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AGENCE FRANÇAISE POUR LA MAITRISE DE L'ÉNERGIE

A.F.M.E.

ANALYSES DES GAZ DANS LES SOLSSUR LES ZONES DE BOUILLANTE ET DE MOSCOU

(Guadeloupe)

BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

Département Géothermie et Hydroénergie

Rapport du B.R.G.M.

84 SGN 400 GTH

19. MAR. 1985BiatlQTHEQUg

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A.F.M.E.

Tour Béarn - 27, rue Louis Vicat - 75737 PARIS Cedex 1 5

ANALYSES DES GAZ DANS LES SOLS

SUR LES ZONES DE BOUILLANTE ET DE MOSCOU

(Guadeloupe)

par

J.C. BAUDRON* et J.C. SABROUX*

* Département M. G. A.

* * Centre des Faibles Radioactivités - Laboratoire mixte C.N.R.S.-C.E.A.

BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES



B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex - Tél.: (38) 64.34.34

Rapport du B.R.G.M.

84 SGN 400 GTH

Réalisation : Département Applications Graphiques


A.F.M.E.

Tour Béarn - 27, rue Louis Vicat - 75737 PARIS Cedex 1 5

ANALYSES DES GAZ DANS LES SOLS

SUR LES ZONES DE BOUILLANTE ET DE MOSCOU

(Guadeloupe)

par

J.C. BAUDRON* et J.C. SABROUX*

* Département M. G. A.

* * Centre des Faibles Radioactivités - Laboratoire mixte C.N.R.S.-C.E.A.

BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES



B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex - Tél.: (38) 64.34.34

Rapport du B.R.G.M.

84 SGN 400 GTH

Réalisation : Département Applications Graphiques

AVANT PROPOS

La géochimie des gaz libres des sols, utilisée comme méthodede prospection, permet de cartographier précisément, de manière discri¬minante, les anomalies de fuite des gisements .

A la suite des essais positifs obtenus en décembre 1983 dansle Cézallier, essais destinés à tester en grandeur industrielle lematériel original élaboré par J.C. Baubron, le Département Géothermie, enassociation avec le Département Minéralogie-Géochimie-Analyses du ServiceGéologique National et J.C. Sabroux du Centre des Faibles Radioactivitésdu C.N .R.S . , a réalisé pour la première fois à 1 ' échelle industrielle uneprospection de champ géothermique par analyse in situ des gaz libres dessols. Cette exploration a été réalisée dans l'île de Guadeloupe , sur leflanc ouest de la chaine volcanique Madeleine-Soufrière-Sauts deBouillante .

Les intensités des anomalies gazeuses qui ont été observéespeuvent être importantes, de l'ordre de celles obtenues lors de 1' analysedes gaz des sols des volcans actifs. Certaines de ces anomalies (He, 0^,etc..) coïncident, alors que d'autres peuvent être décalées (CO^, Rn,etc..) par rapport aux premières. L'interaction de l'émanation gazeusenaturelle avec la nappe phréatique et son écoulement (donc le relief)peut être alors évoquée.

Ces anomalies de fuite apparaissent contrôlées par les struc¬tures géologiques (failles , cratères volcaniques anciens, etc. . . ) dontelles précisent éventuellement les extensions .

Cette étude a permis d'une part de confirmer la zone à fortepotentialité de chaleur située sous le Mont de la Citerne, dans l'axe dela fracture N-S de la Soufrière-Col de l' Echelle, et d'autre part dedécouvrir une anomalie de fuite, d'une superficie d' environ 0,15 km'située sur une faille N20 parallèle à l'axe de la chaine de Bouillante .

Le succès de cette expérimentation permet de considérer laméthode de prospection de champ par analyse in situ des gaz commeopérationnelle .

Notre prochaine campagne sur la plaine du Lamentin seradestinée à tester la présence d'un flux actuel de gaz marqueurs degisements géothermiques . Les anomalies géophysiques relevées sur leprospect du Morne Rouge seront testées de la même manière.

Le Servies Exploration dispose dorénavant d'un nouvel outilopérationnel en prospection géothermique .

Orléans, le 12 novembre 1984î-c Hft.suo.isabif= .-)i' Service

Expjorat'oj.

I. .OlîMAiXÎGE

AVANT PROPOS

La géochimie des gaz libres des sols, utilisée comme méthodede prospection, permet de cartographier précisément, de manière discri¬minante, les anomalies de fuite des gisements .

A la suite des essais positifs obtenus en décembre 1983 dansle Cézallier, essais destinés à tester en grandeur industrielle lematériel original élaboré par J.C. Baubron, le Département Géothermie, enassociation avec le Département Minéralogie-Géochimie-Analyses du ServiceGéologique National et J.C. Sabroux du Centre des Faibles Radioactivitésdu C.N .R.S . , a réalisé pour la première fois à 1 ' échelle industrielle uneprospection de champ géothermique par analyse in situ des gaz libres dessols. Cette exploration a été réalisée dans l'île de Guadeloupe , sur leflanc ouest de la chaine volcanique Madeleine-Soufrière-Sauts deBouillante .

