβ +

4.3. Le photon gamma :

La radioactivité gamma (γ) n’est pas constituée par l’émission d’une particule comme α et β,

mais par la libération d’énergie du noyau sous forme d’un rayonnement électromagnétique :

C'est-à-dire, lorsqu’un noyau atomique ne souffre pas d’un déséquilibre baryonique, mais qui

se trouve dans un état d’énergie instable, il émet un photon très énergétique, très pénétrant,

pour atteindre un état d’énergie stable. Pour l’atténuer, il nécessite plusieurs centimètres de

plomb ou plusieurs mètres de béton (10).

Cette radioactivité peut se manifester seule ou en accompagnant la radioactivité alpha ou bêta.

L’équation de désintégration s’écrit :

A AZ ZX X γ→ +

; Émission γ

Rayonnement γ


29

5. Les lois des radioactivités :

5.1. La décroissance radioactive :

En 1902, Rutherford et Soddy, ont établi la loi de décroissance radioactive (9) qui

s’écrit comme suit:

dN Ndtλ= − II-1

Avec :

*) λ : constante de désintégration du radionucléide (en s-1).

*) dN : nombre de noyau se désintégrant durant le tempsdt .

*) N : nombre de noyau présent à l’instant t.

Après intégration la loi se transforme en :

0 exp( )tN N tλ= − II-2

*) 0N : nombre d’atomes radioactifs présent à l’état initial.

*) tN : nombre d’atomes radioactifs présent à l’instant t.

5.2. Période radioactive ou demi-vie :

C’est le temps nécessaire pour que le nombre d’atomes initial 0N d’un radioélément diminue

de moitié.

ln(2 / )T λ= II-3

Avec :

T : temps au bout duquel l’effectif de la population de radioélément est réduit de moitié.

Un radionucléide disparaît d’autant plus vite que sa période est courte :

5.3. L’activité radioactive :

L’activité d’une source radioactive est le nombre des transformations radioactives qui se

produisent en une unité de temps, soit le nombre de désintégration par seconde (10) :

( ) ( )A t N tλ= II-4

6. Effet de radiation :

L’effet le plus dangereux de radiation est l’ionisation. Les radiations ionisantes sont les

radiations causées par le passage des particules émises (alpha, bêta) par un élément


30

radioactif dans un tissu vivant, ici l’effet de rayonnement dépend de la particule émise et du

milieu rencontré. Ces radiations peuvent entraîner une modification des atomes par trois effets (49):

� Effet photoélectrique.

� Effet Compton.

� Collision avec le noyau (production de paires).

La nature et la masse de particules ont un rôle important pour l’ionisation ; la particule alpha

est plus lourde que bêta donc plus ionisante, mais s’arrête rapidement (9).

7. La radioactivité naturelle :

Nous ingérons et inhalons des éléments radioactifs présents naturellement dans notre

environnement (l’air, l’eau, les aliments…). Cependant, la radioactivité naturelle provient

principalement des radioéléments produits dans les étoiles, il y a des milliards d’années

(238U, 235U, 232Th, 40K), dont les traces et les descendants se trouvent dans l’environnement.

L’exposition naturelle provient du rayonnement tellurique par les roches (0,45 à 0,54 mSv),

des rayons cosmiques (0,30 à 0,36 mSv), de la radioactivité propre du corps humain (0,25 à

0,30 mSv) et surtout des émanations de radon (1,0 à 1,2 mSv), N. Reguigui, 2009

Il y a trois types de radioactivité dans l’environnement :

7.1. La radioactivité primordiale :

La radioactivité primordiale est due à des radioéléments existant depuis la création de

l’univers. Ils ont vécu longtemps avec des demi-vies de l’ordre de centaines de millions

d’années.

Tableau 1: Radionucléides primordiaux, N. Reguigui, (2009)

Nucléide Symbole Demi-vie

Uranium-235 235U 7.04 108 ans

Uranium-238 238U 4.47 109 ans

Thorium-232 232Th 1.41 1010 ans

Potassium-40 40K 1.28 109 ans


31

Remarque: La moitié de la dose de la radioactivité naturelle vient d’une seule source : le gaz

du Radon-222, (N. Reguigui, (2009)).

7.2. La radioactivité cosmogonique :

La terre est toujours bombardée par des rayons cosmiques qui sont des particules de très haute

énergie en provenance de l’espace galactique.

� Noyaux d’hydrogène (85%)

� Noyaux d’hélium (12,5%)

� Electrons (1,5 %)

� Noyaux lourds (1 %)

Pour une personne au niveau de la mer, l’irradiation produite en moyenne

0,3mSv/personne/an, et 1,7 mSv/personne/an à une altitude de 4000m, (N. Reguigui, (2009)).

Tableau 2:Radionucléide cosmogéniques.

Nucléide Symbole Demi-vie

Carbone 14 14C 5730 ans

Hydrogène 3

(tritium)

3H 12, 3 ans

Béryllium 7 7Be 53,28 jours

7.3. La radioactivité humaine produite :

Notre corps aussi est légèrement radioactif, l’irradiation interne vient de Potassium-40 qui

pénètre dans l’organisme humain par ingestion, en plus ce dernier contient de Carbone-14.

Au total, 8000 atomes de 40 K et de 14C par seconde se désintègrent dans notre corps, en

moyenne une irradiation interne égale 0,2 mSv/personne/ans, (N. Reguigui, (2009)).


32

Tableau 3: Radioactivité dans le corps humain

Nucléide Masse ( gµ ) Activité (Bq) Ingestion quotidienne (gµ )

Uranium 90 1,1 1,9

Thorium 30 O, 11 3

Potassium 17000 80/kg -

Radium 31. 10-3 1,1Bq -

Carbone-14 95 15000 1,8

Tritium 0,06. 10-3 23 0,003. 10-3

Polonium 0,2. 10-3 37 0,6

II LE RADON :

1. Historique et définition :

En 1899, Rutherford a decouvert qu’il ya une substance radioactive à partir du thorium qu’il

l’a nommé « émanation ». Après, le chimiste « Frederick soddy » determine que cette

« émanation »( le radon-222) provient du radium-226.

Le radon-222 ,étymologie de nom : vient de Radium, est classé dans le groupe de gaz rare. Il

a été decouvert par Frederick Ernest Dorn (Allemagne) en1900. Le Radon était appelé

‘nitens’, ce qui signifie ‘brillant’. C’est un gaz radioactif naturel omniprésent à la surface de la

Terre, provenant de la désintégration d‘atomes eux-mêmes radioactifs et présents dans la

croûte terrestre comme l’uranium.

En effet, toutes les roches contiennent de l’uranium, généralement en petite quantité (entre 1

et 3 parties par million). Certaines roches peuvent avoir des teneurs moyennes plus

importantes, jusqu’à 100 ppm d’uranium : on peut citer les roches volcaniques, les granites,

les schistes noirs, les roches sédimentaires qui contiennent des phosphates et les roches

métamorphiques dérivées de ces roches. Les teneurs peuvent atteindre des valeurs allant

jusqu’à quelques pourcents, voire dizaines de pourcents de manière très exceptionnelle, au

sein de gisements miniers, (Bertig, E. S. (1979)), (Chrestine, R. M. (2009)), (D. Pelligrini,

(2009)), (Ielsch G. , (2001)).

Le radon est un gaz rare, inodore, incolore et inerte chimiquement. Il possède trois isotopes

naturels (219Rn, 220Rn et 222Rn) descendants de radionucléides présents dans les sols (235U, 232Th, 238U, respectivement), (B. Melloni et al. (2000)). Leurs abondances respectives sont,


33

par conséquent, fonction de la nature du sous sol, c’est-à-dire des teneurs en 235U, 232Th et 238U, mais également de leur période radioactive (ou période de demi-vie). Ainsi, la période

relativement longue du radon-222 vis-à-vis des deux autres isotopes, et les teneurs

généralement plus importants de ses précurseurs, impliquent que cet isotope est généralement

le plus abondant dans l’environnement.

Le tableau 4 présente les principales sources de radon sur terre, (C. Zeineb, 2007).

Tableau 4: principales sources de radon sur la terre.

Sources Production annuelle (Bq/an)

Sol 9.1019

Océans 9.1017

Extraction de gaz naturel 3.1014

Extraction du charbon 2.1013

STABLE

222Rn 226Ra 230Th 234U 234Po 234Th

E

M A

N A

T I

O

N

222Rn

218Po

214Pb

214Bi

214Po

210Pb

214Bi 210Po

206Pb

238URA

DESCENDANTS SOLIDE a VIE COURTE

DESCENDANTS SOLIDE à VIE LONGUE

Figure10: Mecanisme de décroissance du radon et descendants.


34

2. Caractéristiques physico-chimiques :

Du point de vue physico-chimique, le radon est un gaz naturel, radioactif, présent à faible

concentration dans presque tous les sols et les roches. Le radon fait partie de la classification

chimique des gaz rares, comme le Néon, le krypton, le xénon. C’est le gaz le plus lourd connu

(densité 9,72 g/l À 0 °C, Soit 8 fois plus que l’air) mais il reste très volatil. Il est soluble dans

l’eau et dans certains composés organiques, (Ielsch G., (2001)).

Ses principales caracteristiques physico-chimiques sont présentées ci dessous :

Tableau 5: Principales propriétés physico-chimiques du radon.

Radon

Numero atomique Z 86

Gamme isotopique (A) 200-226

Configuratio électronique Xe 4f14 5d10 6s2 6p6

Potentiel d’ionisation (ev) 10.7

Temperature de fusion (°C) -71

Temperature d’ébullition (°C) -62

Densité (kg.m-3)

Gaz

Liquide

Solubilité dans l’eau à 20°C

9.73

4400

0.23

Solubilité relative à l’air

Sang

Toluène

Graisses

0.5

13

16

Coéffetient de sorption (m3.kg-3)

Charbon

Toluène

Quartz

2 à 6

10-4

< 3 10-5

Coéffetient de dffusion (m2.s-1)

Air

Eau

Sol

10-5

10-9

10-6 (très variable)


35

A cause de sa nature gazeuse, le Radon se diffuse partout et se retrouve naturellemnt dans nos

habitations à des concentrations dépendantes de la situation géologique de l’habitat, condition

météorologique et type de construction, puisqu ‘il est gazeu et il ne se combine avec aucun

autre élement chimique. Il peut cheminer par les cavités ou la porosité du sol jusqu’aux

nappes aquifère, où il se dissout, et on le trouve dispersé en quantité généralement très faible

mais variable selon la region.

3. Désintégration du radon:

La désintégration d’un atome radioactif comme le radon, causée par son instabilité, se

manifeste par sa transformation spontanée en un autre atome appelé « produit de

désintégration », « produit de filiation » ou « descendant ». Cette transformation est

systématiquement accompagnée de l’émission de rayonnements ionisants. Lorsque le

descendant est lui-même radioactif, il se désintègre également en un autre atome et ainsi de

suite jusqu’à parvenir à un atome stable non radioactif, dans notre cas, l’isotope du plomb.

On définit ainsi une filiation radioactive comme la succession de réactions de désintégration

conduisant à la stabilisation d’un atome instable. Une telle chaîne de désintégration peut être

représentée graphiquement comme suite.

Figure 11: Famille Radioactive naturelle de l'Uranium-238.

238U

234Th

234mPa

218Po 210Po

222Rn

214Po

210Bi

226Ra

234U

230Th

214Pb

206Pb

210Pb

214Bi

4.2 Mev

4.8 Mev

4.7

4.8 Mev

5.5 Mev

6.0 Mev 7.7 Mev 5.3 Mev

4.47 109

an

24.1 j

1.17 min 2.455 105

an

7.538 104 an

1600

3.8235 j

3.05 min

26.8 min

19.9 min

165µs

22.3 an

5.013 j

138.4j

Stabl


36

Figure 12: Famille radioactive naturelle du thorium-2

Figure 13: Famille Radioactive naturelle de l'Uranium-235.

Th-232

Ra-228

Bi-212

Ac-228

Po-216

Ti-208

Pb-208

Po-212

Pb-212

Th-228

Ra-224

1.40 1010 an

5.75 an 6.13 h

1,91 an

3.66 j

Rn-220

55.6 s

0.15 s

10.64 h

60.55 min

3.07 min

3.05 107 s

Stable

U-235

Th-231

PO-

Pb-211

Ra-

Ti-207

At-215

Rn-

Ac-

Pa-231

Bi-211

Pb-

Po-

Th-227

Fr-223

7.04 104ans

25.52 h

3.28 104 an

21.77 an

21.8 min

18.72 j

11.43 j

3.96 s

1.78 103 s

36.1 min

10-4 s

2.14 min

4.77 min

0.515 s

Stable


37

Le radon possède trois isotopes naturels issus de radioéléments présents dans le sol, ils

appartiennent à trois familles radioactives naturelles, et sont formés par désintégration α du

parent radium.

Conciderant par exemple, la désintegration du noyau instable de radium-226. Elle conduit à la

formation d’un atome de radon-222, accompagnée de l’emission d’un noyau d’hélium

(particule α), (B. Melloni et al. (2000)) :

226 222 488 86 2Ra Rn He→ +

Les trois isotopes du radon sont:

� 219Rn(actinon) : est le moins abondant des 3 isotopes car le teneur en 235U dans les

roches et les sols represente environ 0.73 % de celle de l’238U par suite, il est

pratiquement absent dans l’atmosphère et les eaux souterraines.

� 220Rn (thoron) : issu de 232Th, est le plus abondant des trois isotopes relachés par la

terre. Cependant, il disparait très vite de l’atmosphère en raison de sa courte periode

(55 s).

� 222Rn(radon) : descendant du 226Ra, malgré qu’il emane en quantité plus faible que le

thoron (100 fois moins en moyenne). Il est l’isotope le plus présent dans l’atmosphère

à cause de sa periode radioactive qui est de 3.8235 j, cette periode lui permette de

migrer jusqu’à l’air libre.

Le tableau 6 récapitule le mode de désintégration ainsi que la période radioactive de l’238U et

de ses descendants.


38

Tableau 6: chaine radioactive de l'uranium-238, (43).

Radionucléide Mode de désintégration Période radioactive

Uranium 238 Alpha 4,5 milliards d’années

Thorium 234 Beta, gamma 24 jours

Protactinium 234m (3) Beta, gamma 1,2 minute

Uranium 234 Alpha 250 000 ans

Thorium 230 Alpha, gamma 75 000 ans

Radium 226 Alpha, gamma 1600 ans

Radon 222 (gaz) Alpha 3,82 jours

Polonium 218 Alpha 3 minutes

Plomb 214 Beta, gamma 27 minutes

Bismuth 214 Beta, gamma 20 minutes

Polonium 214 Alpha 0,00016 secondes

Plomb 210 Beta, gamma 22,3 ans

Bismuth 210 Beta 5 jours

Polonium 210 Alpha 138,5 jours

Plomb 206 Stable

Chaque isotope radioactif possède sa propre vitesse de décroissance, caractérisée par sa

période radioactive : celle du radon-222 est de 3,82 jours. Les quatre produits de filiation

directement issus du radon-222 ont de leur part une période encore plus courte, inférieure à

l’heure. Il s’agit du polonium-218, du plomb-214, du bismuth-214 et du polonium-214.

Ainsi, si tous les atomes de radon sont désintégrés, la radioactivité des descendants à vie

courte disparaît rapidement. Contrairement au radon, ces radionucléides sont des aérosols

solides et s’attachent aux fines poussières de l’atmosphère, (C. Ferry, 2000), (W. W.

Nazaroff, 1992).

4. Exhalation du radon :

L’exhalation est le mécanisme par lequel un atome du radon produit à l’intérieur du matériau

considéré parvient jusqu’à sa surface. Elle regroupe plus précisément deux étapes :


39

l’émanation et le transport. Elle est couramment exprimée en flux surfacique d’exhalation du

radon (Bq. m-2.s-1), (Ielsch G., (2001)).

4.1. Emanation:

4.1.1. Définition :

L’émanation du radon est le mécanisme par lequel un atome de radon quitte le grain

individuel de matériau solide dans lequel il a été formé et arrive dans l’espace libre des pores.

Le facteur ou le pouvoir d’émanation du matériau permet de quantifier ce phénomène. Il est

défini comme le rapport du nombre d’atomes de radon qui parviennent dans l’espace des

pores du matériau par unité de temps et de volume sur le nombre total d’atomes de radon

formés par unité de temps et de volume, (IRSN, 2007), (Ramachandran, T. V. 1990).

Ce facteur est compris entre 0 et 1. Le tableau 7 présente le coefficient d’émanation de

différents matériaux :

Tableau 7: Coefficient d'émanation de différents matériaux (Pellegrini. 1997).

Facteur d’émanation

Min. Max. Moy.

Sols 0.05 0.32 0.2 Sol dés agrégés saturés

Roches st minerais <0.01 0.4 - Roches concassés

Charbon <0.01 0.4 0.08 0-40% de teneur en eau

Minéraux d’uranium 0.02

0.03

0.26

0.18

-

-

Concassés sec et saturés

Minerais concassés

Résidus de traitement

d’uranium

0.07

0.1

0.31

0.12

-

-

Sec et saturés

Secs

Matériaux de construction 0.02

0.1

0.02

0.1

0.4

0.03

0.04

0.15

Brique et argile

Béton

Ciment


40

4.1.2. Mécanismes d’émanation:

L’émanation peut être engendrée par quatre processus, (IRSN, 2007), (P. M. Rutherford, et al.

(1995)).

· Le recul direct : lors de sa formation par désintégration d’un atome de radium, l’atome de

radon est doté d’une énergie cinétique, appelée énergie de recul, qui lui permet d’être éjecté

du grain du matériau. Dans un minéral de densité commune, la distance qu’il peut parcourir

grâce à cette énergie est de l’ordre de 20 à 70 nm.

· La diffusion : un atome de radon resté piégé dans le grain peut atteindre l’espace des pores

par diffusion. Cependant, compte tenu de la lenteur de ce mécanisme, seuls les atomes de

radon situés en surface des phases solides ont une chance d’émaner avant de se désintégrer.

· La dissolution de la phase solide : ce mécanisme peut mener à la libération de l’atome du

radon dans le cas de matériaux qui se décomposent facilement dans l’eau.

· Le recul indirect : un atome de radon extrait de la phase solide par recul direct peut

s’insérer dans le grain opposé si son énergie résiduelle est suffisante. Par diffusion, cet atome

peut ensuite revenir dans l’espace des pores.

4.1.3. Influence des caractéristiques du milieu :

D’après les mécanismes décrits précédemment, le facteur d’émanation d’un milieu poreux

dépend de la nature de la matrice solide, de la taille des particules, de la taille des pores et de

la distribution du radium dans le grain (surfacique ou homogène dans la masse).

Figure 14: es scénarios de formation du Rn-222, (IRSN, 2009).


41

Les grains ont un diamètre 2 µm ; les points noirs sont des atomes de 226Ra ; les points blancs

des atomes De 222Rn ; (A') est piégé dans le grain dans lequel il est formé ; (B') et (D') sont

piégés Dans des grains voisins ; (C’) émane par recul direct, sa distance de recul étant Réduite

par la présence d’eau (d’après Ferry, 2000).

Ainsi, le facteur d’émanation d’un sol dépend de la texture de celui-ci. De plus, la distance de

recul n’est pas la même dans l’eau que dans l’air, la probabilité de piégeage dans un grain

voisin diminue avec la quantité d’eau présente dans les pores. La figure 15 présente

l’influence de la teneur en eau du matériau sur le coefficient d’émanation. Pour la plupart des

sols, entre 10 et 50% du radon produit pourra s’échapper du grain et entrer dans les pores.

Figure 15: Variation de facteur d'émanation selon le teneur en eau, (46).

