CHAPITRE IV : APPLICATIONS DE LA RADIOMETRIE ET DE
LA
SPECTROMETRIE GAMMA RAY
IV.1 Quelques Définitions
La Radioactivité : C'est un
phénomène physique naturel invisible qui consiste à la
transformation d'un atome préalablement instable vers un atome stable,
avec émission d'énergie sous forme de rayonnement ; elle a
été découverte pour la première fois à
travers les sels fluorescents d'Uranium en 1896 par le physicien
français Henri Becquerel tandis que l'élément Uranium a
été découvert bien avant par le chimiste allemand Martin
Klaproth en 1789 (IAEA, 2003).
La radioactivité fait partie de notre quotidien, elle
est présente partout ; l'atmosphère et la croute terrestre
contiennent des éléments radioactifs et cela depuis la formation
de la terre. Certains scientifiques pensent qu'à l'origine, la
matière était constituée d'éléments
radioactifs (instables) qui, suite à leur désintégration
ont abouti à des éléments stables. Parmi les 340 atomes
qui existent dans la nature, 70 ont des noyaux instables radioactifs
(radionucléides). Actuellement les principaux radionucléides
naturels sont le potassium 40 et ceux issus des trois familles radioactives de
l'uranium 238, de l'uranium 235 et du thorium 232.Ces éléments
radioactifs se retrouvent dans l'air, dans le sol, dans l'eau et dans les
organismes vivants dont l'homme (site web officiel de l'ASN, IRSN, Novembre
2012).
La Radiométrie : C'est la discipline
qui étudie et mesure l'énergie transportée dans l'ensemble
de la gamme des rayonnements (rayonnement alpha, beta, gamma,
électromagnétique...) depuis les grandes ondes radio jusqu'aux
rayons cosmiques provenant de l'espace.
La Spectrométrie est l'ensemble des
méthodes d'analyse spectrale permettant de comprendre la composition
physico-chimique de la matière. Selon donc, la source ou la nature du
rayonnement et ses différentes caractéristiques, on distinguera
toute une gamme de spectrométrie et de Spectromètre
(Spectrométrie de fluorescent X, encore appelée XRF,
Spectrométrie d'absorption atomique, Spectrométrie de masse,
Spectrométrie Gamma...).
La spectrométrie Gamma est une
technique de mesure nucléaire très utilisée pour
identifier des éléments radioactifs par la mesure de
l'énergie des rayonnements gamma émis d'une
YEO Kounvolo-Mémoire de fin de cycle
2010-2012/EFCPC Ingénieur des Techniques Option : Mines et
Géologie
19
Application de la Spectrométrie Gamma dans la
recherche de Gîte aurifère, cas des prospects de Niaogho et
de
Sondo-Burkina Faso
part et d'autre part d'en comptabiliser le nombre pendant une
certaine durée, à l'opposé de la technique utilisant un
compteur Geiger, qui lui ne détecte que la présence de
rayonnement gamma sans pouvoir fournir une information sur la nature de la
source détectée.
Le spectromètre est donc un appareil
destiné à la mesure de la répartition de rayonnement
émis en fonction de la longueur d'onde ou de la
fréquence.
IV.1.1 Principe d'utilisation de la méthode
radiométrique pour la Cartographie des intrusifs magmatique
La radioactivité du sol (ou rayonnement tellurique)
est émise par de nombreux éléments radioactifs
présents dans l'écorce terrestre ; dont les principaux sont le
potassium 40 et ceux issus des trois familles radioactives de l'uranium 238, de
l'uranium 235 et du thorium 232 (ASN, IRSN, Novembre 2012). Ces trois
éléments radioactifs (K, U, Th) sont les plus abondant dans les
intrusifs. L'abondance moyenne dans la croute terrestre est de l'ordre de 2
à 2,5% pour le K, de 2 à 3 ppm pour U et enfin de 8 à 12
ppm (IAEA, 2003). Ces éléments (U et
Th) ont l'affinité, grâce à leur
propriétés chimique, à se concentrer dans les derniers jus
des magmas lors de la cristallisation fractionnée ou des fusions
partielles des roches ; on dit qu'ils sont hygromagmatophiles ; tandis que le K
est beaucoup plus abondant dans les minéraux primaires des
granitoïdes tels que les micas et les feldspaths. Par conséquent,
on les retrouve dans des granites différenciés avec des
concentrations 5 à 20 fois plus élevées dans les massifs
granitiques que sur des terrains sédimentaires. Ainsi, leur
concentration variera selon la nature du sol et permettra à l'aide d'un
spectromètre gamma de mesurer les différentes concentrations de
ces éléments en vue d'élaborer une carte géologique
et ou de minéralisation.
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