Les intensités des anomalies gazeuses qui ont été observéespeuvent être importantes, de l'ordre de celles obtenues lors de 1' analysedes gaz des sols des volcans actifs. Certaines de ces anomalies (He, 0^,etc..) coïncident, alors que d'autres peuvent être décalées (CO^, Rn,etc..) par rapport aux premières. L'interaction de l'émanation gazeusenaturelle avec la nappe phréatique et son écoulement (donc le relief)peut être alors évoquée.

Ces anomalies de fuite apparaissent contrôlées par les struc¬tures géologiques (failles , cratères volcaniques anciens, etc. . . ) dontelles précisent éventuellement les extensions .

Cette étude a permis d'une part de confirmer la zone à fortepotentialité de chaleur située sous le Mont de la Citerne, dans l'axe dela fracture N-S de la Soufrière-Col de l' Echelle, et d'autre part dedécouvrir une anomalie de fuite, d'une superficie d' environ 0,15 km'située sur une faille N20 parallèle à l'axe de la chaine de Bouillante .

Le succès de cette expérimentation permet de considérer laméthode de prospection de champ par analyse in situ des gaz commeopérationnelle .

Notre prochaine campagne sur la plaine du Lamentin seradestinée à tester la présence d'un flux actuel de gaz marqueurs degisements géothermiques . Les anomalies géophysiques relevées sur leprospect du Morne Rouge seront testées de la même manière.

Le Servies Exploration dispose dorénavant d'un nouvel outilopérationnel en prospection géothermique .

Orléans, le 12 novembre 1984î-c Hft.suo.isabif= .-)i' Service

Expjorat'oj.

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RESUME

Unt campagnt dt pfioeptction gioctUmiqut poA analyàt ¿n oaMl

dti gaz dt6 ¿oJU, condiUtt ¿tiK tJio¿6 .ÁtcttafU dt VZlt dt Bci&&t-Ttfuit tnGuadtloupt, ptnmtt d' attAÁ.butfi dti, ÁÍg¥U,{¡lcatíon& d¿6tincXt& aux tKo¿&

pfUncÁ.palt6 anomatitii ikttüm, gaz caAbonlqut tt fiadon) .

L'héZitm poAo^t ttJit tt mofiqutufL dt éuKâct difitcX dt dlàcon-tÁ.yuUtÍ6 ¿ub-WitÁ.catt& dt la aioutt ¿uptnA.Í¿cltZlt alofu qut It gaz

CjafLbonlqut 62mblt tiJit lit à. dt6 ^lux dt gaz CA.outt-atmo.aph.tKt pouvant

'k.tAt Âjpnpofitantii . it fiadon Oit V ¿ndicattufi d'un ilux coKfit&pondant à un

champ actii,

Ct6 tfLolà anomatit6 ptuvtnt ttJit Auptfipo¿tz6 ou dtcouplteJi.LtÁ tJtanÁ^tfita lattfiaux pan. Ith tcuix AuptA^tcittlto émbltnt ttJit ItâcttuA dittfimtnant dt ¿a dA^ôcÂjation dt& anomalA.t&.

i'ttadt a tondait d'unt pafU à mttOit tn tvidtnct unt zonttfiti anomalt, bitn locatUtt, dont V inttn&itt tàt ¿uptfUtufit à coXtt dtV anomatit litt au pKo&ptct giotkthmiqut tn voit d'iquipmtnt dtBouillantt, tt d'autfLt pant dt p^écûe^ l'anomalit îtutt au pitd du

volcan dt la Sou^fiitKt, dan¿ Vaxt dt la âillt SoulKitfLt-Madtltint.

RESUME

Unt campagnt dt pfioeptction gioctUmiqut poA analyàt ¿n oaMl

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pfUncÁ.palt6 anomatitii ikttüm, gaz caAbonlqut tt fiadon) .

L'héZitm poAo^t ttJit tt mofiqutufL dt éuKâct difitcX dt dlàcon-tÁ.yuUtÍ6 ¿ub-WitÁ.catt& dt la aioutt ¿uptnA.Í¿cltZlt alofu qut It gaz

CjafLbonlqut 62mblt tiJit lit à. dt6 ^lux dt gaz CA.outt-atmo.aph.tKt pouvant

'k.tAt Âjpnpofitantii . it fiadon Oit V ¿ndicattufi d'un ilux coKfit&pondant à un

champ actii,

Ct6 tfLolà anomatit6 ptuvtnt ttJit Auptfipo¿tz6 ou dtcouplteJi.LtÁ tJtanÁ^tfita lattfiaux pan. Ith tcuix AuptA^tcittlto émbltnt ttJit ItâcttuA dittfimtnant dt ¿a dA^ôcÂjation dt& anomalA.t&.

i'ttadt a tondait d'unt pafU à mttOit tn tvidtnct unt zonttfiti anomalt, bitn locatUtt, dont V inttn&itt tàt ¿uptfUtufit à coXtt dtV anomatit litt au pKo&ptct giotkthmiqut tn voit d'iquipmtnt dtBouillantt, tt d'autfLt pant dt p^écûe^ l'anomalit îtutt au pitd du

volcan dt la Sou^fiitKt, dan¿ Vaxt dt la âillt SoulKitfLt-Madtltint.