4.2. Transport :

4.2.1. Transport par diffusion :

C’est un mécanisme lent qui intervient au sein des zones plus perméables que constituent les

pores d’une roche ou d’un sol. Le radon migre sous l’effet d’un processus de diffusion

moléculaire qui tend à homogénéiser spatialement les teneurs en radon, (B. Melloni et al.

2000).

.


42

4.2.2. Transport par advection/convection:

La convection et l’advection sont deux processus physiques actifs de transport de matière,

dont l’énergie provient respectivement d’un gradient de température (convection) et d’un

gradient de pression (advection). Le mouvement s’effectue des secteurs à températures (ou

pressions) élevées vers des secteurs à températures (ou pressions) faibles.

Le radon a peu de mobilité propre (gaz dense, absence de réaction chimique, concentration

infime…). Il est donc transporté, d’une part, par les autres gaz du sol et du sous-sol (gaz

vecteurs) et, d’autre part, par l’eau du sol. Les vitesses de transport associées à ces processus

sont d’un à plusieurs ordres de grandeur plus importants que celles induites par les

mécanismes de diffusion : plusieurs dizaines de centimètres à plusieurs dizaines de mètres par

heure. Ainsi, le radon atteignant la surface pourra provenir d’une zone située plus

profondément (Ielsch G., 2001).

4.2.3. Transport par l’eau :

Le radon est présent dans pratiquement toutes les eaux naturelles de surface et souterraines, à

des niveaux d’activité volumique de quelques becquerels (eaux de surface) à plusieurs

milliers de becquerels par litre (aquifère profond, puits ou forage, source thermale, etc.).

Il a deux origines :

� La première, minoritaire, est due à la décroissance radioactive du radium 226 dissous

dans l’eau ;

� La seconde, majoritaire, provient de la dissolution du radon dans la roche encaissante

ou dans la roche réservoir.


43

La figure ci-dessus présente les mécanismes d’exhalation du radon et ses différents sources

qui généralisés dans le tableau 8, (B. Melloni, 2000).

Tableau 8: Sources du radon.

Sources Transferts de Rn vers

l’atmosphère (mci/an)

Sol 2000

Eau 500

Ocean 30

Phosphate 3

Uranium 2

Charbon 0.02

Gaz naturel 0.01

-sol et roche : la teneur de radon varie d’une région à une autre selon plusieurs facteurs

géologiques du sol parmi lesquelles la présence de radium-226 et l’uranium-238 qui sont à

l’origine de l’émanation de radon dans le sol. Environ 80% de gaz exhalé du 222Rn à

l’extérieur résultant de la couche supérieure de la terre.


44

-Eau : la solubilité de radon augmente avec la diminution de température d’eau. Donc,

lorsque l’eau souterraine froide s’infiltre dans les roches, ces derniers absorbent une quantité

importante de radon et sous l’effet de plusieurs facteurs météorologiques précisément

variations de température, l’eau chauffée et le radon commence à fuir vers l’atmosphère. On

estime qu'une teneur en radon de 1.000 Bq/l dans l'eau du robinet peut donner 100 à 200

Bq/m3 dans l'air intérieur.

-Matériaux de constructions : Les matériaux de constructions d’origine roches ou terre

(ciment, céramique,…) renferment des matières radioactives naturelles telles que l’uranium,

radium, radon et ses descendants. La perméabilité et la porosité des matériaux de

constructions sont les responsables, ne sont pas l’unique, à l’émanation de radon à l’extérieur.

Aussi, le 222Rn soluble dans le peinture grâce à sa température d’ébullition (-60°c) et de

fondation (-70°).

Pour les autres matériaux comme le bois, contient une faible quantité de radium.

5. Risque sanitaires :

Le radon est considéré aujourd’hui comme étant la source principale d’exposition de la

population aux rayonnements ionisants1 (O. Catelinois, 2007) . L’exposition au radon

représente en moyenne 59% de la dose due aux rayonnements d’origine naturelle. Sur la base

des résultats des études expérimentales et épidémiologiques, l’Organisation Mondiale de la

santé (OMS.) a classé le radon comme cancérigène pulmonaire certain chez l’homme. Les

effets sanitaires des faibles doses de rayonnements ionisants, sont de plusieurs types, (M.

Tirmarche, 2007).

• Une augmentation des risques de cancer.

• Une augmentation possible des risques de transmissions d’anomalies génétiques.

• Des effets possibles sur les systèmes nerveux, digestif ou endocrinien pouvant résulter

d’une incorporation chronique de radionucléides.

Néanmoins ce schéma diffère pour le radon, car il pénètre surtout dans l’organisme avec l’air

inhalé, plus rarement avec l’eau de boisson. Après inhalation, le gaz radon est exhalé car il

possède une faible affinité avec les tissus biologiques. Par contre, ses descendants 1 L’ionisation est la transformation d’atomes neutres en ions chargés électriquement.


45

particulaires, fixés ou non sur les aérosols atmosphériques, se déposent le long des voies

respiratoires selon leur granulométrie. La plupart des descendants ont un effet limité sur les

tissus proches du site de dépôt, les cellules cibles étant les cellules de l’épithélium

bronchique. Par conséquent, l'accroissement du risque de cancer pulmonaire est le principal

danger résultant d'une forte exposition au radon, ce risque augmentant de façon linéaire avec

l’exposition cumulée au radon et à ses descendants (O. Catelinois et al. 2007).

6. Type de mesure du radon:

Il existe de nombreuses méthodes pour mesurer l’activité volumique du radon-222 et l’énergie

alpha potentielle volumique de ses descendants à vie courte dans l’atmosphère. Les

techniques de mesure peuvent être classées en trois catégories selon le mode de prélèvement,

(IRSN. 2007):

� Les méthodes de mesure ponctuelle qui consistent à prélever le radon sur une courte

durée (inférieure à 1 h) en un point donné de l’espace : Sur un laps de temps très bref,

quelques secondes à 1 min au maximum, qui donne une « photographie de la situation

à un moment donné. On prélève le volume défini de l’atmosphère à analyser par

pompage, dans une fiole à travers un filtre, ou directement dans une chambre

d’ionisation. Puis on détermine l’activité du radon et de ses produits de filiation au

moyen d’un ou de plusieurs comptages, par scintillation ou ionisation. Parmi les

dispositifs pouvant répondre aux exigences de la norme AFNOR, on trouve les fioles

scintillantes dont celles proposées par la société ALGADE

� Les méthodes de mesure intégrée qui nécessitent une durée de prélèvement minimale

d’une semaine afin d’inclure un certain nombre de cycles de variation journalière :

Effectuée sur une période de temps de 2 mois pour donner un résultat de la valeur

moyenne annuelle. Ce sont les mesures les plus utilisées pour dépister le radon. Parmi

les dispositifs répondant aux exigences de la norme NF M 60-766, le plus répandu est

le détecteur solide de traces nucléaires (DSTN). Le DSTN est constitué d’un polymère

ayant la particularité d’être sensible aux particules alpha du radon. Lors de leur

parcours dans le matériau, les particules alpha transfèrent leur énergie en ionisant ou

excitant les atomes du polymère. Cette énergie cédée au milieu traversé laisse des

zones de dégâts appelées « traces latentes». Ces traces sont ensuite révélées par un

traitement chimique approprié puis observées par microscope optique. Le nombre de


46

traces est proportionnel à l’activité volumique moyenne de radon à laquelle le

détecteur est exposé.

� Les méthodes de mesure en continu qui consistent en un prélèvement effectué en

continu dont la durée doivent être adaptées à la dynamique du phénomène étudié.

L’ensemble de ces méthodes est codifié par les normes AFNOR : Qui permet de

suivre l’évolution de la concentration en fonction de temps. Comme, par exemple,

celles liées aux Changements de pression atmosphérique ou celles liées aux habitudes

de vie (ouverture des fenêtres, mise en route d’une ventilation…).

La figure 11 illustre à titre d’exemple les résultats des trois types de mesure de l’activité

volumique du radon.

Figure 11: Résultats obtenus suivant le type de mesure utilisées (continues,

intégrées et ponctuelle) (source IRSN, 2000).

7. réduction de radon:

La Commission Européenne recommande toutefois des valeurs limites de concentration dans

l'air ambiant de 400 Bq/m³ pour les maisons existantes, et de 200 Bq/m³ pour les nouvelles

habitations. Une Première solution, pour réduire la concentration du radon, consiste à aérer et

ventiler l’habitation en ouvrant plus souvent les fenêtres. Il est aussi nécessaire d’améliorer

l’étanchéité des murs et des planchers car le radon, présent dans le sous-sol surtout s’il est

granitique ou volcanique, diffuse par les fissures et les fractures du sol et s’accumule dans les

espaces fermés. On peut aussi installer une ventilation mécanique par insufflation de façon à

mettre l'espace intérieur en surpression.


47

III Le Phosphogypse:

1. Généralité :

Le phosphogypse est le sous produit de la fabricaion de l’ acide phosphorique

H3PO4,résultant de l’attaque sulfirique d’un minerai de phosphate de calcium naturel,l’apatite.

Le phophogypse fait partie des gypses de synthèse, (H. Sfar Felfoul et al. 2009).

Le phosphogypse a une structure analogue au gypses naturel, (L. Reijinder, 2005). Il se

présente sous la forme d’une trés fine poudre humide, avec un teneur en eau de 20 à 30 %.

Figure 12: Aspect général du Phosphogypse De Sfax, Tunisie.

Echelle:_____: 100microns, (Ajem Lassead 2009)..

Le procedé de fabrication de phosphate le plus utilisé actuellement passe par l’attaque du

phosphate naturel par l’acide sulfirique H2SO4, qui permet d’obtenir l’acide phosphorique. La

reaction de cet acide phosphorique sur le phosphate naturel permet d’obtenir le

« superphosphate » qui contient entre 38 % et 45 % de phosphate, (Carbonell-Barrachina et

al. 2002)

C’est l’attaque sulfurique du phosphate naturel qui conduit à la formation de gypse , appelé

dans ce cas phosphogypse, selon la reaction :

Ca(PO4)3F + 5H2SO4 + 10 H2O � 5 CaSO4 2H2O + 3H3PO4 + HF

phosphogypse


48

Aprés la fabrication de l’acide phosphorique, le phosphogypse se sépare par filtration . Ce

procedé conduit à la fabriation de 1,7 tonne de phosphogypse par tonne de phosphate naturel,

qui est équivalent de 5 tonnes de phosphogypse par tonne de phosphate P2O5 produit, (H. Sfar

Felfoul et al. 2009).

2. Composition élémentaire :

Les tableaux suivants présentent les compositions élementaires et le teneur en metaux lourd

dans le phosphogypse :

Tableau 9: Composition elementaire de phosphogypse, [21].

Element Teneur (%)

P2 o5 2.39

Fe2O3 O.13

MgO 0.11

Al 2O3 0.12

SO3 45.30

CaO 32.8

K2O 0.04

Na2O 0.30

SiO2 2.99

Cl 3.99

F 1.37

Carbone organique totale 0.64

3. Activité radioactive de Phosphogypse:

Des traces d’éléments radioactifs d’origine naturelle présentent dans le minerai de phosphate

pendant la fabrication de l’acide phosphorique. Ainsi, le minerai de phosphate marocain

contient entre 100 et 180 g/t. Une partie des ces radio-éléments peut se retrouver dans le

phosphogypse comme l’indique le tableau 10


49

Selon les mesures suivantes, on remarque que l’uranium naturellement contenu dans le

minerai de phosphate reste dans l’acide phosphorique produit , alors que le radium tende à se

concentrer dans le phosphogypse.

Tableau 10: Activité radioactive des radioéléments dans le minerais de

phosphate et dans le Phosphogypse, (H. Sfar Felfoul et al. 2009).

Radioélément

concentration dans le minerai

de phosphate (Bq/kg)

concentration dans

le Phosphogypse (Bq/kg)

Radium-226 40 à 5022 52 à 3219

Plomb-210 240 à1835 250 à 1833

Polonium-210 238 à 1835 355 à 1765

Thorium-230 867 à 1957 90 à 513

Uranium-234 985 à 2183 68 à 470

Uranium-238 90 à 4800 23 à 468

Thorium-232 11 à 622 2 à 39

Protactinium-231 46 14

Actinium-227 46 14

Uranium-235 46 7

Radium-228 30 24

Thorium-228 30 9

Radium 226 (Ra-226):

-L'activité du Raduim226, mesurée dans le Phosphogypse est entre 1.000 à 18.000Bq/kg. Il

émet des particules alpha de Période physique 1.600 ans. Lors de sa désintégration, il génère

un gaz radioactif : le radon 222 (au niveau mondial est estimé que le radon 222 est

responsable de 10% des cancers du poumon).

Thorium 230 (Th-230):

- Certains matériels associés au Phosphogypse ont des concentrations élevées du Thorium-

230. Très radiotoxique par inhalation (sa radio toxicité est comparable à celle du plutonium-

238).


50

Plomb 210 (Pb-210):

- Le Phosphogypse a de fortes concentrations de Pb-210. La mesure faite montre qu’elle est

comprise entre 10.000 Bq/kg et 17.600 Bq/kg.

- Plomb-210 est très radiotoxique en cas d'ingestion. La radio toxicité du polonium-210 est 14

fois plus élevée que celle du plutonium-238.

La radioactivité de Phosphogypse dépend de plusieurs facteurs (nature de sol, facteurs

météorologiques…), donc elle est variable selon le lieu comme présenté ci-dessous :

Tableau 11: Comparaison entre la radioactivité de Phosphogypse de différents

pays, (H. Sfar Felfoul et al. 2009).

Pays Activité 238U (Bq/kg) Activité 226Ra

(Bq/kg)

Activité 214Pb

(Bq/kg)

Tunisie 65,9± 3.6 222.5 ± 8.3 225.2 ± 8.3

USA (Floride) 725 ±19 770 ± 67 773 ± 41

Maroc 1532 ± 41 1798 ± 122 1661 ± 81

Togo 1280 ± 37 1225 ± 122 1402 ±74

4. Risque sanitaire :

L’emission de radium 226Ra à partir de phosphogypse et donc l’émanation du radon après

désintegration , conduit à des doses de radiation équivalentes entres 0,32 µSv/h et 0,42µSv/h

c'est-à-dire une exposition 0,48 mSv à 0,68 mSv. Ces resultats présentent des risques faibles

sur la santé humaine, puisqu’un risque engendré par une exposition au radio-élément est

acceptable pour un taux d’ exposition inferieur à 1. Une analyse a été fait par N. Reguigui et

al. (2005), sur trois echantillions de phosphogypses Tunisiens d’ages differents,Pour mesurer

les activités volumiques des différents radionucléides à l’aide de spectrometrie gamma. les

résultats obtenus sont affichés dan le tableau suivant, (P. M. Rutherford et al. 1995).


51

Tableau 12: Mesure des activités des radionucléides dans le Phosphogypse Radionuléides Echantillion frais Echantillion depuis

10 an

Echantillion depuis

50 an 238U 65.9 ± 3.6 41.2 ± 2.2 35.2 ± 1.9 226Ra 209.4 ± 8.2 212.8 ± 11.6 222.5 ± 8.3 214Pb 212.7 ± 7.8 216.8 ± 8.2 3 225.2 ± 8. 214Bi 206.2 ± 6.0 209.8 ± 6.9 219.6 ± 6.3 232Th 19.7 ± 1.7 16.0 ± 1.4 8.2 ± 1.2 228Ac 19.7 ± 1.7 16.0 ± 1.4 8.2 ± 1.2 212Pb 13.2 ± 0.8 15.6 ± 0.8 8.2 ± 0.6 208Ti 4.3 ± 0.4 5.0 ± 0.4 2.7 ± 0.3

5. Valorisation de Phosphogypse :

5.1. Utilisation en construction routière:

Le Phosphogypse a été utilisé en France pour la fabrication d’un activant, combinaison de

gypse et d’une base forte (soude, chaux, potasse) appelé « gypsonat », employé en technique

routière. Aussi leur utilisation dans la construction des tronçons expérimentaux de route

municipale au Texas en mélangeant le Phosphogypse avec le Ciment Portland de type-2. Des

différentes études avaient abouties à déconseiller l’utilisation du Phosphogypse en remblais

routière pour des raisons économiques, [21].

5.2.Industrie de plâtre :

L’utilisation de Phosphogypse dans l’industrie de plâtre nécessite l’élimination des impuretés

solubles telles que le (P2O5, Fluor…) au lieu de broyage pour le gypse naturel, car ces

impuretés simulent sur la résistance et le temps de prise. Leur élimination se fait soit par des

procédés de purification supplémentaires (neutraliser l’acidité résiduelle) soit par modification

de procédé de fabrication de P2O5, [33].

5.3. Autre utilisation :

-Industrie chimique : fabrication d’acide sulfurique, sulfate de potassium, sulfate

d’ammoniaque.

-Industrie sucrière : comme charge de couchage.


52

5.4. Recherche en cour :

Au niveau mondial, il est possible de classer les études existantes en deux grandes catégories :

- Les études portant sur les caractéristiques environnementales du Phosphogypse, et en

particulier son teneur en radon.

- Les études portant sur le développement de techniques viables de valorisation du

Phosphogypse dans le ciment ou dans les briques.

Au niveau national, dans le cadre de valorisation du Phosphogypse dans les briques et

d’assurer la protection de l’environnement par avoir son teneur en radon, le CNSTN (centre

nationale de science et technologie nucléaire) construit une chambre leurs briques fabriqués

avec le Phosphogypse (remplace 70% le gypse) et mesure la concentration de radon à

l’intérieur d’elle par rapport à une autre chambre normale. Ce qui sera mise en évidence dans

le chapitre suivant.


53

Chapitre III

Variation spatiale de concentration du radon

I Introduction :

Pour utiliser le Phosphogypse dans le brique, il faut examiner cette expérience de coté

environnemental, c’est à dire s’il y a un risque sanitaire, par les mesures de concentration de

gaz de radon à l’intérieur d’une chambre fabriquée avec ce brique, et comme référence les

mêmes étapes seront faites pour une chambre fabriquée avec des briques normaux.

Dans cette partie, on va présenter la composition de brique à base de Phosphogypse, les

détecteurs adoptés pour ce travail, une description de chaque étape de mesure et interprétation

de résultat.

II Méthode et matériels :

1. Matériaux utilisés pour la fabrication de deux chambres :

Avant de commencer la construction des chambres, nous avons mesuré l’activité des

radionucléides dans le sol de fondation et les matériaux de construction utilisés au cours des

travaux.

Le mélange qu’on utilise pour la fabrication des briques à une température 900°C est [3]:

70% Argile + 30% Phosphogypse

1.1. Le Phosphogypse :

Les caractéristiques générales de Phosphogypse sont citées dans le chapitre précédant, pour

notre étude les analyses appliquées pour avoir les caractéristiques de Phosphogypse Tunisien

valorisé sont les suivantes :


54

a. Analyse minéralogique:

Après analyse minéralogique, le Phosphogypse contient, (Ajem Lassead, 2009):

� Gypse : 86.15 %

� Calcite : 10.76 %

� Quartz : 3.07 %

b. Analyse chimique :

En se basant sur la recherche de Mme H. Sfar (2004), le Phosphogypse qu’on l’utilise dans

cette étude a la composition suivante :

Tableau 13: composition de Phosphogypse national.

