Thèse soutenue

Quantification des incertitudes d'une exploitation d'un gisement d'uranium par Récupération In Situ
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Auteur / Autrice : Jean Langanay
Direction : Vincent LagneauThomas Romary
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géosciences et géoingénierie
Date : Soutenance le 25/03/2021
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de géosciences (Fontainebleau, Seine et Marne)
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
Jury : Président / Présidente : Lionel Mercury
Examinateurs / Examinatrices : Vincent Lagneau, Thomas Romary, Pauline Collon, Mickaële Le Ravalec, Valérie Langlais
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Raynald de Dreuzy, Philippe Renard

Résumé

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La Lixiviation In-Situ d’uranium, ou In-Situ Recovery (ISR), est basée sur la lixiviation directe des minéraux uranifères au coeur du gisement par une solution minière injectée. Les résultats des écoulements et des réactions chimiques dans le réservoir sont difficiles à prédire en raison des incertitudes géochimiques, pétrophysiques et géologiques. Les codes de simulation de transport réactif utilisés pour modéliser l’ISR sont particulièrement sensibles à la distribution spatiale des propriétés physiques et chimiques dans le dépôt. Ainsi, la modélisation géostatistique est utilisée pour représenter l’incertitude de la répartition spatiale des propriétés géologiques. On peut représenter cette incertitude par un grand nombre de réalisations du modèle géostatistique. La propagation directe des incertitudes géologiques est difficile à résoudre en contexte industriel en raison du temps CPU nécessaire pour effectuer une simulation de l’ISR. Les travaux réalisés dans cette thèse présentent différents moyens de propager l’incertitude géologique en incertitude sur la production d’uranium avec un coût en temps de calcul réduit. On utilise pour cela la méthode de réduction de scénarios, qui permet de propager parcimonieusement l’incertitude. Un sous-ensemble de simulations géostatistiques est sélectionné pour approximer la variabilité d’un ensemble plus large. La sélection est obtenue en utilisant un proxy de la simulation de transport réactif. La principale contribution de ce travail est la construction de différents proxys pour approximer la lixiviation de l’uranium. Ils permettent de reproduire la dissimilarité des réalisations en terme de production d’uranium. Ensuite, les simulations de l’ISR effectuées dans les réalisations géostatistiques sélectionnées donnent une approximation de la variabilité de production d’uranium de l’ensemble des réalisations. Cette approximation est enfin utilisée pour quantifier les incertitudes de la production d’uranium sur des cas réels. Finalement, la propagation de l’incertitude de production de l’échelle du bloc de production à l’échelle de la mine est développée. Par ailleurs, un travail exploratoire a été mené dans le but d’utiliser des modèles de substitution du solveur de la chimie pour accélérer les simulations de transport réactif.