SOMMAIRE

PREMIERE PARTIE :

PROSPECTION GEOCHIMIQUE PAR ANALYSE IN SITU DES GAZDES SOLS 1

Liste des figures 2

1 - INTRODUCTION 3

2 - PRINCIPE DE U METHODE 4

2.1, - Description 4

2.2. - Paramètres physiques de fonctionnement 3

3 - PROCEDURE ANALYTIQUE 6

t¥ - RESULTATS ANALYTIQUES 7

5 - INTERPRETATION 13

5.1. - Bouillante 13

5.1.1. - Anomalie He 135.1.2. - Anomalie COa 155.1.3. - Anomalie Oj 15

5.2. . Vieux-Habitants 19

5.2.1. - Anomalie He 195.2.2. - Anomalie CO^ 195.2.3. - Anomalie Ot 19

5.3. - Moscou 2it

6 * CONCLUSION 29

DEUXIEME PARTIE S

PROSPECTION GEOCHIMIQUE PAR ANALYSE DU RADON DANSLES SOLS 32

Liste des figures 33

1 - INTRODUCTION 3í^

2 - PRINCIPE DE LA METHODE 35

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SOMMAIRE

PREMIERE PARTIE :

PROSPECTION GEOCHIMIQUE PAR ANALYSE IN SITU DES GAZDES SOLS 1

Liste des figures 2

1 - INTRODUCTION 3

2 - PRINCIPE DE U METHODE 4

2.1, - Description 4

2.2. - Paramètres physiques de fonctionnement 3

3 - PROCEDURE ANALYTIQUE 6

t¥ - RESULTATS ANALYTIQUES 7

5 - INTERPRETATION 13

5.1. - Bouillante 13

5.1.1. - Anomalie He 135.1.2. - Anomalie COa 155.1.3. - Anomalie Oj 15

5.2. . Vieux-Habitants 19

5.2.1. - Anomalie He 195.2.2. - Anomalie CO^ 195.2.3. - Anomalie Ot 19

5.3. - Moscou 2it

6 * CONCLUSION 29

DEUXIEME PARTIE S

PROSPECTION GEOCHIMIQUE PAR ANALYSE DU RADON DANSLES SOLS 32

Liste des figures 33

1 - INTRODUCTION 3í^

2 - PRINCIPE DE LA METHODE 35

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2.1. - Le radon 35

2.2. - La méthode des chambres à scintillation 35

2.2.1. - Calcul d'une concentration en radon 382.2.2. - Remarque 392.2.3. - Statistique de comptage kï

3 - RESULTATS îk2

3.1. - Prospection géothermique 42

3.2. - Données coraplémentaires 49

3.2.1. - Radon dissous dans les eaux thermales 493.2.2. - Pouvoir émanateur des sols 513.2.3. - Site de référence 523.2.4. - Route de la Citerne 55

4 - DISCUSSION 57

4.1. - Le radon dans le sol 57

4.2. - La migration du radon à grande distance 58

4.3. - L'anomalie résiduelle de radon 60

5 - CONCLUSIONS 61

BIBLIOGRAPHIE 63

ANNEXE 1 67

ANNEXE 2 80

ANNEXE 3 87

2.1. - Le radon 35

2.2. - La méthode des chambres à scintillation 35

2.2.1. - Calcul d'une concentration en radon 382.2.2. - Remarque 392.2.3. - Statistique de comptage kï

3 - RESULTATS îk2

3.1. - Prospection géothermique 42

3.2. - Données coraplémentaires 49

3.2.1. - Radon dissous dans les eaux thermales 493.2.2. - Pouvoir émanateur des sols 513.2.3. - Site de référence 523.2.4. - Route de la Citerne 55

4 - DISCUSSION 57

4.1. - Le radon dans le sol 57

4.2. - La migration du radon à grande distance 58

4.3. - L'anomalie résiduelle de radon 60

5 - CONCLUSIONS 61

BIBLIOGRAPHIE 63

ANNEXE 1 67

ANNEXE 2 80

ANNEXE 3 87

- 1 -

PREMIERE PARTIE

PROSPECTION GEOCHIMIQUE PAR ANALYSE

IN SITU DES GAZ DES SOLS

- 1 -

PREMIERE PARTIE


IN SITU DES GAZ DES SOLS

- 2 -

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Schéma de principe

Figure 2 : Carte géochimique de l'hélium - Secteur de Bouillante

Figure 3 : Carte géochimique de ¿COj/Ar - Secteur de Bouillante

Figure 4 : Carte géochimique de AOj/Nj - Secteur de Bouillante

Figure 5 : Carte de localisation des anomalies les plus intenses -Secteur de Bouillante

Figure 6 : Carte géochimique de l'hélium - Secteur de Vieux-Habitants

Figure 7 : Carte géochimique de ûCOj/Ar - Secteur de Vieux-Habitants

Figure 8 : Carte géochimique de ¿Oj/Nz - Secteur de Vieux-Habitants

Figure 9 : Carte de localisation des anomalies les plus intenses -Secteur de Vieux-Habitants