Désignation Teneur %

P2O5 0,75-1.7

Cao 31.9-32.14

SO3 44.58-44.75

Al 2O3 1.73-2.27

Fe2O3 0.13-0.16

MgO 0.09-0.1

Na2O 0.01-0.02

K2O 0.12-0.16

F 0-0.01

Cd 0.6-1.2

C. Organique 23-35 ppm

SiO2 0.33-0.64

Humidité 20-35

c. Analyse granulométrique et sédimentaire :

*) L’analyse granulométrique et sédimentaire ont donné les résultats ci-dessous, (Ajem

Lassead, 2009):


55

Tableau 14: résultat d’analyse granulométrique de Phosphogypse

Tamis Refus cumules (%) Tamisas cumulés (%)

2 11.4 88.6

1.25 19.7 80.3

0.63 27.7 72.3

0.315 35.8 64.2

0.16 46.6 53.4

0.08 70.3 29.7

e. La masse volumique :

En se basant sur la norme NFP 18-554, (Ajem Lassead, 2009):

-La masse volumique absolue de Phosphogypse est de 2.14 g/cm3.

-La masse volumique apparente de Phosphogypse est de 0.7 g/cm3.

1.2. L’argile :

L’argile utilisée dans la fabrication de brique de terre cuite provient d’un terril de

« AGUEREB » dans SFAX, les analyses appliquées à cette argile sont :

a. Analyse chimique :

Les résultats d’analyses chimiques d’argile « AGUEREB » sont représentés ci-dessous,

(Ajem Lassead, 2009) :

Tableau 15: Analyse chimique de Phosphogypse

Composante Teneur %

SiO2 68.13

Al2O3 12.64

Fe2O3 2.11

MgO 0.85

Cao 1.52

Na2O 0.214

K2O 0.43

PF 15.11


56

b. Analyses granulométriques et sédimentation:

D’après l’étude granulométrique par tamisage et sédimentaire on peut conclure que l’argile

comporte un pourcentage importante de fines (< 80µm), (Ajem Lassead, 2009):

Tableau 16: Analyse Granulométrique

Essai n°1 Essai n°2

Teneur en CaCo3 9.76 8.37

Volume moyenne 9.056

Donc on peut classer l’argile comme un sol argileux.

c. Teneur en matière organique :

Teneur en matière

organique (%)

8.43%

Le pourcentage de teneur en matière organique dépasse 3% donc on peut conclure que c’est

un sol organique, (Ajem Lassead, 2009).

1.3. Mesure de l’activité de radionucléide présentée dans les matériaux de

construction :

Les activités des radionucléides présentant dans les matériaux de construction utilisés pour la

construction des chambres sont donné dans le tableau suivant, (Mernissi A. 2008):


57

Tableau 17: Résultat de l'activité des radionucléides présents dans tous les échantillons, (Mernissi A., 2008):

T* = Trous. Ag*= Aguereb, PH*=Phosphogypse

Activité du radionucléide (Bq/kg) Echantillons 238U Err

%

214Pb Err

%

214Bi Err

%

226Ra Err

%

40K Err

%

232Th Err

%

228Ac Err

%

212Pb Err

%

Sable jaune 19.75 13.01 7.01 10.28 6.18 3.08 6.6 10.73 65.95 2.19 6.82 4.66 7.85 4.02 5.78 2.36

Sable rouge 14.18 13.22 5.41 12.81 4.94 3.52 5.17 13.29 64.14 2.32 5.53 5.16 6.51 4.25 4.55 2.93

Sol 0-30 cm 34.63 14.42 22.16 5.93 21.04 1.85 21.60 6.21 399.6 0.99 27.21 2.62 29.96 2.28 24.46 1.29

Sol 30-60 cm 32.32 15.02 24.95 5.44 27.44 1.68 26.2 5.69 479.83 0.90 30.13 2.54 33.40 2.20 26.86 1.26

Sol 60-80 cm 28.98 15.55 27.77 5.09 25.39 1.85 26.58 5.42 471.42 0.94 29.86 2.61 32.60 2.26 27.12 1.30

Brique

12T*Ag

30.48 15.98 28.42 4.56 29.76 1.57 29.09 4.82 444.26 0.91 31.31 2.44 34.93 2.11 27.70 1.23

Brique 6T 26.67 16.44 39.00 3.55 36.01 1.29 37.50 3.78 505.21 0.84 32.37 2.39 35.21 2.05 29.53 1.22

Brique 12T

PH*

66.54 10.49 38.60 3.61 36.59 1.28 37.59 3.83 440.09 0.90 31.16 2.39 34.33 2.07 27.99 1.18

Ciment noir

32.5

25.57 13.72 11.54 8.05 10.84 2.49 11.19 8.42 265.09 1.10 11.75 3.8 13.42 3.33 10.09 1.83

Gravier 4/15 35.99 11.62 5.12 12.46 4.68 4.08 4.90 13.11 48.83 2.90 4.11 6.89 4.74 6.04 3.48 3.31

Cayes 25/40 33.18 14.07 6.81 12.15 4.02 3.80 5.42 12.73 68.19 2.61 4.96 6.46 6.06 5.48 3.87 3.41

Valeur limite

(kBq/kg) [11]

10 _ _ _ 10 _ 10 _ 10 _ 1 _ 10 _ 10 _


58

Les résultats des activités des radionucléides des différents matériaux utilisés sont présentés

au Tableau 17. On remarque que les taux des différentes activités de chaque élément sont

inférieurs aux limites fixées par les normes Euratom 96-26-1996. On remarque aussi que les

activités des radionucléides pour les briques de 6 trous sont comparables à celles des briques à

base de Phosphogypse sauf pour l’Uranium-238. Ces résultats peut être dû au type de gisement

(Argile et Sable) utilisé dans la fabrication de ces briques.

L’activité de l’U-238 est plus élevée pour les briques à base de Phosphogypse que pour celles

d’Aguereb. Cela s’explique par la présence du Phosphogypse

En ce qui concerne les radionucléides U-238, Th-232 et K-40, qui sont des radioéléments

d’origine terrestre (primordiaux), ils se trouvent partout même dans le corps humain. Ses

concentrations varient respectivement de 14.18±13.01 Bq/kg à 66.54±10.49 Bq/kg , de

4.11±6 .89 Bq/kg à 32.37±2.39 Bq/kg et de 48.83±2.90 Bq/kg à 505.221±0.84 Bq/kg , dans

tous les matériaux utilisés dans cette expérience. On remarque que la plus haute valeur d’U-238

est présentée dans les briques à base de Phosphogypse. Cette augmentation revient à la

composition de matériau de construction, présence du Phosphogypse arrivant des roches

phosphatées qui ont une activité très élevée d’uranium.

La mesure d’activités de ces radionucléides nous permet de déterminer l’index gamma, la dose

absorbée et la dose efficace. Ce qui nous intéresse aussi dans cette mesure est l’activité de

radium- 226, qui a une activité variable dans les matériaux utilisés. Sa plus haute activité

volumique est pour le brique 12 T. PH. est 37.59 Bq/kg. Cette dernière valeur n’est pas très

grande par rapport aux briques 12 T. AG., 29.09 Bq/kg. Elle ne dépasse pas la valeur limite fixée

par UNSCEAR, (2000) égale à 50Bq/kg. L’activité du radium est utilisée pour calculer l’index

alpha et l’index gamma.

1.3.1. Dose absorbée, dose efficace :

-Définition :

• La dose absorbée est la quantité d’énergie absorbée en un point par unité de masse de

matière (inerte ou vivante) selon ICRU (COMMISSION INTERNATIONAL DES

UNITES ET DES MESURES RADIOLOGIQUE) elle s’exprime en Gray (Gy) :

1 Gy correspond à une énergie absorbée de 1 joule par kilogramme de matière.


59

La dose absorbée à l’organe est obtenue en faisant la moyenne des doses absorbées en

différents points selon la définition de la Commission internationale de protection

radiologique (CIPR).

• La dose efficace est un indicateur de risque exprimé en sievert (Sv), calculé à partir de

l’énergie délivrée par les rayonnements dans les différents tissus et organe, c’est l’énergie

absorbée (Gy), en prenant en compte la radiosensibilité propre de ce dernier et la nature

de rayonnement.

Les concentrations de radionucléide U-238, Th-232 et K-40 sont converties en dose (nGyh-1Bq-

1kg-1), après multiplication par les facteurs 0.462, 0.604 et 0.0417 pour l’uranium, thorium et

potassium, respectivement. Ces facteurs sont utilisés pour calculer la dose absorbée dans l’air

représentée par l’équation, (UNSCEAR, 2000) :

1( ) 0.462 0.604 0.0417U Th KD nGyh C C C− = + + III-1

Avec CU, CTh, CK sont les concentrations (Bq/kg) des radionucléides: Uranium, Thorium et

potassium dans les échantillons.

Pour estimer la dose efficace annuelle, il faut tenir compte :

(a) du coefficient de conversion de la dose absorbée à la dose efficace

(b) au facteur d’occupation intérieur, qui varie selon le temps d’occupation et l’âge.

Dans le rapport (UNSCEAR, 2000), le comité a employé 0.7 Sv Gy-1 comme coefficient de

conversion de la dose absorbée à la dose efficace, 0.8 pour le facteur d’occupation à l’intérieur et

0.2 comme facteur d’occupation à l’extérieur. Ces valeurs sont maintenues dans l’analyse

actuelle.

Les doses efficaces intérieures et extérieures en (mSv) sont comme suit :

A l’intérieur : 1 1( ) 8760 0.8 0.7D nGyh h SvGy− −× × ×

A l’extérieur : 1 1( ) 8760 0.2 0.7D nGyh h SvGy− −× × ×


60

En utilisant ces définitions, dans notre étude,on obtient les résultats suivants:

Tableau 18: Dose absorbé et doses efficaces des matériaux de construction, (cette

mesure est réalisée dans notre étude).

Dose effective annuelle (mSv) Matériaux de constructions Dose absorbée

(nGyh-1) à l’intérieur à l’extérieur

Sable jaune 15.98 0.078 0.019

Sable rouge 12.56 0.06 0.015

Sol 0-30 cm 49.09 0.24 0.06

sol 30-60 cm 53 .19 0.26 0.065

sol 60-80 cm 51.05 0.25 0.062

Brique 12 T*Ag* 51.60 0.253 0.063

Brique 6 T 52.93 0.26 0.065

Brique 12 T*ph* 67.91 0.33 0.082

Ciment noir 32.5 29.86 0.14 0.035

Gravier 4/15 21.13 O.1 0.025

Cayes 25/40 21.16 0.11 0.027

Sab

le ja

une

Sab

le r

ouge

Sol

:0-3

0

Sol

: 30-

60

Sol

: 60-

80

Bri

que:

12T

.Ag.

Bri

que:

6T.

Bri

que:

12T

.Ph.

Cim

ent n

oir

Gra

vier

Cay

es

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

Dos

e ab

sorb

ée d

ans

l'air

(nG

y/h)

E c h a n t i l l o n s

Figure 16:doses absorbées dans l'air des échantillons


61

La valeur moyenne de dose absorbée dans l’air d’après (UNSCEAR, 2000) est 59 nGyh-1 la

valeur la plus basse est égale 40 nGyh-1 et la plus élevée 80 nGyh-1.

Dans notre cas la valeur la plus basse est égale à 12.56 nGyh-1 pour le sable rouge et 67.91 nGyh-

1 pour les briques 12 T Ph. Ces deux valeurs ne dépassent pas la valeur limite. La dose de brique

à base de Phosphogypse est la plus haute valeur, ça revient à son origine de construction, c’est-à-

dire le Phosphogypse d’origine roches phosphatées où les concentrations des radioéléments sont

très importantes.

Sable

jaune

Sable

rouge

So l:0-3

0 So l:

30-6

0Sol:

60-8

0B

r ique:

12T

.Ag .

Br iq

ue: 6

T.B

r ique:

12T

.Ph .

Cim

ent n

oi r

Gra

vier

Cay

es

0 , 0 0

0 , 0 5

0 , 1 0

0 , 1 5

0 , 2 0

0 , 2 5

0 , 3 0

0 , 3 5

Dos

e ef

fictiv

e (m

Sv)

E c h a n t i l l o n s

d o s e e f f ic a c e à l ' in t é r ie u r d o s e e f f ic a c e à l 'e x t é r ie u r

Figure 17: doses efficaces intérieur et extérieur des échantillons.

En général, la dose efficace à l’extérieur est inférieure à la dose efficace à l’intérieur, ça revient à

la nature de lieu, puisque la concentration des radionucléides est faible dans l’atmosphère

ouverte et de concentration importante dans l’air confiné. La dose à l’extérieur représente 4% de

la dose à l’intérieur presque pour tous les matériaux.

La dose efficace dépend aussi de la nature de matériau, par exemple : pour la dose à l’intérieur la

plus basse valeur égale 0.06 mSv pour le sable rouge et la plus haute valeur 0.33 mSv pour le

brique à base Phosphogypse La valeur limite de dose efficace est 1mSv, dans notre cas les doses


62

efficaces ne dépassent pas cette valeur donc les matériaux utilisés dans cette expérience n’ont

pas un risque sanitaire sur les habitants.

1.3.2. Index gamma, Index Alpha :

Pour avoir qu’un matériau est utilisable, c’est-à-dire : s’il est en accord avec les conditions

proposées par la commission Européenne (1999) sur les matériaux des constructions, on calcule

l’index qu’il doit avoir une valeur inférieure à 1, (N. Hizem et al, 2005), (Serena Reghi et al,

2006):

300 200 3000Ra Th K

gamma

C C CI = + + < 1

200Ra

Alpha

CI =

Tableau 19: Index gamma et alpha,

(Cette mesure est réalisée dans notre étude).

.

Matériaux de constructions Index gamma Index Alpha

Sable jaune 0.27 0.03

Sable rouge 0.05 0.02

Sol 0-30 cm 0.23 0.10

sol 30-60 cm 0.38 0 .131

sol 60-80 cm 0.37 0.132

Brique 12 T*Ag* 0.38 0.14

Brique 6 T 0.44 0.18

Brique 12 T*ph* 0.41 0.18

Ciment noir 32.5 0.16 0.05

Gravier 4/15 0.04 0.02

Cayes 25/40 0.05 0.02


63

Gra

v ier 4

/15

Sab le ro

u g e

Cayes 25/4

0

C imen t n

o i r

So l 0-3

0 cm

Sab le ja

u n e

So l 60-8

0 cm

So l 30-6

0 cm

B r iqu e 1

2 T A

g

B r iqu e 1

2T Ph

B r iqu e 6

T0 ,0

0 ,1

0 ,2

0 ,3

0 ,4

0 ,5

0 ,0

0 ,1

0 ,2

0 ,3

0 ,4

0 ,5

( 2 )

( 1 )

IND

EX

-ALP

HA

(2

)

IND

EX

-GA

MM

A

(1)

M a t é r ia u x d e c o n s t r u c t io n s

Figure 18: Index gamma et index alpha réalisent dans notre étude.

Il est à noter que toutes les valeurs de l’index alpha comprises entre 0.024 et 0.18, et l’index

gamma entre 0 .04 et 0.44, ces valeurs ne dépassent pas la valeur limite d’index 1, fig. 18. Donc

on peut utiliser ces matériaux comme matériaux de construction de deux chambres.

Le risque sanitaire présent dans les matériaux de construction est l’exhalation du radon, mais

après un calcul d’activité de Ra-226 ou bien des index on ne peut pas savoir la quantité de Rn-

222 émanée à partir de ces matériaux. Cela revient aux autres caractéristiques de matériau qui

peuvent aider le radon à s’exhaler, comme elles peuvent l’empêcher (faible perméabilité,

porosité, caractéristiques météorologiques…).

Donc il faut faire un calcul direct de concentration du radon, et on préfère les mesures intégrées

puisqu’elles donnent un résultat représentatif de la valeur moyenne annuelle.

Cependant, ces matériaux (brique, ciment, sable, gravier, cayes) sont considérés comme les

matériaux de construction de deux chambres l’une avec les briques 12T Ag, et l’autre avec les

briques 12T PH, dans le but de mesurer la concentration de gaz du radon à l’intérieur de deux

chambres. La chambre fabriquée avec les briques 12T Ag, est considérée comme référence pour

l’autre pour avoir l’effet de nouveau matériau de construction, le Phosphogypse, sur la variation

de concentration du radon.


64

La mesure de concentration du radon se fait sur deux étapes :

� 1ère expérience : la mesure du radon se fait dans les deux chambres fermées et elles se

construisent uniquement avec les briques.

� 2ème expérience : on fait un carrelage de fond, ajout d’une couche de ciment pour les

murs, aussi on ajoute une porte et une fenêtre et on considère la fermeture des chambres.

2. Détecteurs utilisés pour doser la radioactivité à l’intérieur des chambres :

Pour mesurer le radon à l’intérieur des chambres, on se sert d’un détecteur appelé : Dosimètre

radon Kodalpha (Dosalpha), Fig.19 :

Figure 19 : Dosimètre radon Kodalpha (Dosalpha).

Après traitement des films LR115.

(La couche sensible de 12 µm

D’épaisseur, est totalement transpercée…)

Ecran protecteur

Film LR115

Figure20: Traces d'impacts d’Alpha sur le film LR-115 (1 à 15 micromètre).

Forme ouverte

Forme fermée


65

a. Principe:

Le dosimètre radon KODALPHA (aussi appelé DOSALPHA), fig.19, est un détecteur de

particule alpha « passif » c’est à dire sans moteur, « ouvert » (film2 spécial à l’air libre) et

« intégrateur » (mesure moyenne sur une certaine durée). C’est le seul dosimètre dit

« intégrateur ». Les films L.R. 115 Kodalpha sont des détecteurs solides de traces nucléaires

(D.S.T.N.). Ces dosimètres passifs enregistrent les particules alpha émises par le radon 222 et ses

descendants émetteurs alpha d'une part et le thoron et ses descendants émetteurs alpha d'autre

part. En fait se sont les descendants radioactifs de Rn qui augmentent le risque sanitaire de

cancer de poumon et non pas le gaz du radon lui-même parce que la mesure des descendants

permet la meilleure estimation du risque sanitaire tandis que la concentration du radon mesure le

potentiel de risque.

Le DSTN (détecteur solide de traces nucléaires) est constitué d’un polymère ayant la

particularité d’être sensible aux particules alpha du radon. Lors de leur parcours dans le

matériau, les particules alpha transfèrent leur énergie en ionisant ou excitant les atomes du

polymère (nitrate de cellulose). Cette énergie cédée au milieu traversé laisse des zones de dégâts

appelées « traces latentes » Fig. 20. Ces traces sont ensuite révélées par un traitement chimique

approprié puis observées par microscope optique. Après étalonnage, la duré de mesure et le

nombre de trace permettent de déduire la concentration du radon dans l’air, [5].

Dans l'hypothèse où le thoron est négligeable, l'activité en radon 222 gazeux est calculée pour un

facteur d'équilibre F, entre le radon et ses descendants à vie courte, égal à 0,4 [5].

Dans plus de 95% des cas, il donne exactement la même mesure qu’un bon dosimètre de type

fermé, qui ne mesure que le gaz du radon [5].

b) Utilisation :

C’est l'appareil le plus facile à utiliser et celui qui permet la meilleure représentativité temporelle

de la concentration de radon. Il va intégrer les fluctuations de radon pendant la durée

d'exposition. Cette durée devra être de plusieurs semaines ; il est conseillé au moins 2 mois

d'exposition et jusqu'à 1 an. Les conditions d'utilisation du Kodalpha sont très simples : il suffit

d'ouvrir le boîtier et de le laisser, sans le toucher, à l'abri de sources de chaleur (soleil direct,

radiateur...) [5].

2 Ce film vendu en exclusivité mondiale par DOSIRAD est très utilisé par les universitaires et

professionnels du nucléaire et du radon.


66

C. Avantages de KODALPHA :

� Il peut être plus de deux ans en stock avant emploi et plusieurs mois après exposition, en

attente d’analyse. Il n’y a donc aucune urgence d’emploi ni d’analyse. Aucun autre

dosimètre ne possède cet avantage.