Figure 10 : Carte géochimique de l'hélium - Secteur de Moscou

Figure 11 : Carte géochimique de ACO^/Ar - Secteur de Moscou

Figure 12 : Carte géochimique de AOî/Nj - Secteur de Moscou

Figure 13 : Carte de localisation de l'anomalie la plus intense -Secteur de Moscou

Planches photographiques (appareillage)

- 2 -

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Schéma de principe

Figure 2 : Carte géochimique de l'hélium - Secteur de Bouillante

Figure 3 : Carte géochimique de ¿COj/Ar - Secteur de Bouillante

Figure 4 : Carte géochimique de AOj/Nj - Secteur de Bouillante

Figure 5 : Carte de localisation des anomalies les plus intenses -Secteur de Bouillante

Figure 6 : Carte géochimique de l'hélium - Secteur de Vieux-Habitants

Figure 7 : Carte géochimique de ûCOj/Ar - Secteur de Vieux-Habitants

Figure 8 : Carte géochimique de ¿Oj/Nz - Secteur de Vieux-Habitants

Figure 9 : Carte de localisation des anomalies les plus intenses -Secteur de Vieux-Habitants

Figure 10 : Carte géochimique de l'hélium - Secteur de Moscou

Figure 11 : Carte géochimique de ACO^/Ar - Secteur de Moscou

Figure 12 : Carte géochimique de AOî/Nj - Secteur de Moscou

Figure 13 : Carte de localisation de l'anomalie la plus intense -Secteur de Moscou

Planches photographiques (appareillage)

- 3 -

INTRODUCTION

Les anomalies thermiques ou structurales de la croûte super¬ficielle devraient se traduire en principe par une modification desphases gazeuses des sols, dès lors que certains des paramètres physiquesou chimiques de ces sols sont changés, ce qui modifie l'équilibreécologique naturel. Ces paramètres peuvent être : température, teneur eneau, flux gazeux inerte (gaz rare) ou actifs (COj, SOz, etc...).

On peut bien évidemment mesurer aussi directement les fuitesgazeuses de la croûte (mofettes, panaches, etc...).

La prospection géochimique des gaz des sols peut ainsi êtreun outil qui indiquera des discontinuités structurales ou des fluxd'énergie entre la croûte superficielle et l'atmosphère.

Classiquement, les gaz sont prélevés en ampoules puis ana¬lysés au laboratoire. Cette méthode présente certains invonvénients,elle est :

. relativement aveugle quant au choix des sites d'échantil¬lonnage,

. parfois incertaine par le risque de fuites des ampoules,

. éventuellement aléatoire par la probabilité non négligeablede casse des ampoules,

. quelquefois imprécise en raison des équilibres chimiquesqui peuvent être modifiés pendant le temps de stockageavant l'analyse,

. presque toujours peu rapide à cause du temps de transportdes ampoules jusqu'au laboratoire,

C L>L

Pour éliminer la majeure partie des inconvénients de cetteméthode, nous avons développé une technique qui permet d'analyser lesgaz in situ. Les avantages sont immédiats : suppression des ampoules,résultats connus dans un temps très bref, analyse des gaz tels qu'ilssont exactement dans le sol.

Nous avons donc appliqué cette méthode pour une étude géo¬chimique de la région de Bouillante - Basse-Terre dans l'île de Guade¬loupe (Archipel des Petites Antilles), où des émanations thermominéralessont connues et où une première station géothermique de productiond'électricité est en voie d'achèvement (site de Bouillante).

- 3 -

INTRODUCTION

Les anomalies thermiques ou structurales de la croûte super¬ficielle devraient se traduire en principe par une modification desphases gazeuses des sols, dès lors que certains des paramètres physiquesou chimiques de ces sols sont changés, ce qui modifie l'équilibreécologique naturel. Ces paramètres peuvent être : température, teneur eneau, flux gazeux inerte (gaz rare) ou actifs (COj, SOz, etc...).

On peut bien évidemment mesurer aussi directement les fuitesgazeuses de la croûte (mofettes, panaches, etc...).

La prospection géochimique des gaz des sols peut ainsi êtreun outil qui indiquera des discontinuités structurales ou des fluxd'énergie entre la croûte superficielle et l'atmosphère.

Classiquement, les gaz sont prélevés en ampoules puis ana¬lysés au laboratoire. Cette méthode présente certains invonvénients,elle est :

. relativement aveugle quant au choix des sites d'échantil¬lonnage,

. parfois incertaine par le risque de fuites des ampoules,

. éventuellement aléatoire par la probabilité non négligeablede casse des ampoules,

. quelquefois imprécise en raison des équilibres chimiquesqui peuvent être modifiés pendant le temps de stockageavant l'analyse,

. presque toujours peu rapide à cause du temps de transportdes ampoules jusqu'au laboratoire,

C L>L

Pour éliminer la majeure partie des inconvénients de cetteméthode, nous avons développé une technique qui permet d'analyser lesgaz in situ. Les avantages sont immédiats : suppression des ampoules,résultats connus dans un temps très bref, analyse des gaz tels qu'ilssont exactement dans le sol.

Nous avons donc appliqué cette méthode pour une étude géo¬chimique de la région de Bouillante - Basse-Terre dans l'île de Guade¬loupe (Archipel des Petites Antilles), où des émanations thermominéralessont connues et où une première station géothermique de productiond'électricité est en voie d'achèvement (site de Bouillante).

PRINCIPE DE LA METHODE

2.1. - Description

Notre technique (*) est basée sur l'analyse par spectrométriede masse. Elle permet de doser les composés gazeux à raison d'un élémentpar minute dès lors que les concentrations sont supérieures à 200 ppb etque le rapport M/e (masse/degré d'ionisation) du composé est comprisentre 2 et 200.

L'appareillage est de faibles dimensions et est installé dansun véhicule tout terrain. Il nécessite une source d'énergie électriquede l'ordre de 0,8 kW, fournie par le moteur même du véhicule, quifonctionne au ralenti.

Le gaz est échantillonné au moyen d'une sonde enfoncée dansle sol à une profondeur de l'ordre de kO à 80 cm. Le transfert du gazjusqu'à l'analyseur se fait par pompage, en continu, parl'intermédiaire d'un tuyau en polymères de silicone (planche photo¬graphique) .

L'appareillage se compose d'un analyseur (A), placé dans uneenceinte (Ci) pompée sous ultra-vide. Le gaz est introduit au moyend'une vanne autorégulée (P) à partir d'une chambre de détente Cz, pompéesous vide primaire (Pz).

Fig. 1 : Schéma de principe

Une jauge de pression (PI) permet d'asservir la vanne d'in¬troduction (D) qui limite la quantité de gaz prélevé à la pressionatmosphérique.

L'ensemble est piloté par un mini-ordinateur {6k K)

(*) Brevets BRGM - Système commercialisé par la Société91220 BRETIGNY-SUR-ORGE

H. A. S. S.E.


2.1. - Description

Notre technique (*) est basée sur l'analyse par spectrométriede masse. Elle permet de doser les composés gazeux à raison d'un élémentpar minute dès lors que les concentrations sont supérieures à 200 ppb etque le rapport M/e (masse/degré d'ionisation) du composé est comprisentre 2 et 200.

L'appareillage est de faibles dimensions et est installé dansun véhicule tout terrain. Il nécessite une source d'énergie électriquede l'ordre de 0,8 kW, fournie par le moteur même du véhicule, quifonctionne au ralenti.

Le gaz est échantillonné au moyen d'une sonde enfoncée dansle sol à une profondeur de l'ordre de kO à 80 cm. Le transfert du gazjusqu'à l'analyseur se fait par pompage, en continu, parl'intermédiaire d'un tuyau en polymères de silicone (planche photo¬graphique) .

L'appareillage se compose d'un analyseur (A), placé dans uneenceinte (Ci) pompée sous ultra-vide. Le gaz est introduit au moyend'une vanne autorégulée (P) à partir d'une chambre de détente Cz, pompéesous vide primaire (Pz).

Fig. 1 : Schéma de principe

Une jauge de pression (PI) permet d'asservir la vanne d'in¬troduction (D) qui limite la quantité de gaz prélevé à la pressionatmosphérique.

L'ensemble est piloté par un mini-ordinateur {6k K)

(*) Brevets BRGM - Système commercialisé par la Société91220 BRETIGNY-SUR-ORGE

H. A. S. S.E.

2.2. - Paramètres physiques de fonctionnement

Cl = Chambre d'analyse, volume =1 litre

Pression de service = 5.10" ® mbar

Pression limite = 7.10"^° mbar

Pression stand by - 1.10 ' mbar

Cî = Chambre de détente, volume = 10 cm'

Pression de service = 2.10 ^ mbar

Pression limite - 5.10 ' mbar

P = Vanne piézoélectrique, conductance maximum 2,5 torr.litre. sec ^

D = Vanne asservie, conductance maximum 100 mbar. litre. sec

PI = Oauge de Pirani

Pi - Pompage turbomoléculaire, débit kO 1/s, et pompeionique, débit 8 1/s

Pî = Pompe rotative biétagée, débit 1,5 m' /h

A = Spectromètre de masse quadrupolaire- courant d'émission : 1,00 mA

- filtre de masse = 100 mm

- fréquence HF du filtre =2,37 MHz

- potentiel d'apparition = 100 ev.