� Il n’est pas besoin d’être doublé par un dosimètre témoin, pour corriger un bruit de fond.

� Il permet des mesures discrètes, en évitant ainsi les pertes dégradation de dosimètre.

� Les boîtiers des ces dosimètres, ne sont jamais réutilisées, et donc amélioration de

fiabilité.


67

3. Expériences :

3.1. Première Expérience (Chambre en brique nue) :

La première expérience consiste à mesurer le taux du radon à l’intérieur de deux chambres

construites dans les mêmes conditions météorologiques et géologiques, l’une avec des briques

standard d’Aguereb et l’autre avec des briques à base de Phosphogypse. Les chambres ont été

construites sans travaux de finition (Photo 1 et 2), 44 dosimètres du radon Kodalpha ont été

nécessaires pour ces mesures ; 22 pour chacune d’entre elles.

Les positions des dosimètres sont identiques pour les deux chambres. Le volume de la chambre

est égal à 38.88 m3 (3.6×3.6 ×3). La position des dosimètres permet de connaitre la

distribution horizontale et verticale du radon dans les chambres. Les mesures ont été réalisées

dans les chambres ; fenêtres et portes obstruées par des briques de même nature que les murs.

3.6

m

3 m

3.6

m

3 m

1.2 m

1.4 1.4

1.2

1 1

2.3

2.3

Figure21: Vue en face de deux chambres.


68

*) Photos de construction de deux chambres :

Photo 1: vue de deux chambres (première expérience)

Photo 2: emplacement des dosimètres, plan M1.

3.1.1. Position des dosimètres :

La figure 23 décrit le système de coordonnées choisi pour l’emplacement des différents

dosimètres utilisés dans les chambres. La durée des mesures est de 72 jours. La méthode utilisée

est une méthode de mesure intégrée qui donne des résultats représentatifs de la valeur moyenne

annuelle de concentration du radon. La figure 24 décrit le système de coordonnées dans les

plans M1, P1 et P4.

Figure22: Vue en arrière de deux chambres.

Dosimètre Kodalpha

: Symbole de dosimètre.

N : Chambre normale

P : Chambre fabriquée en briques à base de phosphogypse

P4

M1

P1

0, 0, 0

3.6. 0. 0

0, 0, 3

0, 3.6, 0

03.6

3.6, 0, 0

Figure 23: Plans d'emplacement des dosimètres.

0, 3.6, 3

3.6, 3.6, 3

3.6, 3.6, 0 X

Z Y


69

Figure24:Emplacement et notation des dosimètres dans le plan M1, P1 et P4.

Plan P4

(0.1.0

0, 3.6, (1.1.1

1.8 m 1.8 m 1.8 m 1.8 m

(N/P)C2

(1.1.0

1.8 m

1.8

cm

(N/P)A1

1.8

cm

1.8 m

(N/P)C1

(0.1.1(0.0.1(0.0.0(1.0.0

(N/P)B1

(N/P)A2

(N/P)B1

(N/P)M11 (N/P)M21 (N/P)M31

(N/P)M41

(N/P)M42

(N/P)M32 (N/P)M22

(N/P)M12

(N/P)M13

(N/P)M23 (N/P)M33

(N/P)M43

(N/P)M14

(N/P)M24 (N/P)M34

(N/P)M44

Plan M1

Plan P1

3.6, 3.6, 1.5

0, 0, 1.5 3.6, 0, 1.5

0, 3.6, 1.5

3.6, 3.6, 3.6

0, 0, 0 0, 0, 3.6 3.6, 0, 3.6

3.6, 3.6, 0

0, 3.6, 0 0, 3.6, 3.6

3.6, 0, 0

X

Y

; Z = 1.5 m

(X, Y, Z= 3 m) (X, Y, Z= 0 m)


70

3.1.2. Variation horizontale de concentration du radon, (plan M1) :

-Chambre normale :

Les résultats de la concentration du radon dans la chambre fabriquée en briques standard d’Aguereb sont

présentés par le tableau 20 :

Tableau 20: Mesure de concentration de gaz du radon en différents points du plan

médian horizental de chambre normale.

Position des

dosimètres :

Incertitude:

Symbole de

détecteur:

Numéro

de

détecteur:

X (m) Y (m)

Exposition

(KBq.h/m3) :

Concentration

(Bq/m3) :

±% ± Bq/m3

NM11 241074 0 0 59 34 27% 9

NM12 241075 1,2 0 54 31 28% 9

NM13 241076 2,4 0 90 52 20% 10

NM14 241077 3,6 0 61 35 26% 9

NM21 241078 0 1,2 46 26 29% 8

NM22 241079 1,2 1,2 35 20 36% 7

NM23 241080 2,4 1,2 29 17 36% 6

NM24 241081 3,6 1,2 54 31 28% 9

NM31 241082 0 2,4 31 18 36% 6

NM32 241083 1,2 2,4 31 18 37% 7

NM33 241084 2,4 2,4 27 16 40% 6

NM34 241085 3,6 2,4 43 25 31% 8

NM41 241086 0 3,6 92 53 21% 11

NM42 241087 1,2 3,6 37 21 34% 7

NM43 241088 2,4 3,6 46 27 29% 8

NM44 241089 3,6 3,6 48 28 30% 8

** CONCENTRATION (Bq/m3) = 1000 × EXPOSITION (kBq/m3) / 24h / EXPOSITION (day).


71

La figure 25 montres la concentration du radon à l’intérieur de la chambre ; les zones claires

pour les concentrations faibles par dégradation vers les zones les plus foncées qui représentent

les hautes concentrations du radon

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

X (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Y (m

)

14182226303438424650

Figure 25: Concentration de gaz du radon dans le plan M1 de chambre normale

(Bq/m3).

Résultats :

La concentration du radon la plus élevée se trouve aux points de coordonnées (x=0 ; y=3.6) et

(x=2.4 ; y=0), respectivement : 53 Bq /m3, 52 Bq/m3.

Les coins de coordonnés (x=0 ; y=0) ;(x=0 ; y=3.6) ;(x=3.6 ; y=3.6) de concentrations,

successivement, 28 Bq/m3, 35 Bq/m3, 34 Bq/m3 présentent des concentrations plus élevées ou

égale à la moyenne de ce plan M1, si on le considère 28 Bq/m3; cela est dû à son emplacement

près de matériaux de construction.

Les plus faibles concentrations se trouvent dans les points de coordonnées (x=1.2 ; y=1.2) ;

(x=2.4 ; y=1.2) ; (x=2.4 ; y=2.4) ; (x=1.2 ; y=2.4) de concentration en Bq/m3 respectivement 20,

17, 16 et18. Ceci est expliqué par la position de ces points qui sont au milieu du plan M1 et loin

des matériaux de construction, entre autres les briques, qui sont l’essentiel source d’émanation

du radon.

Selon les normes françaises, précisément le IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté

Nucléaire), la moyenne pondérée des mesures du radon dans l’habitat est 68 Bq/m3. La plus

X, Z=1.5 m

Y


72

haute valeur détectée dans la chambre normale est 62 Bq/m3 et dans sa plan médian M1, 53

Bq/m3. Ces deux valeurs n’atteintes pas la valeur limite.

-Chambre fabriquée en briques à base de Phosphogypse:

Les résultats de la concentration de radon dans la chambre fabriquée en briques à base de Phosphogypse

sont présentés par le tableau 21:

Tableau 21: Mesure de concentration de gaz du radon en differents points du plan

médian horizental de la chambre fabriquée en briques à base de phosphogypse.

Position des

dosimètres

Incertitude:

Symbole de

détecteur

Numéro

de

détecteur

X (m) Y (m)

Exposition

(KBq.h/m3)

Concentration

(Bq/m3)

±% ± Bq/m3

PM11 241054 0 0 80 46 23% 11

PM12 241055 1,2 0 49 28 28% 8

PM13 241056 2,4 0 39 22 31% 7

PM14 241057 3,6 0 72 42 24% 10

PM21 241058 0 1,2 79 46 23% 11

PM22 241059 1,2 1,2 35 20 36% 7

PM23 241060 2,4 1,2 43 25 31% 8

PM24 241061 3,6 1,2 110 63 19% 12

PM31 241062 0 2,4 68 39 24% 9

PM32 241063 1,2 2,4 42 24 32% 8

PM33 241064 2,4 2,4 42 24 32% 8

PM34 241065 3,6 2,4 48 28 30% 8

PM41 241066 0 3,6 102 59 20% 12

PM42 241067 1,2 3,6 106 61 20% 12

PM43 241068 2,4 3,6 48 28 30% 8

PM44 241069 3,6 3,6 43 25 32% 8


73

La figure 26 montres la concentration du radon à l’intérieur de la chambre à base de

Phosphogypse ; les zones claires pour les concentrations faibles par dégradation vers les zones

les plus foncées qui représentent les hautes concentrations du radon.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

X (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Y (m

)

18

22

26

30

34

38

42

46

50

54

58

62

Figure 26: Concentration du gaz radon dans le plan M1 de chambre à base de

Phosphogypse (Bq/m3).

Résultats :

Les points qui ont la concentration la plus élevée de radon sont les points de coordonnées (x=0;

y=2.4); (x=2.4; y=0); (x=3.6; y=0); (x=3.6; y=3.6), de concentration respectivement 63 Bq/m3,

61 Bq/m3, 59 Bq/m3, 46 Bq/m3. Les détecteurs de ces points ont été placés à côté des murs

construits en briques à base de Phosphogypse, sachant qu’ils contiennent 37.59 Bq/Kg de

radium, ce qui conduit à une légère augmentation d’émanation de radon.

La valeur la plus élevée détectée dans cette chambre est 125 Bq/m3 presque égale deux fois la

valeur pondérée par l’IRSN, 68 Bq/m3.

Les concentrations au milieu du plan sont faibles par rapport aux points placés à coté du mur :

par exemple 20 Bq/m3 pour le point (x=2.4; y=2.4) et 63 Bq/m3 pour le point (x=0; y=2.4).

Ce qui est remarqué dans les résultats obtenues : pour des points dans le même plan, ont la même

altitude par rapport au sol et entourées par le même matériau de construction, le gaz du radon

n’est pas uniforme dans ces points. Généralement, la différence de concentration entre les zones

de coin et celles à coté de mur est due au mouvement d’air dans la chambre. Puisque cette

expérience se fait pendant les mois : mai, juin et début de juillet, c’est-à-dire la température à

l’extérieur est plus haute qu’à l’intérieur, ce qui provoque un gradient important de température

X, Z=1.5m

Y


74

et un taux de ventilation naturelle proportionnel à ce gradient de température (E. Stranden et al.

1980) et donc circulation libre de l’air au milieu de plan médiane.

Remarque: Des études effectuées en suisse ont montré que même des habitations très proches et

de type de construction similaire pouvaient présenter des concentrations du radon extrêmement

différentes. La propagation du radon dans le sol et dans les matériaux de construction, pour

s’infiltrer dans le bâtiment, est un processus très complexe. C’est pourquoi il est impossible de

prédire la concentration de radon dans un bâtiment sur la base de son type de construction ou de

la nature de sous-sol géologique.

3.1.3. Variation verticale de concentration du radon:

La figure 22 présente la variation de la concentration du radon en fonction de l’altitude pour les

deux chambres.

Tableau 22: Concentration du radon selon l'axe vertical

Axe Z (m)

Chambre à base de

Phosphogypse.

Chambre normale

0 125 62

1,5 59 28

3 36 25

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,50

20

40

60

80

100

120

Con

cent

ratio

n du

rad

on (

Bq/

m3 )

Z (m)

Chambre à base de phosphogypse Chambre normale

Figure 27: Variation vertical de concentration de gaz du RADON (Bq/m3).


75

La concentration du radon est inversement proportionnelle à l’altitude (Z). Ceci est

évident étant donné que le gaz radon est plus concentré au niveau du sol car ce dernier

contient une quantité de radium plus au moins importante, (sol (0-30 cm) : 21,6 Bq/kg,

sol (30-60 cm) : 26,2 Bq/kg, sol (60-90 cm) : 26,58Bq/kg). En plus, le radon est un gaz

plus lourd que l’air [46]. Sa concentration est donc plus importante au niveau de

plancher que le toit. On remarque aussi que le taux du radon est plus élevé dans la

chambre construite en briques à base de Phosphogypse (125Bq/m3, z=0) que celle

construite en briques standards d’Aguereb(62Bq/m3, z=0), vu que la présence du

radium226 dans le Phosphogypse en une quantité important.

3.1.4. Variation de concentration du radon en fonction d’exposition :

La mesure de concentration du radon dépend de l’exposition totale au radon d’après la formule

suivante :

Concentration (Bq/m3)=1000 exposition (kBq h/m3)/nombre d’heure d’exposition

30 40 50 60 70 80 90 1000

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Con

cent

ratio

n du

rado

n (B

q/m

3)

Exposition au radon (kBq.h/m3)

Figure 28: variation de concentration du

Rn avec l'exposition, chambre normale.

40 50 60 70 80 90 100 1100

10

20

30

40

50

60

Con

cent

ratio

n du

rado

n (B

q/m

3)

Exposition au radon (kBq.h/m3)

Figure 29: variation de concentration du

radon avec L’exposition, chambre à base

de Phosphogypse


76

La relation est linéaire entre la concentration du radon et l’exposition au radon, fig.28 et fig.29 ;

plus la quantité de radium est importante plus l’exposition totale au radon est élevée et donc sa

concentration est importante. On remarque que l’exposition au radon est plus importante dans la

chambre à base Phosphogypse, 110 KBq.h/m3, que celle dans la chambre normale, 92 KBq.h/m3,

et donc comme on a vue, la concentration du radon dans la première est plus importante.

Remarque :

Le Tableau 23 représente le pourcentage de différence entre les concentrations des plans

médians de deux chambres points par point

Tableau 23: Différence des concentrations entre les deux chambres. Coordonnées des

dosimètres.

Chambres

X (m) Y (m) Chambre à base de Phosphogypse (B)

Chambre Normale (A)

Différence (%) (B-A)*100/B

0 0 46 34 26

1,2 0 28 31 -10

2,4 0 22 52 -136

3,6 0 42 35 16

0 1,2 46 26 43

1,2 1,2 20 20 0

2,4 1,2 25 17 32

3,6 1,2 63 31 50

0 2,4 39 18 53

1,2 2,4 24 18 25

2,4 2,4 24 16 33

3,6 2,4 28 25 10

0 3,6 59 53 10

1,2 3,6 61 21 65

2,4 3,6 28 27 3,5

3,6 3,6 25 28 -12

On remarque que la différence entre les concentrations de deux chambres une fois positive,

(X=0, Y=0) égale à 26.08 Bq/m3, donc la concentration du radon est plus élevée dans la

chambre à base de Phosphogyse que la chambre normale. Une autre fois négative, en (X=1.2,

Y=0) égale à -10.71 Bq/m3, ce qui signifie que la concentration du radon est plus importante


77

dans la chambre normale. La différence des concentrations entre la chambre normale et celle à

base de Phosphogypse n’est pas constante, il est très variable, ce qui explique la non uniformité

de gaz du radon, qu’été remarqué pour les fig. 25 et 26.

3.1.5. Discussions:

On s’intéresse, dans notre étude, aux plans médians pour avoir la diffusion de gaz du radon à

l’intérieur de deux chambres et parce qu’ils sont les zones de respiration générale.

En comparant les valeurs de deux chambres, on remarque que :

• Globalement les concentrations accroîtront en passant de la première à la deuxième chambre.

Par exemple le minimum et le maximum pour la chambre normale, Fig.25, sont

respectivement 16 Bq/m3 et 53Bq/m3, pour la chambre phosphogypsique, Fig.26, 25Bq/m3,

63Bq/m3. L’essentiel facteur présenté ici est la nature de matériau de construction, c’est-à-

dire la valorisation de Phosphogypse dans les briques de deuxième chambre, où la quantité

de radium est plus grand (37.59 Bq/kg) que les briques standard (29.09 Bq/kg). Le taux du

radon est proportionnel à l’activité de radium dans le matériau puisqu’il est la source du

radon. Aussi Les caractéristiques de matériau (perméabilité, porosité, présence de fissures)

influent sur le taux du radon exhalé.

• L’émanation du radon n’est pas uniforme et concentrée à certain endroit plus que d’autre

pour les deux chambres, malgré que la distribution de radium soit homogène dans les

briques. L’entré du radon s’effectue par le mouvement de l’air transporté dans la porosité du

matériau de construction et du sol. Ce mouvement d’air est la conséquence de la légère

dépression qui existe dans les chambres par rapport aux pores de matériaux. Cette dépression

est essentiellement provoquée par le tirage thermique3 lié à la différence de température entre

l’extérieur et l’intérieur des chambres. Ce gradient de température est la cause d’une

ventilation naturelle et donc une circulation libre d’air à l’intérieur des chambres qui influe

directement à la localisation de gaz du radon.

Ces résultats sont en accord avec les résultats numériques trouvés par V. Urosevic, (2008),

dans une chambre fermée construite avec la brique normale représentée ci-dessous :

3 Tirage thermique : est un phénomène physique participant à la ventilation naturelle des habitations, c’est un mouvement de convection de l’air crée par la différence de température entre l’air intérieur et l’air extérieur. Le début de l’air est approximativement proportionnel à la différence de deux températures.


78

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

X (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Y (m

)

14182226303438424650

Figure 25: concentration du radon en plan médian horizontal de la chambre normale (Bq/m3).

On remarque bien que dans les deux figures la concentration du radon n’est pas homogène et

qu’elle est plus dense près des murs et diminue on passant vers le milieu du plan médian

horizontale. Ceci l’intérieur de chambre, plus cette différence est forte plus l’exhalation de radon

dans le bâtiment est importante

• Les dosimètres utilisés sont des détecteurs des particules alpha provenant du radon et/ou de

leurs descendants, mais les descendants de radon se fixent sur les murs et les parois dans des

proportions variables [20], et donc la détection dans cette zone est plus importante.

• Par comparaison de deux plans médians on remarque qu’en milieu de deux plans on détecte

la plus faible concentration du radon à cause de libre circulation d’air dans cette zone, sous

l’effet de ventilation naturelle. Ce phénomène est remarqué en point (x=0, y=0) vers le point

(x=1.5, y=3.6) il y a circulation d’air, donc la concentration du radon est plus faible dans cet

endroit.

• A cause de nature de gaz du radon, la dépression dans la chambre, la quantité de radium dans

le sol et dans le matériau de construction, la concentration du radon est inversement

proportionnelle à l’altitude autrement dit le radon est plus concentré au niveau du plancher et

décroît en passant vers le plafond. Ces mêmes résultats ont été conclus par Lupa et al, (2008).

• Pour la méthode de mesure intégrée la Commission des communautés Européenne, (1990) n°

90/143/Euratom, a fixé le seuil d’alerte à 1000 Bq/m3 et le seuil de précaution à 400 Bq/m3,

valeur incitative pour les bâtiments existants. La valeur guide de 200 Bq/m3 a été retenue

pour les bâtiments à construire.

En résumé :

Figure 30: Résultats V. Urosevic, (2008). (Plan médian horizontal)


79

� En dessous de 400 Bq/m3 : la situation ne justifie pas d’action correctrice particulière ;

aérer et ventiler permet cependant d’améliorer la qualité de l’air à intérieur des locaux et

d’abaisser la concentration en radon.

� Entre 400 et 1000 Bq/m3 : il est souhaitable d’entreprendre des actions correctrices

simples afin d’abaisser la concentration de radon en dessous de 400 Bq/m3 et à un seuil

aussi bas que possible.

� Au delà de 1000 Bq/m3 : des actions correctrices doivent être impérativement conduites

à bref délai car le niveau de risque peut être important.

En cas de résultats supérieurs à 400 Bq/m3, il est souhaitable de faire réaliser un diagnostic du

bâtiment afin de connaître les voies d’entrée du radon et mettre en œuvre les techniques de

réduction éventuellement nécessaires.

Dans notre étude, la plus grande valeur de concentration obtenue est 125 Bq/m3, Fig. 27, dans le

coin de plancher de coordonnée (3.6, 0, 0) de la chambre fabriquée avec les briques à base de

Phosphogypse. Si on la considère comme une construction de future, 125 Bq/m3 est inférieure à

200 Bq/m3, limite de concentration moyenne à l’intérieur des bâtiments fixé par la commission

des communautés européennes.

Donc on peut dire que la valorisation de Phosphogypse dans les briques est possible.

On peut confirmer ces résultats après l’expérience prochaine, où les mesures sont faites pendant

Décembre - Février, pendant cette période le radon atteint son concentration limite dans une

habitation, Frederic Perrier, (2007).


80

3.2. Deuxième expérience :

Les résultats obtenus dans le premier essai sont acceptables et inférieurs aux limites fixées par

les normes. Ce qui nous a encouragé à poursuivre les mesures après avoir accomplir les travaux

de finition (enduit, carrelage,…), Photo 4 et 5. La position des dosimètres et la période de

mesure ont été respectés comme pour le premier essai. Pour mieux interpréter les résultats, nous

avons choisi d’ajouter un autre plan médian vertical M2 et perpendiculaire au premier plan

médian horizontal (M1). Donc, le nombre des dosimètres a augmenté à 40 dosimètres dans

chaque chambre. On note bien ici que la période d’expérience est pendant Décembre - Février,

période où le taux du radon de radon atteint sa valeur maximale, (Frederic Perrier, (2007)). (K.

K. Nielson et al, 1984).

Figure 31: Position des plans de mesure.

(0,1,1

(0,1,0

0, 3.6, 3 3.6, 3.6, 3

0, 0, 3

0, 3.6, 3.6, 3.6, 0

0, 0, 0 3.6, 0, 0


81

Photo 4: vue de face de deux chambres

Photo 5: vue d’arrière de deux chambres

3.2.1. Variation horizontale de concentration du radon :

La figure 32 décrit la position des dosimètres dans le plan médian horizontal M1. Dans cette

figure, le symbole « N » renvoie à la chambre normale alors que « P » symbolise la chambre

fabriquée en briques à base de Phosphogypse.

Figure 32: Position des dosimètres (

0, 3.6, 1.5

3.6, 3.6, 1.5

3.6, 0, 1.5 0, 0, 1.5

X, (Z=1.5m)

Y

(N/P)M11 (N/P)M21 (N/P)M51 (N/P)M31 (N/P)M41

(N/P)M12

(N/P)M22 (N/P)M52 (N/P)M32

(N/P)M42

(N/P)K2 (N/P) I3

(N/P)K1

(N/P)M43

(N/P)M13 (N/P)M23 (N/P)M53 (N/P)M33

(N/P)M14 (N/P)M24 (N/P)M44 (N/P)M54 (N/P)M34


82

**) Chambre normale :

On enlève les dosimètres après 80 jours, de 5 décembre 2008 jusqu’au 20 février. Les résultats

de la concentration de radon dans la chambre construite en briques standard d’Aguereb sont

présentés par le tableau 24 :

Tableau 24: Mesure de concentration du radon en differents points du plan M1 de

chambre normale.

Position des

dosimètres :

Incertitude:

Symbole

de

détecteur:

Numéro

de

détecteur:

X (m) Y (m)

Exposition

(KBq.h/m3) :

Concentration

(Bq/m3) :

±% ± Bq/m3

NM11 308039 3,6 3,6 78 42 23 10

NM12 308041 3,6 2,4 89 48 22 11

K1 308086 3,6 1,8 65 35 26 9

NM13 308042 3,6 1,2 142 42 17 13

NM14 308043 3,6 0 59 32 27 9

NM21 308044 2,4 3,6 45 24 31 7

NM22 308045 2,4 2,4 55 30 28 8

NM23 308046 2,4 1,2 37 20 35 7

NM24 308047 2,4 0 52 28 29 8

NM51 308056 1,8 3,6 49 27 30 8

NM52 308057 1,8 2,4 52 28 29 8

I3 308078 1,8 1,8 59 32 27 9

NM53 308058 1,8 1,2 47 26 30 8

NM54 308059 1,8 0 44 24 32 8

NM31 308048 1,2 3,6 63 34 26 9

NM32 308049 1,2 2,4 47 26 30 8

NM33 308050 1,2 1,2 38 21 34 7

NM34 308051 1,2 0 71 38 25 10

NM41 308052 0 3,6 65 35 26 9

NM42 308053 0 2,4 45 24 31 7

K2 308085 0 1,8 71 39 25 10

NM43 308054 0 1,2 59 32 27 9

NM44 308055 0 0 73 39 24 9


83

La figure 33 montres la concentration du radon à l’intérieur de la chambre normale :

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

X (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5Y

(m

)

18202224262830323436384042444648

Figure 33: Concentration du radon aux différents points du plan M1 de la chambre

normale (Bq/m3).

Résultats :

La figure 33 montre la répartition du radon à l’intérieur de la chambre ; les zones claires pour les

concentrations faibles et les zones les plus foncées qui présentent les hautes concentrations.

Les concentrations les plus importantes sont de 48 Bq/m3, 39 Bq/m3, 39 Bq/m3, 42 Bq/m3,

respectivement pour les points de coordonnées (x=3,6 ; y=2,4), (x=0 ; y=1,8), (x=0 ; y=0),

(x=3,6 ; y=3,6). Ces points sont aux coins ou bien à côté des murs et loin d’aération. Ils sont plus

concentrés par rapport aux points qui se localisent à côté de la fenêtre, (x=2,4 ; y=3,6), (x=1,8 ;

y=3,6), de concentration successivement: 24 Bq/m3, 27 Bq/m3 et par rapport aux points qui sont

à côté de la porte : (x=2,4 ; y=0), (x=1,8 ; y=0), leurs concentrations consécutivement: 28 Bq/m3,

24 Bq/m3. Les plus faibles valeurs sont au milieu de plan médian de coordonnées : (x=2,4 ;

y=1,2), (x=1,2 ; y=1,2), de concentrations : 20 Bq/m3, 21 Bq/m3.


84

Les figures 34 et 35 présentent des autres visions de plan médian M1 :

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

X (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Y (m

)

18202224262830323436384042444648

Figure 34: Vecteur mapp de concentration radon (Bq/m3)

Cette figure nous présente le sens

d’accumulation de gaz du radon. Les

vecteurs sortent de zones de faible

concentration vers les zones les plus

concentrées.

2022242628303234363840424446

Figure 35: Reliefs de plan médian horizontal: concentration du radon (Bq/m3) La figure 35 représente une Vision

tridimensionnelle du plan médian en fonction de

la concentration du radon. La concentration est

faible près de la fenêtre (x=2.4, y=3.6), 24Bq/m3,

celle de la porte dans le point de coordonnées

(x=0 ; y=2,4) est de 24 Bq/m3.La circulation de

l’air est un facteur essentiel qui agit sur la

concentration du radon dans les chambres.

Porte

Fenêtre


85

**) Chambre fabriquée avec des briques à base de Phosphogypse:

Les résultats de la concentration du radon dans la chambre fabriquée en briques à base de Phosphogypse

sont présentés par le tableau 25.

Tableau 25: Mesure de concentration du radon en différents points du plan médian

de la chambre construite avec briques à base Phosphogypse.

Position des

dosimètres :

Incertitude:

Symbole

de

détecteur:

Numéro de

détecteur:

X (m) Y (m)

Exposition

(KBq.h/m3)

Concentration

(Bq/m3) :

±% ± Bq/m3

PM11 308100 3,6 3,6 81 44 23 10

PM12 308101 3,6 2,4 79 43 23 10

PK1 308083 3,6 1,8 96 52 21 11

PM13 308102 3,6 1,2 59 32 27 9

PM14 308103 3,6 0 73 40 24 10

PM21 308104

2,4

3,6

53

29

29

8

PM22 308105 2,4 2,4 68 37 95 9

PM23 308106 2,4 1,2 82 44 23 10

PM24 308107 2,4 0 72 28 24 9

PM51 308116 1,8 3,6 52 39 29 8

PM52 308117 1,8 2,4 61 33 27 9

PI3 308038 1,8 1,8 52 28 29 8

PM53 308118 1,8 1,2 51 28 29 8

PM54 308119 1,8 0 79 43 23 10

PM31 308108 1,2 3,6 38 21 34 7

PM32 308109 1,2 2,4 61 33 27 9

PM33 308110 1,2 1,2 81 44 23 10

PM34 308111 1,2 0 52 28 29 8

PM41 308112 0 3,6 73 40 24 10

PM42 308113 0 2,4 85 46 22 10

PK2 308088 0 1,8 69 37 25 9

PM43 308114 0 1,2 112 61 19 12

PM44 308115 0 0 128 69 18 12


86

La figure 36 montres la concentration du radon à l’intérieur de la chambre à base de Phosphogypse; les

zones claires pour les concentrations faibles par dégradation vers les zones les plus foncées qui

représentent les hautes concentrations du radon.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

X (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Y (m

)

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Figure 36: Présentation de concentration de gaz du radon en differents points de

plan médian de la chambre à base phosphogypse (Bq/m3).

Résultat :

Les points qui se trouvent dans les coins ou bien à côté des murs ont une forte concentration en

radon qui varie entre 46 Bq/m 3 et 69 Bq/m 3. Les autres points se trouvant près de la fenêtre ou

de la porte ont une concentration variant entre 24 Bq/m 3 et 39 Bq/m 3.

On remarque aussi une faible concentration au milieu de la chambre de l’ordre de 28 Bq/m 3 et

que la concentration du radon décroître en s’éloignant de mur comme reporté par (V. Urosevic,

2008) et (Zhuo, 2001).

La comparaison des concentrations du Rn-222 dans les deux plans médians pour les deux

chambres a permis d’aboutir à la remarque suivante : on a presque la même valeur minimale :

20 Bq/m 3 pour la chambre normale et 21 Bq/m 3 pour la chambre à base de Phosphogypse, tandis

que le maximum est de 48 Bq/m 3 pour la première et 69 Bq/m 3 pour la deuxième chambre,

c’est dire la concentration du radon dans la chambre normale représente 62% la concentration

du radon dans la chambre à base de Phosphogypse.


87

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

X (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5Y

(m

)

25

30

35

40

45

50

55

60

Figure 37: Vecteur mapp de

concentration du radon (Bq/m3).

Presque on a ici la même représentation que

la chambre normale : les vecteurs s’orientent

des zones les moins concentrées vers les

zones les plus concentrées. On remarque que

quasiment tous les flèches ont une même

direction vers les murs (sources

d’émanations du radon) et les coins de

chambre, ce qui confirme l’effet de matériau

de construction.

25

30

35

40

45

50

55

60

Figure 38: Reliefs de plan médian

horizontal: concentration du radon (Bq/m3)

Représentation tridimensionnelle des reliefs de plan

médian M1 de la chambre fabriquée avec des

briques à base de Phosphogypse : les zones de

couleur jaune et de faible altitude ont de faibles

concentrations et les zones de couleur rouge et

d’une altitude importante ont de hautes

concentrations.

3.2.2. Variation verticale de concentration du radon :

Dans cette partie, on veut étudier la variation de concentration du radon en fonction de

l’altitude. Les dosimètres sont fixés dans le plan médian vertical M2 et dans les positions

indiquées sur la figure 39, le symbole « N » pour la chambre normale et « P » pour la chambre

fabriquée avec les briques à base Phosphogypse.

Porte

Fenêtre


88

Z

Y ; X=1,8

**) chambre normale :

Le tableau 26 présente les résultats obtenus des concentrations de radon dans les différents points

du plan médian vertical M2 de la chambre construite en briques standard d’Aguereb.

Tableau 26: Mesure de concentration de gaz du radon en différents points du plan

médian vertical de la chambre normale.

Position des

dosimètres :

Incertitude:

Symbole

de

détecteur:

Numéro de

détecteur:

Y (m) Z (m)

Exposition

(KBq.h/m3)

:

Concentratio

n

(Bq/m3) :

±% ± Bq/m3

NH1 308070 3,6 3 77 42 24 10

NM51 308056 3,6 1,5 49 27 30 8

NH2 308071 3,6 0 77 42 24 10

NG1 308072 2,4 3 77 38 24 10

NM52 308057 2,4 1,5 52 28 29 8

NG2 308073 2,4 0 56 30 28 8

Figure 39: plan médian vertical, M2.

1.8, 0, 0

1.8, 0, 3 1.8, 3.6, 3

1.8, 3.6, 0

(N/P)H1 (N/P)G1

(N/P)M51

(N/P)H2

(N/P)M52 (N/P)M53

(N/P)G2

(N/P)M5

4

(N/P)I3

(N/P)F1

(N/P)F2

(N/P)I1

(N/P)I2 (N/P)E2

(N/P)E1


89

NI1 308068 1,8 3 84 46 23 11

NI3 308078 1,8 1,5 59 32 27 9

NI2 308069 1,8 0 87 47 22 10

NF1 308074 1,2 3 61 33 27 9

NM53 308058 1,2 1,5 47 26 30 8

NF2 308075 1,2 0 73 40 24 10

NE1 308076 0 3 84 45 23 10

NM54 308059 0 1,5 44 24 32 8

NE2 308077 0 0 69 37 25 9

La figure 40 montres la concentration du radon à l’intérieur de la chambre ; les zones jaunes pour les

concentrations faibles par dégradation vers les zones rouges qui représentent les hautes concentrations du

radon dans cette partie.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Y (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Z (

m)

2224262830323436384042434446

Figure 40: contour mapp de concentration du radon, plan médian M2 de la chambre

normale.

Résultats :

Lorsqu’on observe cette figure 40 la première remarque qu’on peut l’annoncée est : que le radon

est concentré dans le toit, (y=0 ; z=3), (y=1,8 ; z=3), et le plancher, (y=1,8; z=0), de

concentration respectivement 45 Bq/m3, 46 Bq/m3, 47 Bq/m3. La concentration de radon est

faible au milieu du plan M1 en (x=1,8; y = [0 ; 3,5] ; z =1,5) moyennement égale à 28 Bq/m3,

Z

Y; (X=1.8m)


90

aussi elle est faible pour les points auprès de la porte en (y=0 ; z=1,5) de concentration 24Bq/m3,

et près de la fenêtre (y=3,6 ; z=1,5) de concentration 25Bq/m3.

Deux facteurs essentiels apparaîtront ici :

-l’effet de sol qui est une source d’émanation du radon puisqu’il contient de radium, Tableau 16.

-l’effet des brique 6 trous qui renferme une quantité importante de radium 37.50 Bq/kg, qu’avec

ce dernier on construit le toit.

V. Urosevic, (2008) a remarqué que l’infiltration d’air perturbe la localisation de gaz du radon et

que sa concentration diminue où on à une aération. Ce qui est le cas dans notre étude puisque

l’infiltration d’air à partir de la porte et de la fenêtre, même s’ils sont fermés, conduit à

l’apparence d’une zone jaune au milieu du plan M2 qui désigne qu’en ce lieu la concentration du

radon est faible.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Y (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Z (m

)

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

44

Figure 39: Vecteur mapp de

concentration du radon dans le plan

médian vertical.

Dans cette figure le sens d’accumulation de

gaz radon apparaît nettement, on remarque

bien qu’il y a infiltration d’air à partir de la

porte (y=0 ; z=1.6) et de la fenêtre(y=3.6 ;

z=1.6), il se rencontre en y=1,8 et z [0 ; 3],

ce qui oblige une partie d’air de cheminer

vers le haut et l’autre vers le bas.

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

44

Figure 40: Reliefs de plan médian

vertical de la chambre normal

(wireframe mapp).

La figure 42 représente les reliefs, en trois

dimensions, du plan médian verticales de la

chambre fabriquée en briques standard. Les

zones de couleur jaune ont une faible

concentration et les zones de couleur rouge

ont une concentration importante.


91

**) chambre à base de Phosphogypse :

Le tableau 27 représente les résultats obtenus des concentrations du radon dans les différents

points du plan médian vertical M2 de la chambre construite en briques à base de

Phosphogypse.

Tableau 27:Résultat de mesure de concentration de gaz du radon dans le plan médian

vertical de chambre à base Phosphogypse

Position des

dosimètres :

Incertitude:

Symbole de

détecteur:

Numéro

de

détecteur:

Y (m) Z (m)

Exposition

(KBq.h/m3) :

Concentration

(Bq/m3) :

±% ± Bq/m3

PH1 308030 3,6 3 75 41 24 10

PM51 308116 3,6 1,5 52 28 29 8

PH2 308031 3,6 0 229 124 13 16

PG1 308032 2,4 3 59 32 27 9

PM52 308117 2,4 1,5 61 33 27 9

PG2 308033 2,4 0 86 47 22 10

PI1 308028 1,8 3 84 45 23 10

PI3 308038 1,8 1,5 52 28 29 8

PI2 308029 1,8 0 78 42 23 10

PF1 308034 1,2 3 68 37 25 9

PM53 308118 1,2 1,5 51 28 29 8

PF2 308035 1,2 0 75 41 24 10

PE1 308036 0 3 119 64 19 12

PM54 308119 0 1,5 79 43 23 10

PE2 308037 0 0 52 40 29 8


92

La figure 44 représente la variation de concentration du radon à l’intérieur de la

chambre à base de Phosphogypse.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Y (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Z (m

)

2535455565758595105115

Figure 41: Concentration du radon aux différents points du plan médian vertical

de la chambre à base de Phosphogypse.

Résultats :

Pareillement que la chambre normale, le radon dans la chambre à base de Phosphogypse est

piégé dans le toit et le plancher de la chambre, plus précisément dans le coin au dessous de la

fenêtre de sommet (y=3,6 ; z=0) de concentration 124 Bq/m3, qui à la plus haute concentration

obtenue dans la chambre, et le coin (y=0 ; z=3)64 Bq/m3. Ces deux valeurs ne dépassent pas la

valeur limite fixée par la Commission Européenne 200 Bq/m3.

La haute concentration au niveau de toit est revenue à la nature de matériau de construction de

(briques 6 trous). En milieu de la chambre il apparaît la couleur jaune qui est un indicateur sur la

concentration faible du radon. Plus précisément au niveau de la fenêtre en (y=3,6 ; z=1,5) on à

comme concentration 28 Bq/m3, à coté de la porte en (y=0; z=0) on à 40 Bq/m3 et au milieu de la

chambre 30 Bq/m3 où il y a une circulation libre d’air faisant décroître la concentration du radon,

puisque cette dernière est inversement proportionnel à la ventilation naturelle [14].


93

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Y (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Z (m

) 25

30

35

40

4550

55

6065

70

75

8085

90

95100

105

110

115120

Figure 42: Vecteur mapp de concentration du radon (Bq/m2).

Il est clair que le gaz radon est dirigé vers les murs et une grande quantité vers le coin de

coordonné (y=3,6 ; z=0), ainsi qu’une faible concentration conduite vers la porte, c’est-à-dire

vers l’extérieur, sous l’effet d’air arrivant de la fenêtre (y=3,6 ; z=1,5) et sortant à travers la porte

(y=0 ; z=0), et même à travers les pores du mur.

**) variation de concentration du radon avec distance depuis le mur :

Tableau 28: mesure de concentration du Rn depuis le mur. Distance (m) Concentration du

radon (Bq/m3)

0 69

1.7 44

2.55 28

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,020

30

40

50

60

70

Con

cent

ratio

n du

rado

n(B

q/m

3 )

Distance à partir de mur (m)

Figure 45:variation de concentration du radon en s'éloignant de la source (mur).