- sensibilité de la source > 2.10 ** A/mbar pour l'argon- multiplicateur d'électrons secondaires perpendicu¬

laire à 17 étages Cu-Be, tension de service2000 volts (gain - 10^)

2.2. - Paramètres physiques de fonctionnement

Cl = Chambre d'analyse, volume =1 litre

Pression de service = 5.10" ® mbar

Pression limite = 7.10"^° mbar

Pression stand by - 1.10 ' mbar

Cî = Chambre de détente, volume = 10 cm'

Pression de service = 2.10 ^ mbar

Pression limite - 5.10 ' mbar

P = Vanne piézoélectrique, conductance maximum 2,5 torr.litre. sec ^

D = Vanne asservie, conductance maximum 100 mbar. litre. sec

PI = Oauge de Pirani

Pi - Pompage turbomoléculaire, débit kO 1/s, et pompeionique, débit 8 1/s

Pî = Pompe rotative biétagée, débit 1,5 m' /h

A = Spectromètre de masse quadrupolaire- courant d'émission : 1,00 mA

- filtre de masse = 100 mm

- fréquence HF du filtre =2,37 MHz

- potentiel d'apparition = 100 ev.

- sensibilité de la source > 2.10 ** A/mbar pour l'argon- multiplicateur d'électrons secondaires perpendicu¬

laire à 17 étages Cu-Be, tension de service2000 volts (gain - 10^)

PROCEDURE ANALYTIQUE

Par ordre de signaux bruts d'amplitude croissante, les massesanalysées ont été : k (He), k6 et 64 (SOj, avec k6/6k = 0,5), 84 (Kr),15 (CHO, 34 (HjS), 12 (C), 17 (NH,), 29 (Nj, avec 29/28 - 1.0.10"' pourl'air), 40 (Ar), 44 (COJ, 18 (H^O), 32 (Oj) et 28 (NJ.

La totalité de ces masses a été analysée sur une cinquantained'échantillons de la région de Bouillante (site où des sources thermo-minérales sont connues et où des forages ont permis d'installer uneunité de production d'électricité) pour détecter les composés quiprésentaient des variations significatives en fonction de la locali¬sation par rapport à l'anomalie thermique connue.

Après cette étude, nous avons donc retenu pour analysesystématique les éléments : He, C, Ar, COj , HjO, Oj et Nj. La mesure durapport C/CO2 ( = 0,17 pour l'air selon nos conditions analytiques)permet de détecter la présence d'hydrocarbures qui pourraient fausser lamesure du CO2 . Ceci n'a pas été observé.

La mesure de H2O peut être utile pour établir une éventuellecorrélation entre les teneurs en COj et HîO, signe d'une activitébiologique inhabituelle. Ceci n'a pas été observé.

Pour l'interprétation des résultats, nous avons retenu troisparamètres indépendants :

1 - La concentration en hélium qui, selon notre expérience,peut être interprétée directement : une élévation de lateneur correspondant à une dislocation de la croûtesuperficielle. Ce gaz est peu entraîné par les eaux desurface et marque ainsi assez précisément les accidents :faille, cratère volcanique, etc..

2 - Le rapport COi/Ar. Nous avons observé qu'en géochimie dessols, la teneur en argon des sols était très généralementégale à la teneur en argon de l'air (= 1 %).

De masse 40, l'argon peut donc servir de traceur interne- masse voisine - pour le gaz carbonique (masse 44). Cecipermet de mesurer précisément le ratio 44/40.

Cependant, cette hypothèse peut être faussée en cas d'unefuite gazeuse importante, auquel cas, le rapport peutêtre erroné dans un sens ou l'autre en fonction de lacomposition du gaz qui percole.

Par ailleurs, une élévation du ratio 44/40 est commune encas de fuite thermique du sol.

PROCEDURE ANALYTIQUE

Par ordre de signaux bruts d'amplitude croissante, les massesanalysées ont été : k (He), k6 et 64 (SOj, avec k6/6k = 0,5), 84 (Kr),15 (CHO, 34 (HjS), 12 (C), 17 (NH,), 29 (Nj, avec 29/28 - 1.0.10"' pourl'air), 40 (Ar), 44 (COJ, 18 (H^O), 32 (Oj) et 28 (NJ.

La totalité de ces masses a été analysée sur une cinquantained'échantillons de la région de Bouillante (site où des sources thermo-minérales sont connues et où des forages ont permis d'installer uneunité de production d'électricité) pour détecter les composés quiprésentaient des variations significatives en fonction de la locali¬sation par rapport à l'anomalie thermique connue.

Après cette étude, nous avons donc retenu pour analysesystématique les éléments : He, C, Ar, COj , HjO, Oj et Nj. La mesure durapport C/CO2 ( = 0,17 pour l'air selon nos conditions analytiques)permet de détecter la présence d'hydrocarbures qui pourraient fausser lamesure du CO2 . Ceci n'a pas été observé.

La mesure de H2O peut être utile pour établir une éventuellecorrélation entre les teneurs en COj et HîO, signe d'une activitébiologique inhabituelle. Ceci n'a pas été observé.

Pour l'interprétation des résultats, nous avons retenu troisparamètres indépendants :

1 - La concentration en hélium qui, selon notre expérience,peut être interprétée directement : une élévation de lateneur correspondant à une dislocation de la croûtesuperficielle. Ce gaz est peu entraîné par les eaux desurface et marque ainsi assez précisément les accidents :faille, cratère volcanique, etc..

2 - Le rapport COi/Ar. Nous avons observé qu'en géochimie dessols, la teneur en argon des sols était très généralementégale à la teneur en argon de l'air (= 1 %).