La concentration du radon n’est pas homogène dans un espace confiné. Si le radon est émané à

partir d’un mur, sa concentration décroit en s’éloignant de cette source Fig. 39, ce qui été

confirmé par V. Urosevic, (2008). c’est pour ce raison qu’on remarque toujours que la

concentration du radon est faible au milieu des chambres normale et à base de phosphogfypse.


94

Remarque :

Le Tableau 23 représente le pourcentage de différence entre les concentrations des plans

médians de deux chambres points par point :

Tableau 29: Différence des concentrations entre les deux chambres.

Coordonnée des dosimètres

X (m) Y (m) Chambre à base de Phosphogypse, A

Chambre normale, N

Différence (%) (A-B) * 100/B

3,6 3,6 44 42 4

3,6 2,4 43 48 -11

3,6 1,8 52 35 32

3,6 1,2 32 42 -31

3,6 0 40 32 20

2,4 3,6 29 24 17

2,4 2,4 37 30 18

2,4 1,2 44 20 54

2,4 0 28 28 0

1,8 3,6 39 27 30

1,8 2,4 33 28 15

1,8 1,8 28 32 -14

1,8 1,2 28 26 7

1,8 0 43 24 44

1,2 3,6 21 34 -61

1,2 2,4 33 26 21

1,2 1,2 44 21 52

1,2 0 28 38 -35

0 3,6 40 35 12

0 2,4 46 24 47

0 1,8 37 39 -5

0 1,2 61 32 47

0 0 69 39 43

On remarque que la différence entre les concentrations de deux chambres une fois positive,

(X=0, Y=3.6) égale à 12.50 Bq/m3, donc la concentration du radon est plus élevée dans la

chambre à base de Phosphogyse que la chambre normale, et une fois négative, en (X=0, Y=1.8)

égale à -5.40 Bq/m3, ce qui signifie que la concentration du radon est plus important dans la


95

chambre normale. La différence des concentrations entre la chambre normale et celle à base de

Phosphogypse n’est pas constante, il est très variable, ce qui explique la non uniformité de gaz

du radon. On remarque aussi que le nombre des valeurs positives est supérieur aux valeurs

négatives. Ces résultats sont expliqués par l’influence de matériau de construction, le

Phosphogypse, pour la chambre essai ce qui conduit l’élévation de concentration du radon dans

cette chambre par rapport à la chambre normale. Aussi la différence de concentration pour cette

expérience est plus important que la première, puisque la période de mesure dans cette

expérience est pendant l’hiver où l’exhalation du radon est plutôt possible.

3.2.3. Dose efficace annuelle :

La dose efficace annuelle, due à l’exposition au radon, peut étudier d’après la formule suivante,

en se basant sur l’étude de (N. Celik et al. 2008), (UNSCEAR, 2000) :

. . .RnD C F O DCF= (1)

Avec :

RnC : Concentration du radon, Bq/m3.

F : Facteurs d’équilibre égal à 0.4 à l’intérieur de bâtiment.

O : Durée d’occupation, 7000h/an.

DCF : Le facteur de conversion de dose, pour convertir la concentration du radon en dose

efficace égale à 9 nSv (Bq.h.m-3).

Tableau 30: Dose efficace annuelle (mSv/an)

Chambre

normale

Chambre à base

Phosphogypse

Dose annuelle Efficace (mSv/an),

(Première expérience).

0.85 1.05

Dose efficace annuelle (mSv/an),

(Deuxième expérience).

1.12 1.17


96

Pour la première expérience, on remarque que la dose efficace annuelle de la chambre à base de

Phosphogypse est 1.05 mSv/an, elle ne dépasse pas la moyenne mondiale 1.28 mSv/an,

UNSCEAR (2000), donc on peut conclure qu’il n y a pas de risque sanitaire.

Dans la deuxième expérience, le nombre de dosimètre est plus élevé que la première expérience,

donc la mesure de la dose efficace annuelle est plus précise. En plus, cette expérience est faite

pendant la saison d’hiver où l’exhalation du radon atteint sa limite.

Les doses efficaces, pour les deux chambres, sont augmentées, de 0.8 à 1.12 pour la chambre

normale et de 1.05 à 1.17 pour la chambre à base de Phosphogypse, Fig.46. Ceci revient

essentiellement à l’effet d’hiver, dans le quel on a fait la deuxième expérience, puisque

l’exhalation du radon atteint son limite entre Décembre et Février en plus d’influence des

paramètres météorologiques.

Selon UNSCEAR, (2000), la dose efficace limite reçue par l’inhalation du radon et ses

descendants est 1.28 mSv/an. On n’atteint pas cette valeur pendant la deuxième expérience, donc

il n y a pas de risque sanitaire.

En conséquence, la valorisation de Phosphogypse dans la fabrication des briques est valable

selon les valeurs trouvées.

C h am b re (N ) C h am b re (P )0 ,0

0 ,2

0 ,4

0 ,6

0 ,8

1 ,0

1 ,2

(1 )

(2 )

Dos

e ef

ficac

e an

nuel

le(m

Sv/

an)

T yp e d e ch a m b re

Figure 43: Comparaison des doses efficaces pour les deux expériences.

(N) : Chambre normale.

(P) : Chambre à base Phosphogypse

(1) : première expérience.

(2) : deuxième expérience.


97

3.2.4. Discussions :

• On fait cette expérience pendant Décembre - Février, parce que d’après Frederic Perrier,

(2007) et K. K. Nielson et al, (1984), l’exhalation du radon est plus importante pendant cette

période que les autres saisons. Ce qui nous intéresse c’est la chambre fabriquée avec les

briques à base de Phosphogypse, La plus haute valeur dans cette chambre est 124 Bq/m3 de

coordonnés (x=1,8 ; y=3,6 ; z=0) en contact avec le sol. Le sol et les matériaux de

construction contiennent par nature une teneur importante en radium. Donc la concentration

du radon détectée à la surface de deux est la plus importante.

L’autre facteur qui apparaît ici est l’inversion de température en passant d’été à l’automne à

l’hiver IRSN, (2009) : la quantité du radon est piégée au niveau du sol donc sa

concentration est inversement proportionnelle à l’altitude, ce qui est déjà remarqué pour les

deux chambres et en particulier pour la chambre essaie.

• Comme comparaison entre les deux chambres, la valeur maximale de la chambre normale

présente 62% de la valeur maximale de chambre à base de Phosphogypse, puisque les

mesures se font dans les mêmes conditions. La différence revient à l’effet de matériau de

construction (le Phosphogypse dans les briques).

Aussi, cet effet agit sur la distribution du radon dans les chambres, parce que malgré qu’on

ait les mêmes facteurs météorologiques pour les deux chambres, la distribution du radon

dans la chambre normale est plus uniforme que la chambre essai.

On remarque que le radon se concentre surtout près des murs, de toit et de plancher. Ainsi,

l’effet des descendants de radon, émetteurs alpha, peut être mis en évidence puisque

d’après W. W. Nazaroff, (1992): les descendants se fixent sur les murs donc dans cette

zone il y a une détection importante des particules alpha.

• On remarque que pour les deux chambres, il y a infiltration d’air à partir de la porte et de la

fenêtre, Fig. 41 et Fig.44. Cette infiltration provoque une circulation libre d’air entre les

deux, qui agit avec la dépression à avoir une zone de concentration faible de radon au niveau

des plans médians horizontale. Cette circulation d’air oblige le radon de diriger vers diverses

directions et en particulier vers le plafond et le plancher de la chambre. ce qui est expliqué

par les valeurs des concentrations de radon près de la porte et de la fenêtre dans les deux

chambres qui sont les plus faibles, E. Stranden et al. (1980).


98

• La valeur 124 Bq/m3 est la plus haute valeur qu’on trouve dans cette expérience, elle est

moyennement importante, mais si on tient compte qu’elle est mesurée pendant une période

d’exhalation importante du radon et qu’elle ne dépasse pas la valeur limite fixée par les

Commission Européenne pour les constructions neuves : 200 Bq/m3. Donc ces résultats et les

résultats de l’expérience précédente prouvent qu’on peut accepter la valorisation de

Phosphogypse dans les briques.

La comparaison entre les deux expériences sera expliquée dans la partie suivante.

3.3. Comparaison entre les deux expériences :

Les deux expériences de mesure de gaz du radon, à l’intérieur d’une chambre fabriquée avec des

briques à base de Phosphogypse et d’une chambre référence fabriquée avec les briques normales,

se font pendant deux saisons différentes: l’été pour la première expérience et début l’hiver pour

la deuxième pendant une période presque semblable 72 jours pour la première expérience et 80

jours pour la deuxième.

On ajoute pendant cette dernière une porte, une fenêtre, une couche de ciment pour les murs et

carrelage de sol. Pendant la période Décembre - Février la concentration atteint ses valeurs

maximales dans l’habitation, CSTB, (2009). En particulier dans des espaces fermés puisque la

pression à l’intérieur est plus faible que celle dans les pores du mur, donc apparition d’un

gradient de pression. Pour que ce système atteint son équilibre, une infiltration d’air est

nécessaire à travers des pores macroscopiques, des fissurations de sol, des ouvertures… ce qui

aide le radon de s’infiltrer dans l’habitation, IRSN, (2007).


99

3.3.1. Deux plans médians horizontaux de chambre normale :

1ère expérience :

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

X (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Y (

m)

14182226303438424650

Figure25: concentration de gaz radon en différents points de plan médian M1 de la chambre normale (Bq/m 3).

2ème expérience :

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

X (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Y (m

)

18202224262830323436384042444648

Figure 33: concentration de gaz radon en différents points de plan médian M1 de la chambre normale (Bq/m 3).

Pour ces deux plans, on remarque généralement que la concentration de radon est faible au

milieu de plan M1. Mais pour la première expérience, la concentration du radon est plus faible

que la deuxième : 14 Bq/m3 < 18Bq/m3, la cause de cette différence est que le taux de radon

augmente pendant l’hiver.

Par contre la valeur maximale de la première est plus importante que la deuxième expérience :

54 Bq/m3 > 48 Bq/m3, ici présence d’effet d’infiltration d’air dans la deuxième expérience

essentiellement à partir de la porte et de la fenêtre qu’on peut le remarquer nettement dans la

figure 33, des contours de faible concentration au milieu du plan et au niveau de la porte et de la

fenêtre. Encore l’effet de ciment et de carrelage qui empêche le radon de s’infiltrer dans la

chambre.

L’infiltration d’air agit nettement sur la localisation de gaz du radon pendant la deuxième

expérience, dans tout l’espace, Fig. 34. Contrairement à la première expérience au cours de la

quelle apparaissent clairement des zones de faible concentration du Rn-222 au milieu et des

hautes concentrations pour les coins et les murs.


100

3.1.2. Deux plans médians horizontaux de chambre à base de Phosphogypse :

1ère expérience :

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

X (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Y (m

)

18

22

26

30

34

38

42

46

50

54

58

62

Figure 26: concentration du radon en

différents points de plan médian M1 de la

chambre à base Phosphogypse (Bq/m3).

2ème expérience :

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

X (m)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Y (

m)

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Figure 36: concentration du radon en

différents points de plan médian M1 de la

chambre à base Phosphogypse (Bq/m3).

Pour la chambre à base Phosphogypse, l’effet d’infiltration d’air apparaît clairement pour les

zones près de la porte et de la fenêtre qui ont des concentrations faibles : la valeur de point de

coordonnée (x=3,6 ; y=1,2) passe de 62 Bq/m3 pour la première expérience à 32Bq/m3 pour la

deuxième expérience, la valeur de point (x=1,2; y=3,6) passe de 61Bq/m3 à 21Bq/m3. Les

valeurs maximales et les valeurs minimales ne présentent pas une grande différence, grâce à la

couche de ciment et de carrelage qui empêche l’infiltration de gaz radon. Généralement, la

concentration de radon est plus importante pour la 2ère expérience, Fig. 36, que la 1ère expérience,

Fig. 26, puisque les deux expériences ne se réalisent pas pendant la même saison.

3.1.3. Deux plans verticaux de chambre normale :

1ère expérience :

-0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,50

10

20

30

40

50

60

conc

entra

tio d

u R

n (B

q/m

3 )

Z (m)

Figure 44: variation Vertical de concentration du radon (Bq/m3)

2ème expérience :

0 1 2 30

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

Con

cent

ratio

n du

rado

n (B

q/m

3 )

Z (m )

Figure 45:Variation Verticale de concentration du radon,(Bq/m3).


101

Pour la première expérience, on remarque que la concentration du radon est inversement

proportionnelle à l’altitude.

Pour la deuxième expérience, si on fixe y : y=1.2 m, on remarque qu’on a deux valeurs

importants de concentration de radon l’un pour z=0 m et l’autre pour z=3 m, donc il y a

contradiction avec la première expérience. On peut l’expliquer par l’infiltration d’air arrivée de

coté de la porte et de la fenêtre qui se contactent au centre de cet plan, ce qui perturbe la

direction du gaz de radon donc une partie se dirige vers le toit et l’autre vers le sens contraire, ce

qui est remarquable dans le figure 44. Comme deuxième effet la nature de matériau de

construction de toit, brique 6 Trous, qui contient une quantité importante de radium, 37.50

Bq/kg, et il exhale du radon.

Mais les valeurs maximales se trouvent toujours dans le plancher, cela revient à l’effet de sol et

de dépression par rapport au sol dans la chambre.

3.1.4. Deux plans médians horizontaux de chambre a base Phosphogypse :

1ère expérience

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,00

20

40

60

80

100

120

140

conc

entra

tion

du R

n (B

q/m

3)

Z (m)

Figure 46: Variation vertical du radon (Bq/m3)

2ème expérience :

0 1 2 30

20

40

60

80

100

120

Con

cent

ratio

n du

Rn-

222,

(Bq/

m3 )

Z (m)

Figure 47: Variation vertical du radon, (Bq/m3)

Généralement, on remarque que le gaz radon est inversement proportionnel à l’altitude, cela

apparaît clairement dans la figure 47 si on fixe y=3,6. En plus cela est dû à l’effet d’infiltration

d’air perturbant la distribution du radon. On remarque bien qu’il y a un passage d’air entre les

points (y=0 ; z=0), zone de la porte, et (y=3,6 ; z=2) où on a la fenêtre, Fig. 44. Cette infiltration

a un effet important sur la diminution de concentration de radon. En plus la dépression de la

chambre par rapport au sol et par rapport aux pores de matériau de construction, cette dépression

provoqué par le tirage thermique lié au gradient de température entre l’extérieur et l’intérieur.


102

3.1.5. Comparaison saisonnière :

La première expérience a été faite pendant les mois Mai - Juin 2008, et la deuxième expérience

pendant les mois Décembre - Février 2009. Le but de la première expérience, après le calcul des

activités volumiques (Bq/kg) des radionucléides présents dans les matériaux de construction, est

d’avoir une première validation d’utilisation de Phosphogypse comme matériaux de construction

et puisque les valeurs qu’on a trouvé ne dépassent pas les limites fixées par le Commission

Européenne pour les constructions neuves, on fait une deuxième expérience pendant la saison

d’hiver pour avoir l’exhalation limite du radon par ce matériau.

T. V. Ramachandran, (1990) et Frederic Perrier, (2007) ont étudié la variation saisonnière de la

concentration du radon. Ils ont remarqué que la concentration du radon pendant l’hiver est plus

importante que celle pendant les autres saisons, cela revient aux paramètres météorologiques,

gradient de pression, gradient de température ….

La figure suivante présente la variation de concentration du radon moyenne dans les deux

chambres passant d’été à l’hiver.

Chambr (N) Chambre (P)0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Con

cent

ratio

n du

rado

n (B

q/m

3 )

Rn en été Rn en hiver

Figure 48: Variation saisonnière du concentration moyenne du radon. Pour les deux chambres, en passant de saison d’été à la saison d’hiver, la concentration du radon

augmente de 13% pour la chambre normale et de 8% pour la chambre à base Phosphogypse.

Mais la concentration moyenne pour la chambre Phosphogypse en hiver, 48.21 n’est pas élevée,

elle représente 20% de la valeur limite de concentration du radon dans la construction neuve, 200

Bq/m3, et elle ne dépasse pas la moyenne valeur pondérée des mesure du radon dans l’habitat

fixé par l’IRSN (institut de radioprotection et de sûreté nucléaire).


103

4. Conclusion :

On peut conclure que les valeurs de la deuxième expérience ne sont pas loin de la première. Elles

ne dépassent pas les valeurs fixées par la Commission Européenne, (1990), malgré qu’on les

mesure pendant la saison d’hiver et d’après plusieurs mesures faites auparavant, R. L. Fleischet

al. ( 1987). affirmant que la concentration de radon est importante pendant cette saison par

rapport aux autres, à cause des paramètres météorologiques (pression, température…).

En plus, d’autres études faites affirment l’effet de ventilation naturelle ou bien mécanique (E.

Stranden et al, 1980) sur la réduction de concentration de radon dans les bâtiments. Ce qui est

clair d’après ce qu’on observe dans les plans horizontaux et verticaux dans les deux chambres.

Encore l’efficacité d’ajout d’une couche de ciment et de carrelage de plancher à un effet positif

sur l’empêchement de radon de s’infiltrer. Donc sûrement une autre couche de peinture empêche

mieux l’exhalation de radon.

Aussi si on fait des expériences sur la réduction de porosité de brique, ou on lui ajoute une

couche de matériau imperméable réduit mieux l’infiltration de radon.


104

Chapitre IV

Variation spatiale de concentration du radon

1. Introduction :

Les matériaux de construction telle que les briques, le ciment … ont une activité volumique

importante d’uranium et de radium-226 qui sont des émetteurs des radiations alpha, bêta et

gamma. Le radium-226 émane le radon-222 dans l’environnement et la concentration de ce

dernier accroître avec l’importance d’activité de radium, comme représentée dans notre cas où le

brique est fabriqué avec de Phosphogypse et on a remarqué, chapitre 3, que l’ajout de ce matériau

accroître la concentration du radon dans un milieu confiné (chambre fermée).

Dans le chapitre précédent, on a étudié la variation spatiale de concentration du radon dans les

deux chambres, en faisant une mesure intégrée pendant deux mois pour chaque expérience. Mais

le terme « temps » a un effet important sur la variation de concentration du radon, pour cela on

s’intéresse à la méthode de mesure continue du radon pour avoir la variation de concentration du

radon sur des petites cycles de temps, 10 minutes.

Cette mesure nous permet d’avoir l’influence des paramètres météorologiques sur la variation de

concentration du radon émané à partir de ce nouveau matériau.

2. Etude théorique :

2.1. Modèle mathématique :

Le processus de transport du radon dans les matériaux poreux est décrit par une équation

d’équilibre des phases différentes (gazeux, liquide) de ce matériau. La complexité de ce problème

est réduite par la transformation de l’équation uniquement dans la phase gazeuse, ce processus est

défini par (Rogers and Nielson, 1991) :

( )a cc a a a Ra

C KD C P C C C

tλ ρλε

ν∂ = ∇ ∆ − ∇ ∇ − +∂

(1)


105

aC : Concentration en radon dans les pores du milieu considéré (définie en termes d’activité

volumique (Bq/m3).

: Coefficient de diffusion dans le milieu :

14

0 exp( 6 6 )pD pD mp m= − − (2)

: Perméabilité de matériau (m2).

Viscosité dynamique d’air (Pa s).

P : Pression (Pascal)

: Constante de désintégration de radon-222 (s-1.

CRa : concentration de radium-226 dans le matériau (Bq/kg).

: Densité a sec de milieu (kg/m3)

ε : Facteur d’émanation du radon dans le milieu (sans dimension).