De masse 40, l'argon peut donc servir de traceur interne- masse voisine - pour le gaz carbonique (masse 44). Cecipermet de mesurer précisément le ratio 44/40.

Cependant, cette hypothèse peut être faussée en cas d'unefuite gazeuse importante, auquel cas, le rapport peutêtre erroné dans un sens ou l'autre en fonction de lacomposition du gaz qui percole.

Par ailleurs, une élévation du ratio 44/40 est commune encas de fuite thermique du sol.

7 -

3 - Le rapport Oî/Nj (32/28 = 0,13 pour l'air selon nosconditions analytiques). Ce rapport permet de mesurer undéséquilibre entre un sol à activité biologique ordinaireet une zone anomale. Cette anomalie peut bien évidemmentêtre due à plusieurs facteurs : teneur en eau trèsdifférente, engrais, sels toxiques, température plusélevée, etc.. ou fuite thermique importante quiprovoquera la chute de ce ratio.

La conjonction des anomalies de ces trois paramètres pourraêtre interprétée en terme de fuite thermique du sol, l'anomalie héliumindiquant l'aplomb de l'accident guide de la fuite, l'anomalie CO2

pouvant être déplacée par rapport à cet accident en raison de la fortesolubilité du gaz carbonique dans l'eau. La chute de la concentrationrelative en oxygène servira de confirmation d'un événement perturbateurde l'équilibre géochimique naturel du sol.

Afin de pouvoir détecter des variations les plus faiblespossibles, nous avons utilisé l'air comme référence et les résultatssont, pour le CO2 et O2 , exprimés en différence par rapport à l'air.

L'équation s'écrit donc :

M2 ech. M, ech.mesuré

M, air

Pour que cette relation soit exacte, la pression totale doitêtre identique pour les mesures de l'air et de l'échantillon. L'air estanalysé avant et après la détermination de chaque échantillon de sol, lavaleur du ratio de référence utilisé étant la moyenne arithmétique desdeux mesures.

k - RESULTATS ANALYTIQUES

ci-apres

Les résultats analytiques sont présentés dans le tableau

Les erreurs analytiques sont :

. Concentration en hélium : ± 0,2 ppm, pour des valeursabsolues de l'ordre de 4 à 10 ppm

. COz/Ar : ± 0,05, pour des rapports calculés de l'ordre de1,50 à 2,50

Oî/Nî : ± 0,05.10 ', pour des rapports calculés de l'ordrede 0,120

7 -

3 - Le rapport Oî/Nj (32/28 = 0,13 pour l'air selon nosconditions analytiques). Ce rapport permet de mesurer undéséquilibre entre un sol à activité biologique ordinaireet une zone anomale. Cette anomalie peut bien évidemmentêtre due à plusieurs facteurs : teneur en eau trèsdifférente, engrais, sels toxiques, température plusélevée, etc.. ou fuite thermique importante quiprovoquera la chute de ce ratio.

La conjonction des anomalies de ces trois paramètres pourraêtre interprétée en terme de fuite thermique du sol, l'anomalie héliumindiquant l'aplomb de l'accident guide de la fuite, l'anomalie CO2

pouvant être déplacée par rapport à cet accident en raison de la fortesolubilité du gaz carbonique dans l'eau. La chute de la concentrationrelative en oxygène servira de confirmation d'un événement perturbateurde l'équilibre géochimique naturel du sol.

Afin de pouvoir détecter des variations les plus faiblespossibles, nous avons utilisé l'air comme référence et les résultatssont, pour le CO2 et O2 , exprimés en différence par rapport à l'air.

L'équation s'écrit donc :

M2 ech. M, ech.mesuré

M, air

Pour que cette relation soit exacte, la pression totale doitêtre identique pour les mesures de l'air et de l'échantillon. L'air estanalysé avant et après la détermination de chaque échantillon de sol, lavaleur du ratio de référence utilisé étant la moyenne arithmétique desdeux mesures.

k - RESULTATS ANALYTIQUES

ci-apres

Les résultats analytiques sont présentés dans le tableau

Les erreurs analytiques sont :

. Concentration en hélium : ± 0,2 ppm, pour des valeursabsolues de l'ordre de 4 à 10 ppm

. COz/Ar : ± 0,05, pour des rapports calculés de l'ordre de1,50 à 2,50

Oî/Nî : ± 0,05.10 ', pour des rapports calculés de l'ordrede 0,120

- 8

Numéroéchantillon

2

9

11

13

15

17

19

21

24

26

28

30

32

34

37

38

42

44

46

48

50

53

55

57

59

61

63

65

69

Heppm

± .2

6.0

5.5

5.1

5.0

5.1

4.8

5.0

5.0

5.2

5.2

5.2

5.2

5.1

5.7

4.8

5.2

5.2

5.2

5.2

5.2

5.0

5.4

5.4

5.2

4.8

4.6

5.6

5.4

5.6

A

44/40

± 0.05

+ .15

+ .20

+ .20

+ 0.15

- 0.20

+ 0.25

+ 0.40

+ 0.10

+ 0.10

- 0.10

+ 0.35

- 0.20

+ 0.05

- 0.30

+ 0.70

+ 0.15

0.0

+ 0.15

+ 0.15

- 0.05

- 0.10

+ 0.05

+ 0.20

+ 0.80

+ 0.20

+ 0.60

- 0.10

+ 0.20

0.0

A

32/4010"'