Rn

Ra

P C

Cε

ρ×=×

p : Porosité volumique totale de milieu.

Dans le but de résoudre cette équation analytiquement, il est nécessaire de tenir compte des

approximations suivantes :

• Transport unidimensionnel suivant l’axe x.

• Le coefficient de diffusion est homogène dans l’échantillon (ici le brique).

• La distribution du radium est homogène dans le mur.

• On ne considère que le transport diffusif (la pression soit considérée constante dans la

chambre).

• L’exhalation se produit à l’interface mur-air (x=0).

Suivant ces conditions, l’équation de transport du radon peut être sous la forme suivante :

2

2a a

a Ra

C CD C C

t xλ λρε∂ ∂= − +

∂ ∂ (3)


106

Dans le cas stationnaire, la solution de cette équation différentielle est :

0

0 0

( ) sinh( ) cosh( )Px x

C x A Bl l λ

= + + (4)

Figure 49: Modèle d'émanation de gaz du radon.

Avec :

0

0

0

Ra

c

c

P C E

x

l

Dl

ρ λ

β

λ

=

=

=

(5)

Et

02 1

01

(1 cosh )cosh

sinh

PC C

A

PB C

ββλ

β

λ

−− −=

= − (6)

Ca(x)

Ca (Xc) =C2

Ca (0) =C1

X=Xc

X=0

E

(x)


107

1C Et 2C sont les concentrations du radon pour les deux surfaces de mur, le taux d’exhalation du

radon à l’interface mur-air est d’après la première loi de Fick à x=0 :

0 1

20

( )

sinh 1( ( )

sinh sinh sinh

dF D C x

dxP CD coch

F Cl

β βλ β β β

= −

−= + − (7)

Si : Xc<<l0 alors β<<1 :

211

2sinh

cochβ β

β β

= +

=

Donc :

0 0 01 2

0 0 0

1( ( ) ( )

2 2c c

c c

P x l l xDF C C

l l x x lλ= + − +

Puisqu’on la distribution du radon dans le mur est homogène, on peut dire comme approximation

que les concentrations à l’interface X=0 et X= Xc sont équivalentes : 1C = 2C =C.

Donc :

0

0 0 0

12 ( ( ) ( ))

2 2c c cD P x x

F Cl l lλ

= −

02 20 0

0

c C c c

Ra c c

x D P x DC

l l

C x x C

F C

λρλε λα

= −

= −= −

(8)


108

L’exhalation du radon à la surface présente le nombre des atomes du radon N (t) présent dans l’air

entre le mur et le détecteur. Seul le mécanisme de désintégration naturelle du radon nous permet

d’obtenir le nombre des atomes du Rn et donc son concentration à un temps t, la variation de

nombre du radon en fonction de temps est :

0

dNF S N

dtλ= − (9)

N (t): nombre totale du radon dans la pièce fermée à temps t.

F0 : flux du radon à l’interface mur - air

Si on considère que la concentration initiale du radon est celle le flux du radon à la surface de mur

F0 (Flux initiale de radon) multiplié par la surface d’exhalation divisé par la constante de

désintégration, on utilise une relation de continuité [34], Cette équation différentielle admet

comme solution :

0( ) (1 )tF SN t e λ

λ−= − (10)

Si V le volume d’air (m3) alors la concentration du radon dans l’air (C=N/V) est :

0( ) (1 )tRn

F SC t e

Vλ

λ−= −

0

( ) 1 expRn Rn

Rn

F SAVC t t

A VV

α λα λ = − − + +

(11)

Avec :

20

c cRn

x D

lλ λ= +

( )RnC t : Concentration du radon dans l’air intérieur de la chambre.

A : Surface d’exhalation du radon.

V : Volume de la chambre.


109

Dans le cas de méthode passive on ne considère que la constante de désintégration du radon,

puisque l’appareil de mesure ne détecte que les particules alpha.

Donc :

( )0( ) 1 expRn

F AC t t

Vλ

λ= − − (11)

2.2. Traçage de courbes :

Les briques utilisées pour construire les deux chambres ont les caractéristiques suivantes :

Tableau 31: Caractéristiques des matériaux de construction [3].

Caractéristiques Brique normale Brique à base de Phosphogypse

Porosité 0.2349 0.2778

Masse volumique (g/cm3) 1.91 1.9

Saturation en eau (m) 0.924 0.69

Densité (kg/m 3) 1910 1900

Coefficient de diffusion (m2s-1) 2.94 10-7 1.6 10-7

Longueur de diffusion (m) 0.37 0.27

Coefficient d’émanation 0.005 0.008

Concentration de radium (Bq/kg) 29.09 37.2

Epaisseur de mur (m) 0.2 0.2

Largeur de mur (m) 3.6 3.6

Longueur de mur (m) 3.6 3.6

Hauteur de la chambre (m) 3 3

Constante de désintégration du Rn (s-1) 2.1 10-6


110

L’étude théorique de variation de concentration du radon en fonction du temps, si on tient

compte des données ci-dessus tab. (30) et (31), nous permet de tracer la courbe (46) pour la

chambre normale et la chambre construite avec le brique à base de Phosphogypse en utilisant

l’équation (11).

On calculant la concentration du radon à différent temps t, les résultats sont affichés dans les

tableaux 30 et 31 pour les deux chambres.

*) Chambre normale :

Tableau 32: variation temporelle du Rn (chambre normale).

Temps (h) Concentration du radon (Bq/m3)

2.5 1.5

5 2.81

7.5 4.13

10 5.50

12.5 6.75

15 7.99

17.5 9.21

20 10.40

22.5 11.6

25 12.73

27.5 13.85

30 15


111

*) Chambre à base de Phosphogypse :

Tableau 33: variation temporelle du Rn (chambre à base de Phosphogypse).

Temps (h) Concentration du radon (Bq/m3)

2.5 2.9

5 5.68

7.5 8.42

10 11.1

12.5 13.73

15 16.30

17.5 18.8

20 21.25

22.5 23.63

25 25.97

27.5 28.25

30 30.5

0 5 10 15 20 25 300

5

10

15

20

25

30

35

Con

cent

ratio

n du

Rn

(Bq/

m3 )

Temps (h)

Chambre a base phosphogypse Chambre normale

Figure 50: Comparaison des résultants théorique de concentration du radon.


112

La concentration du radon accroît exponentiellement jusqu à un état d’équilibre entre le radon et

ses descendants. Notre étude n’atteint pas cet état d’équilibre, qui dépend en moyenne un mois h,

Fig.51, (M. Jang et al, 2005), (C. Cosma et al. 2001) dans un espace fermé, puisque la mesure se

fait sur 24 h donc nous s’intéressons à la partie d’augmentation de concentration de radon.

La porosité des briques à base de Phosphogypse est plus élevée dans la chambre à base de

Phosphogypse que les briques de la chambre normale, ce qui provoque une infiltration du radon

plus importante dans la première que dans la deuxième et l’écart entre les deux s’agrandie avec

le temps. Ainsi que la quantité de radium présentée dans chaque matériau, 37.2 Bq/kg pour le

brique à base de Phosphogypse et 29.09 Bq/kg pour le brique normal.

Pour bien maîtriser cette différence, on passe à une étude expérimentale de variation de

concentration de gaz du radon au cours du temps pour chaque chambre et avoir l’effet des

paramètres météorologiques sur cette variation.

Figure 51Variation de la concentration du radon pendant 27 jours (Chambre à base de Phosphogypse)

Concentration Rn (Bq/m3)

Temps (s)


113

3. Etude expérimentale de variation du radon au cours de temps :

3.1. Méthode et matériels :

Dans le but de suivre la variation temporelle de concentration de gaz du radon dans les deux

chambres, on utilise le détecteur en continu « ALPHAGUARD », fig. 52, des caractéristiques

suivantes :

Principes : Le moniteur AlphaGuard (marque Génitron) est un appareil qui enregistre en continu

la concentration de gaz radon (Rn-222). Cet appareil fonctionne par diffusion de l'air dans une

chambre d'ionisation. Les descendants du radon sont bloqués par un filtre, filtre de verre, placé à

l'entrée de la chambre de mesure. Seul le radon, et en moindre importance le thoron

(négligeable), sont détectés et mesurés par cet appareil. Les particules alpha émises par le radon

créent une ionisation de l'air sur son parcours. Elles produisent ainsi un courant d'ionisation (très

faible) qui pourra être mesuré dans la chambre d'ionisation de l'Alphaguarde. Cette chambre est

constituée d'une enceinte métallique et de deux électrodes aux potentiels différents, fig. 53. Les

données enregistrées dans la mémoire de l'Alphaguarde sont ensuite traitées par un logiciel

spécifique pour pouvoir être présentées sous forme de tableaux de valeurs ou de graphes, fig. 55.

Les graphes montrent ainsi les variations des concentrations en radon, (2-2000000 Bq/m3),

pendant la durée des cycles de mesures avec une erreur de mesure de ±5%. Ainsi que la variation

de la température ambiante (-20 – +65°C), d’humidité (0-100 % rH) et de la pression

atmosphérique (850-1100 mbar), [6].

Ses mesures en continu permettent de procéder à différents tests en relation avec divers

paramètres : portes et fenêtres fermées, ventilation à l'arrêt puis en fonctionnement, aération

importante, pièce habitée... . Des cycles de mesures rapprochés (10 mn) permettent d'observer de

faibles variations de concentration de radon, [6].


114

Fibre de verre (Blanc)

Câble de branchement à un PC Afficheur de lecture directe

Boutons de marche d’appareil

Figure 52: Appareil AlphaGuard, [6]

Figure 53: Chambre d'ionisation d’AlphaGuard [21]

Anode Cathode

Filtre de verre

Volume de chambre= 0.56 L Diffusion

Adaptateur Active +750 V

Signal sortie de la chambre

Isolateur


115

L’appareil AlphaGuard se mit à une hauteur 1 m dans les deux chambre fig. 54, on considère

cette hauteur pour réduire l’influence de sol et puisque c’est la zone de respiration générale.

Figure 54: Appareil AlphaGuard dans les deux chambres essai.

La mesure reste 24 heures dans chaque chambre, cycle 10 minute, puis on connecte l’appareil à

un ordinateur avec un câble RS-232 fig. 50, en utilisant un programme Data expert (programme

spécial d’AlphaGuard), on retire les résultats qui sont présentés par des tableaux Excel et aperçus

directement sur l’ordinateur dans l’annexe A.

Figure 55: Connexion de l'appareil AlphaGuard à un PC et affichage des résultats.


116

3.2.Résultats de mesure :

La variation de concentration de gaz du radon est accompagnée d’une variation des paramètres

météorologiques comme représentée pour chaque chambre ci-dessous :

a) Chambre normale :

Variation de concentration du Radon

-100

102030405060708090

100

11:

30

12:40

13:50

15:00

16:10

17:20

18:30

19:40

20:50

22:00

23:10

00:20

01:30

02:40

03:50

05:00

06:10

07:20

08:30

09:40

10:50

Temps (min)

Con

cent

ratio

n du

Rn

(Bq/

m3)

Figure 56: Variation de concentration du radon au cour du temps

Variation Temporelle de Temperature

0

5

10

15

20

25

30

35

11:30

12:40

13:50

15:00

16:10

17:20

18:30

19:40

20:50

22:00

23:10

00:20

01:30

02:40

03:50

05:00

06:10

07:20

08:30

09:40

10:50

Temps (min)

Tem

pera

ture

(°C

)

Figure 57: Variation de température au cour de temps.


117

Variation temporelle de Pression (mbar)

1008,51009

1009,51010

1010,51011

1011,51012

1012,51013

1013,5 1

1:30

12:40

13:50

14:50

16:00

17:10

18:20

19:30

20:40

21:50

23:00

00:10

01:20

02:30

03:40

04:50

06:00

07:10

08:20

09:30

10:40

Temps (min)

Pre

ssio

n (m

bar)

Figure 58: Variation de pression au cour de temps.

Varition Temporelle d'humidité

01020304050607080

11:30

12:40

13:50

15:00

16:10

17:20

18:30

19:40

20:50

22:00

23:10

00:20

01:30

02:40

03:50

05:00

06:10

07:20

08:30

09:40

10:50

Temps (min)

Hum

idité

(%

rH)

Figure 59: Variation d'humidité au cour de temps.

On remarque que la concentration du radon est très variable, puisque les cycles de mesure sont

courts (10 min.). Globalement, la concentration de radon est plus importante pendant la nuit

qu’en milieu de journée (R. Latha, 2007), cela due au phénomène d’inversion de température

pendant la nuit, le sol refroidit plus vite que l’atmosphère qui va également refroidisse par

transfert d’énergie : Entre 11 :30 et 17 :20 la concentration du radon varie de 3 Bq/m3 à 28

Bq/m3, et de 18 :00 à 8 :00 la concentration du radon varie de 15 Bq/m3 à 65 Bq/m3.


118

b) Chambre à base Phosphogypse :

Variation temporelle de concentration du radon

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

12:

50

13:

50

14:

50

15:

50

16:

50

17:

50

18:

50

19:

50

20:

50

21:

50

22:

50

23:

50

00:

50

01:

50

02:

50

03:

50

04:

50

05:

50

06:

50

07:

50

08:

50

09:

50

10:

50

Temps (min)

Con

cent

ratio

n du

Rn

(Bq/

m3)

Figure 60: Variation de concentration de radon dans la chambre à base

Phosphogypse

Variation Temporelle de la Temperature (°C)

0

5

10

15

20

25

30

35

12:5

0 13

:50

14:5

0

15:5

0

16:5

0

17:5

0

18:5

0

19:5

0

20:5

0

21:5

0

22:5

0

23:5

0

00:5

0

01:5

0

02:5

0

03:5

0

04:5

0

05:5

0

06:5

0

07:5

0

08:5

0 09

:50

10:5

0

Temps (min)

Tem

pera

ture

(°C

)

Figure 61:Variation de température au cour de temps.


119

Variation temporelle d'Humidité

01020304050607080

12:

50

14:0

0

15:1

0

16:2

0

17:3

0

18:

40

19:

50

21:

00

22:1

0

23:2

0

00:3

0

01:4

0

02:

50

04:

00

05:

10

06:2

0

07:3

0

08:4

0

09:5

0

11:

00

Temps (min)

Hum

idité

(%

rH)

Figure 62: Variation d'humidité en fonction de temps.

Variation Temporelle de Pression (mbar)

1012

1012,5

1013

1013,5

1014

1014,5

1015

1015,5

12:5

0

14:0

0

15:

10

16:

20

17:

30

18:4

0

19:5

0

21:0

0

22:1

0

23:2

0

00:3

0

01:4

0

02:5

0

04:0

0

05:1

0

06:2

0

07:3

0

08:4

0

09:

50

11:0

0

Temps (min)

Pre

ssio

n (m

bar)

Figure 63: Variation de pression en fonction de temps.

On peut remarquer que la concentration du radon à l’intérieur de la chambre à base de

Phosphogypse est globalement plus importante que la chambre normale depuis 20 :00 à 23:50,

aussi entre 02 :50 et 09 :50. C’est vrai qu’on a détecté une concentration du radon 81 Bq/m3 dans

la chambre normale alors que la plus haute valeur dans la chambre à base Phosphogypse est 65

Bq/m3, mais on peut remarquer aussi que la valeur voisin (après 10min.) de 81Bq/m3 est 35


120

Bq/m3. Donc la concentration du Rn dans la chambre normale est très changeante, par rapport à

la chambre à base Phosphogypse en passant d’un cycle à un autre et une seule valeur ne peut pas

donner la valeur moyenne de la concentration. On peut expliquer le surcroît des concentrations

du Rn dans la chambre normale du à la variation des paramètres météorologiques.

Les valeurs détectées dans la chambre à base Phosphogypse varient entre 3 Bq/m3 et 65 Bq/m3

après un temps d’accumulation 24 heures, elles ne dépassent pas la valeur limite, 200 Bq/m3,

fixé par les pouvoirs public Française.

3.3.Influence des paramètres météorologiques :

Pour quantifier l’exhalation du radon à l’intérieur d’habitation, il faut d’une part évaluer la

source, c’est-à-dire connaitre la teneur en uranium ou en radium dans les matériaux de

construction et son taux d’exhalation. D’autre part il est également nécessaire d’estimer les

différents paramètres pouvant influer sur la migration du radon, dans notre mesure les

paramètres météorologiques :

Les mécanismes qui régissent le transport du radon sont la diffusion moléculaire et cinématique

(loi de Fick) et le mouvement des gaz dans le sol et les matériaux (transport par convection), ces

mouvements sont liés le plus souvent à un gradient de pression de l’air dans les matériaux de

construction et dans le sol. Une diminution de pression atmosphérique entraîne une croissance du

flux de radon soit à la surface de sol ou bien dans les habitations, par exemple, une augmentation

de 10% de flux de radon est obtenue pour une baisse de pression de 0.5 mmHg (S. D. Shery et al,

1982 dans la chambre D’autres paramètres peuvent influencer par exemple la différence de

température entre l’extérieur et l’intérieur : une augmentation de gradient température provoque

une augmentation de pression atmosphérique dans la chambre et donc une diminution de

gradient de pression entre l’extérieur et l’intérieur, ce qui réduit l’infiltration du radon, (R. Latha,

2007).

La mesure expérimentale nous permet de remarquer:

• Une augmentation de température dans les deux chambre provoque la diminution de

concentration du radon, pour la chambre normale lorsque T=29°C la concentration du

radon égale 45 Bq/m3 et à T=32.3°C la concentration varie entre 3 Bq/m3 et 20 Bq/m3. et

pour la chambre à base Phosphogypse lorsque T=27°C la concentration du Rn égale à 62

Bq/m3 et une augmentation de T à 32°C varie la concentration du radon entre 5 et 20

Bq/m3.


121

• De même pour la pression, lorsque la pression de l’intérieur de la chambre augmente la

concentration du radon diminue, puisque si la pression est plus haute que les pores des

mur et de sol, donc présence d’une surpression qu’empêche le radon de s’infiltrer dans le

bâtiment. Cette surpression est essentiellement provoquée par le tirage thermique (est un

phénomène physique participant à la ventilation naturelle des habitations, c’est un

mouvement de convection de l’air crée par la différence de température entre l’air

intérieur et l’air extérieur. Le début de l’air est approximativement proportionnel à la

différence de deux températures).

• De nombreuses études faites sur différents matériaux montrent que ce processus est

amplifié quand la quantité d’eau présentée dans les pores augmente. Les mesures

réalisées par P. M. Rutherford et al, sur de Phosphogypse, montrent une définition de

facteurs d’émanation de 0,18 à 0,09 entre les matériaux sec et saturé à 50%, puis une

augmentation jusqu'à 0,34 pour une saturation totale en eau.

On peut introduire ici l’humidité : jusqu’à un taux d’humidité égale à 25% il y a

. Augmentation d’émanation du radon, puis elle décroît si l’humidité augmente.

Notre étude expérimentale montre que si l’humidité augmente alors la concentration du

radon augmente aussi : pour la chambre normale pour H=71%rH la concentration du radon

varie entre 18 Bq/m3 et 65Bq/m3 et pour H= [48%rH, 57%rH], la concentration du Rn= [8

Bq/m3, 45 Bq/m3]. Pour la chambre à base Phosphogypse pour H= [44%rH, 58%rH] la

concentration du radon= [3 Bq/m3, 20 Bq/m3] et pour H=69%rH le radon varie entre 22

Bq/m3 et 56 Bq/m3.

3.4.Comparaison entre le résultat théorique et expérimental :

La mesure en contenue de concentration du radon nous permet de prendre des valeurs

ponctuelles par une lecture directe sur l’afficheur de l’appareil AlphaGuard (cycle de 2.5 heure).

Ces mesures sont comparées au calcul théorique de concentration du radon en utilisant l’équation

(11), la comparaison des résultats théoriques aux ceux expérimentaux pour chaque chambre se

présente ci-dessous :


122

a) Chambre normale :

0 5 10 15 20 25 300

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

Con

cent

ratio

n du

Rn

(Bq/

m3 )

Tem ps (h )

M e su re th é o riq u e M e su re e xp e rim e n ta le

Figure 64: résultats théorique et expérimental (chambre normale)

Interprétation:

Les résultats théoriques sont en accord avec les résultats expérimentaux pour les points à t=5h,

t=7.5h et t=17.5h. Mais pour t=20h, t=25h et t=27.5h, les mesures expérimentales sont plus

élevées que les mesures théoriques, cela peut être revient à l’influence des paramètres

météorologiques.

On remarque aussi que le calcul théorique accroît exponentiellement alors que le calcul

expérimental varie entre des valeurs élevées et autres petites, mais globalement la concentration

du radon augmente pour les deux chambres. Donc on peut l’accepter puisqu’on a des valeurs

confondues.


123

b) Chambre à base de Phosphogypse :

0 5 10 15 20 25 300

5

10

15

20

25

30

35

Con

cent

ratio

n du

Rn

(Bq/

m3 )

Temps (h)

Mesure Théorique Mesure experimentale

Figure 65: Résultats théorique et expérimentale (chambre à base Phosphogypse).

Interprétation :

Pour la chambre construite avec des briques à base de Phosphogypse, les valeurs théoriques et

celles expérimentales sont comparables et confondues pour t=5h, t=7.5h, t=10h et t=27.5h.

La diminution de concentration pour t=15h et t=25h peut revenir à l’influence des paramètres

météorologiques (pression, température …) et à l’infiltration d’air à partir de la fenêtre ou bien la

porte.

En générale, pour la chambre à base Phosphogypse, les concentrations du radon calculées et

mesurées sont plus élevées par rapport à la chambre normale, cette différence revient le plus

souvent au nature de construction c’est-à-dire à la quantité de radium dans les matériaux de

construction, qui est plus élevée pour la chambre à base Phosphogypse par rapport à la chambre

normale.


124

6. Conclusion :

En général, la concentration de gaz du radon dans une chambre fermée accroître

exponentiellement jusqu’à un état d’équilibre entre le radon et ses descendants reste au moins 7

jours (C. Cosma et al, 2001).

Puisque notre mesure ne reste que 24 heures donc nous somme dans l’état de croissance de

concentration du radon comme représenté par les résultats théoriques. Les résultats

expérimentaux sont variables, sous l’effet des paramètres météorologiques, mais en général elle

amplifie en fonction de temps.

On remarque aussi, que les résultats expérimentaux sont en accord avec les résultats théoriques

dans la chambre à base de Phosphogypse plus que la chambre normale, cela peut revenir à

l’influence des paramètres météorologique, puisque les mesures ne se font pas dans le même

jour.


125

Conclusions générales:

La mesure de gaz du radon à l’intérieur de la chambre à base de Phosphogypse se fait sur trois

étapes ; une première mesure intégrée pendant l’été, une deuxième mesure de même type en

hiver et une mesure en contenu sur 24 heures. Toutes ces mesures sont faites pour avoir s’il y a

un risque sanitaire de la valorisation de Phosphogypse dans le brique cuite. On peut conclure

que :

• Pendant la première expérience, 72 jours, le taux du radon dans la chambre à base de

Phosphogypse est plus important que dans la chambre normale, par exemple le maximum

et le minimum de concentration dans cette dernière sont 16 Bq/m3 et 62 Bq/m3

respectivement et pour la chambre à base de Phosphogypse sont 25 Bq/m3 et 125 Bq/m3

successivement. La valeur 125 Bq/m3 est la haute valeur détectée, mais elle est inférieure

à 200 Bq/m3 valeur limite fixée par le Commission Européenne, 1996.

• En passant à la deuxième expérience, la période de mesure de concentration du radon en

hiver, 80 jours. Pendant cette saison, l’émanation du radon est plus importante par

rapport aux autres saisons.

On remarque bien que les valeurs obtenues pour cette expérience ne sont pas loin de

l’expérience précédente. La concentration la plus élevée ici est 125 Bq/m3 dans la chambre à

base de Phosphogypse. Cette valeur ne dépasse pas la valeur limite fixée par le Commission

Européenne, 200 Bq/m3, ainsi que la plus haute valeur détectée dans la chambre normale,

124 Bq/m3.

Durant cette expérience, le facteur ventilation naturelle a un effet notable sur la distribution

de gaz du radon dans la chambre. On remarque bien dans les figures 37 et 42, qu’à cause

d’infiltration d’air près de la fenêtre et de la porte, la concentration du radon est faible. Elle

accroître dans les coins où le taux de ventilation est petit.

• La concentration du radon est toujours inversement proportionnel à l’altitude, V.

Urosevic et al. (2008), ce qui est en accord avec la première expérience pour les deux

chambres. Pour la deuxième expérience, la plus haute valeur de concentration du radon

est détectée dans le plancher, mais aussi le toit à une concentration plus importante que le

plan médian pour les deux chambres. Cela due à la nature de matériau de concentration

de toit, brique 6 trous, qui renferme une quantité importante du radium 37.50 Bq/kg.

Cette dernière valeur presque égale à l’activité volumique de radium dans les briques à

base de Phosphogypse, 37.59 Bq/kg.


126

• Selon UNSCEAR (2000), la dose efficace limite reçue par radon est 1.28 mSv/an. Dans

notre étude, la valeur de dose efficace la plus grande est égale à 1.17 mSv/an, durant la

deuxième expérience pour la chambre à base de Phosphogypse (Fig. 43), qui est

inférieure à la valeur limite.

• Pour la troisième expérience, on fait une mesure continue de concentration du radon à

l’aide d’un appareil AlphaGuard pendant 24 heures pour chaque chambre, pour avoir

l’évolution de concentration du radon pendant le temps. Ainsi que l’influence des

paramètres météorologiques (température, pression, humidité).

On remarque bien que la concentration est inversement proportionnelle à la température et à

la pression. Cela est expliqué par le phénomène d’inversion de la température (tirage

thermique) et elle est proportionnelle à l’humidité. Ces paramètres météorologiques ont un

effet important sur la variation expérimentale de concentration du radon en fonction de

temps. Pour les deux mesures théorique et expérimentale, la concentration, globalement,

augmente, mais elle est très variable pour la mesure expérimentale. Dans notre étude

théorique la concentration du radon varie linéairement avec le temps, puisque la durée de la

mesure est courte pour avoir l’équilibre entre le radon et ses descendants (24 jours, fig. 1-

Annex A).

• En se basant sur les valeurs limites de concentration de gaz du radon citées dans les

Normes Internationales (UNSEAR (2000), CIPR, (2000)), le IRSN et la Commission

Européenne, (1996), les résultats obtenus pour les deux premières expériences nous

permettent d’affirmer que la valorisation de Phosphogypse dans la construction des

briques cuite est valable, puisqu’il n’y a pas un effet sanitaire négatif sur les habitants.

Aussi les paramètres météorologiques agissent sur ce nouveau matériau de la même

façon que les autres matériaux de construction, donc il n’y a pas des effets secondaires

attendus en passant d’une saison à une autre.


127

Perspective:

Une fois le radon est mobilisé dans les matériaux de construction et dans le sol d’habitation, son

transport s’effectue suivant deux mécanismes physiques, la diffusion (gradient de concentration)

et l’advection (gradient de pression). L’évolution de la concentration du radon en fonction du

temps et d’espace est représentée par l’équation différentielle suivante:

( )Rn cc Rn Rn Rn

C KD C P C C R E

tβ λ ρλ

ν∂ = ∇ ∇ − ∇ ∇ − +

∂

La prédiction du taux d’exhalation du radon et de sa façon de distribution dans un espace confiné

repose sur la résolution numérique de cette équation. Les murs doivent être imperméables pour

avoir des conditions aux limites plus simples. Ce modèle doit coupler d’une mesure

expérimentale.


128

Tableaux de mesures temporelles du radon en utilisant l’appareil AlphaGuard: **) Chambre normale : Temps (min)

Rn222 (Bq/m3)

Temperature(°C) Pression (mbar)

Humidité (%rH)

11:30 45 29,8 1013 47,8 11:40 20 28,9 1013 49,5 11:50 8 27,9 1013 52,3 12:00 26 27,5 1013 54,3 12:10 14 27,5 1012 55,5 12:20 12 27,6 1012 56,8 12:30 19 27,9 1012 57,8 12:40 8 28 1012 58,3 12:50 17 28,1 1012 59,3 13:00 14 28,6 1012 59,8 13:10 10 29,3 1012 59,8 13:20 10 29,6 1012 59,8 13:30 3 29,9 1012 59,8 13:40 8 30 1012 59,8 13:50 4 30 1011 59,3 14:00 10 30,4 1011 59,3 14:10 17 30,6 1011 59,3 14:20 25 30,8 1011 58,8 14:30 12 30,9 1011 58,8 14:40 3 30,8 1011 58,8 14:50 17 30,6 1011 58,8 15:00 15 30,5 1011 58,8 15:10 22 30,9 1011 58,8 15:20 3 31,3 1011 58,3 15:30 8 31,6 1011 57,8 15:40 12 31,8 1011 57,5 15:50 12 32 1011 57,5 16:00 8 32 1011 57,8 16:10 3 32 1011 57,3 16:20 5 32,3 1011 57 16:30 15 32,3 1011 57 16:40 28 32,5 1011 57 16:50 22 32,5 1010 57 17:00 10 32,5 1010 57 17:10 14 32,8 1011 57,8 17:20 17 32,8 1011 57 17:30 17 32,8 1011 56,5 17:40 15 32,8 1011 56,5 17:50 8 32,8 1011 57


129

18:00 17 32,8 1011 57 18:10 5 32,8 1011 57 18:20 10 32,8 1011 56,5 18:30 17 32,8 1011 56,5 18:40 8 32,8 1011 56,5 18:50 4 32,8 1011 56,5 19:00 17 32,8 1011 57 19:10 3 32,8 1011 57,8 19:20 20 32,8 1011 58,3 19:30 12 32,5 1011 58,8 19:40 12 32,5 1011 59,3 19:50 22 32,5 1011 59,8 20:00 19 32,5 1011 60,3 20:10 17 32,3 1011 61 20:20 25 32,3 1011 61,5 20:30 27 32,3 1011 61,5 20:40 24 32 1011 62 20:50 24 32 1011 62 21:00 19 32 1012 62,5 21:10 14 31,9 1012 62,5 21:20 15 31,9 1012 63 21:30 12 31,8 1012 63 21:40 42 31,8 1012 63,8 21:50 8 31,6 1012 63,8 22:00 33 31,5 1012 64 22:10 29 31,4 1012 64 22:20 14 31,4 1012 64,5 22:30 44 31,3 1012 64,5 22:40 40 31,1 1012 65 22:50 16 31 1012 65 23:00 40 31 1012 65,5 23:10 39 30,9 1012 65,5 23:20 48 30,8 1012 66 23:30 30 30,6 1012 66,5 23:40 63 30,5 1012 66,5 23:50 13 30,6 1011 67 00:00 50 30,4 1011 67 00:10 29 30,3 1011 67,5 00:20 29 30,1 1011 67,5 00:30 22 30 1011 68 00:40 23 30 1011 68 00:50 23 29,9 1011 68,5 01:00 46 29,8 1011 68,5 01:10 36 29,6 1011 68,5 01:20 33 29,5 1011 68,5 01:30 16 29,5 1011 69 01:40 31 29,4 1010 69 01:50 28 29,3 1010 69,5 02:00 23 29,1 1010 69,5 02:10 26 29,1 1010 69,5 02:20 9 29,2 1010 69


130

02:30 41 28,9 1010 70 02:40 34 28,8 1010 70 02:50 42 28,6 1010 70 03:00 41 28,5 1010 70,5 03:10 35 28,5 1010 70,5 03:20 81 28,4 1010 70,5 03:30 36 28,3 1010 70,5 03:40 31 28,1 1010 71 03:50 34 28,1 1010 71 04:00 49 28 1010 71 04:10 52 27,9 1010 71 04:20 39 27,8 1010 71 04:30 29 27 1010 71 04:40 18 27,6 1010 71 04:50 19 27,5 1010 71 05:00 39 27,5 1010 71 05:10 45 27,4 1010 71 05:20 56 27,4 1010 71 05:30 65 27,3 1010 71 05:40 33 27,3 1010 71 05:50 19 27,4 1010 71 06:00 18 27,3 1010 71 06:10 48 27,1 1010 71 06:20 53 27,1 1010 71 06:30 35 27 1010 71 06:40 18 27,1 1010 71 06:50 42 27,1 1011 71 07:00 27 27,1 1011 71 07:10 28 27 1011 71 07:20 26 27,1 1011 71 07:30 64 26,9 1011 71 07:40 61 26,9 1011 71 07:50 63 27 1011 71 08:00 46 27 1011 71 08:10 43 27,1 1011 71 08:20 35 27,1 1011 71 08:30 51 27,1 1011 70,5 08:40 63 27,1 1011 70,5 08:50 55 27,3 1011 70,5 09:00 49 27,3 1011 70,5 09:10 11 27,4 1011 70,5 09:20 38 27,4 1011 70,5 09:30 29 27,5 1011 70,5 09:40 30 27,5 1011 70,5 09:50 31 27,7 1011 70,5 10:00 27 27,8 1011 70 10:10 23 27,8 1011 70 10:20 34 27,9 1011 70 10:30 45 27,9 1011 70 10:40 27 28 1011 69,5 10:50 5 28,3 1011 69


131

11:00 29 28,3 1011 69 11:10 32 28,4 1011 69 11:20 14 28,5 1011 69 11:30 12 28,6 1011 69 **) Chambre à base de Phosphogypse: Temps Rn (Bq/m3) Température

(°C) Pression (mbar)

Humidité (%rH)

12:50 7 30,3 1015 44 13:00 20 30,1 1015 45,3 13:10 10 30 1014 46 13:20 17 30 1014 47,3 13:30 3 29,9 1014 48,3 13:40 8 29,9 1014 48,8 13:50 3 30 1014 49,8 14:00 12 30,1 1014 50 14:10 1 30,3 1014 50,5 14:20 26 30,4 1014 51 14:30 8 30,4 1014 51,5 14:40 10 30,5 1014 51,5 14:50 3 30,6 1014 51,5 15:00 5 30,8 1014 51,5 15:10 6 30,8 1014 51,5 15:20 8 30,9 1014 52 15:30 18 31 1014 51,5 15:40 1 31,1 1014 51,5 15:50 10 31,1 1014 51,5 16:00 17 31,3 1014 51,3 16:10 8 31,4 1014 51 16:20 8 31,5 1014 51 16:30 -2 31,5 1014 51 16:40 10 31,6 1014 51 16:50 15 31,6 1014 51 17:00 8 31,8 1014 50,5 17:10 20 31,8 1014 50,5 17:20 10 31,9 1014 50,5 17:30 20 31,9 1014 51 17:40 8 31.8 1014 51 17:50 15 32 1014 51 18:00 3 32 1014 51,5 18:10 17 32 1014 51,8 18:20 10 32 1014 52,3 18:30 31 32,3 1014 52,8 18:40 8 32,3 1014 53,3 18:50 10 32,3 1014 53,8 19:00 10 32,3 1014 54,3 19:10 10 32,3 1014 54,8 19:20 5 32,3 1014 55,5 19:30 10 32,3 1014 56


132

19:40 17 32 1014 57 19:50 10 32 1014 57,8 20:00 20 32 1014 58,8 20:10 20 32 1014 59,3 20:20 19 32 1014 59,8 20:30 25 31,9 1014 60 20:40 24 31,9 1014 60,3 20:50 22 31,9 1014 61 21:00 24 31,8 1014 61,5 21:10 14 31,8 1014 61,5 21:20 33 31,6 1014 61,5 21:30 14 31,6 1014 62 21:40 24 31,5 1014 62 21:50 12 31,4 1014 62 22:00 25 31,3 1015 62,5 22:10 20 31,2 1014 62,5 22:20 19 31,1 1014 62,5 22:30 16 31,1 1014 62,5 22:40 27 31 1014 62,5 22:50 32 30,9 1014 62,5 23:00 19 30,8 1014 63 23:10 19 30,6 1014 63 23:20 24 30,5 1014 63,3 23:30 21 30,5 1014 63,5 23:40 21 30,4 1014 63,8 23:50 17 30,3 1014 63,8 00:00 27 30,1 1014 63,8 00:10 17 30 1014 63,8 00:20 17 29,9 1014 63,8 00:30 19 29,8 1014 63,8 00:40 10 29,8 1014 64 00:50 25 29,6 1014 64 01:00 14 29,5 1014 64,5 01:10 27 29,4 1014 64,5 01:20 32 29,3 1014 64,5 01:30 29 29,1 1014 64,5 01:40 35 29,1 1014 65 01:50 21 29 1014 65 02:00 21 28,9 1014 65 02:10 12 28,8 1014 65 02:20 21 28,6 1013 65,5 02:30 27 28,5 1013 65,5 02:40 57 28,5 1013 66 02:50 23 28,4 1013 66,5 03:00 23 28,3 1013 66,5 03:10 14 28,1 1013 67 03:20 14 28 1013 67 03:30 16 27,9 1013 67 03:40 29 27,9 1013 67 03:50 32 27,8 1013 67,5 04:00 29 27,6 1013 67,5


133

04:10 21 27,5 1013 67,5 04:20 26 27,4 1013 67,5 04:30 53 27,3 1013 67,5 04:40 36 27,3 1013 67,5 04:50 25 27,1 1013 68 05:00 33 27 1013 68 05:10 39 26,9 1013 68 05:20 50 26,9 1013 68,5 05:30 16 26,9 1013 68,5 05:40 20 26,9 1013 68,5 05:50 31 26,9 1013 68,5 06:00 62 27 1013 68,5 06:10 47 26,9 1013 69 06:20 46 26,9 1013 69 06:30 52 26,9 1013 69 06:40 36 26,9 1013 69 06:50 27 26,8 1013 69 07:00 35 26,8 1013 69 07:10 22 26,6 1013 69 07:20 30 26,6 1013 69 07:30 39 26,5 1013 69 07:40 45 26,5 1013 69 07:50 41 26,5 1013 69 08:00 22 26,5 1013 69 08:10 24 26,5 1013 69 08:20 36 26,5 1013 69 08:30 51 26,5 1013 69 08:40 27 26,5 1013 69 08:50 38 26,6 1013 69 09:00 56 26,6 1013 69 09:10 49 26,6 1013 69 09:20 48 26,8 1013 69 09:30 44 26,8 1013 69 09:40 42 26,6 1013 69 09:50 42 26,4 1013 69 10:00 39 26,1 1013 69,5 10:10 31 26,1 1013 69,5 10:20 22 26,1 1013 70 10:30 30 26,1 1013 70 10:40 16 26,1 1013 70 10:50 46 26,3 1013 70 11:00 25 26,4 1013 70 11:10 51 26,4 1013 70

Figures ont été enregistré sur un PC à partir de l’appareil AlphaGuard : 1) Chambre à base de Phosphogypse : 1.1. Mesure de concentration du radon :


134

1. 2. Mesure d’humidité :

1. 3. Mesure de pression :


135

1. 4. Mesure de température :

2) Chambre normale :


136

2. 1. Mesure de concentration du radon :

2. 2. Mesure d’humidité :

2. 3. Mesure de pression :


137

2. 4. Mesure de température :


138

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Documents

Mastère en Physique Quantique - IAEA