± 0.10

- 0.10

- 0.6

- 0.0

- 0.10

- 0.10

0.0

0.0

- 0.10

0.0

- 0.10

0.0

- 0.3

- 0.1

- 0.3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

- 0.35

- 0.10

0.0

0.0

0.0

0.0

+ 0.10

0.0

A

32/2810"^

± 0.05

0.0

+ 0.50

+ 0.10

+ 0.10

+ 0.15

0.0

+ 0.10

+ 0.05

+ 0.05

+ 0.05

0.0

0.0

- 0.05

+ 0.10

+ 0.05

0.0

0.0

- 0.05

- 0.05

0.0

- 0.05

- 0.40

- 0.25

- 0.15

- 0.10

- 0.10

- 0.05

- 0.20

0.0

- 8

Numéroéchantillon

2

9

11

13

15

17

19

21

24

26

28

30

32

34

37

38

42

44

46

48

50

53

55

57

59

61

63

65

69

Heppm

± .2

6.0

5.5

5.1

5.0

5.1

4.8

5.0

5.0

5.2

5.2

5.2

5.2

5.1

5.7

4.8

5.2

5.2

5.2

5.2

5.2

5.0

5.4

5.4

5.2

4.8

4.6

5.6

5.4

5.6

A

44/40

± 0.05

+ .15

+ .20

+ .20

+ 0.15

- 0.20

+ 0.25

+ 0.40

+ 0.10

+ 0.10

- 0.10

+ 0.35

- 0.20

+ 0.05

- 0.30

+ 0.70

+ 0.15

0.0

+ 0.15

+ 0.15

- 0.05

- 0.10

+ 0.05

+ 0.20

+ 0.80

+ 0.20

+ 0.60

- 0.10

+ 0.20

0.0

A

32/4010"'

± 0.10

- 0.10

- 0.6

- 0.0

- 0.10

- 0.10

0.0

0.0

- 0.10

0.0

- 0.10

0.0

- 0.3

- 0.1

- 0.3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

- 0.35

- 0.10

0.0

0.0

0.0

0.0

+ 0.10

0.0

A

32/2810"^

± 0.05

0.0

+ 0.50

+ 0.10

+ 0.10

+ 0.15

0.0

+ 0.10

+ 0.05

+ 0.05

+ 0.05

0.0

0.0

- 0.05

+ 0.10

+ 0.05

0.0

0.0

- 0.05

- 0.05

0.0

- 0.05

- 0.40

- 0.25

- 0.15

- 0.10

- 0.10

- 0.05

- 0.20

0.0

Numéroéchantillon

71

73

75

76

78

80

84

86

88

90

92

94

95

99

101

103

105

107

109

110

114

116

118

120

122

123

125

129

131

133

135

Heppm

± .2

5.4

5.0

5.4

5.2

5.0

5.7

5.2

4.6

4.8

5.0

5.2

5.4

5.0

5.4

5.4

5.0

5.2

5.2

6.2

5.4

5.4

5.2

5.2

5.2

5.3

5.5

5.2

5.2

5.9

5.4

5.4

_

A

44/40

± 0.05

0.0

0.0

+ 0.25

0.0

+ 0.25

+ 0.20

+ 0.30

0.0

+ 0.05

- 0.10

- 0.10

+ 0.25

+ 0.10

+ 0.10

+ 0.05

- 0.10

+ 0.15

0.0

- 0.60

0.0

0.0

0.0

0.0

+ 0.05

+ 0.05

- 0.10

+ 0.20

0.0

+ 0.10

+ 0.40

- 0.20

A32/4010-1

± 0.10

0.0

0.0

+ 0.40

- 0.40

+ 0.10

0.0

+ 0.10

0.0

0.0

0.0

0.0

+ 0.25

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

+ 0.2

- 0.3

0.0

0.0

0.0

+ 0.10

+ 0.10

0.0

- 0.10

0.0

- 0.10

- 0.10

0.0

- 0.20

A

32/2810-1

± 0.05

- 0.55

- 0.15

- 0.35

- 0.15

- 0.20

+ 0.15

0.0

+ 0.10

0.0

- 0.05

+ 0.15

- 0.15

0.0

0.0

- 0.05

+ 0.10

0.0

0.0

+ 0.05

- 0.05

0.0

- 0.10

- 0.05

- 0.20

- 0.05

- 0.05

- 0.05

0.0

- 0.10

- 0.05

- 0.10

Numéroéchantillon

71

73

75

76

78

80

84

86

88

90

92

94

95

99

101

103

105

107

109

110

114

116

118

120

122

123

125

129

131

133

135

Heppm

± .2

5.4

5.0

5.4

5.2

5.0

5.7

5.2

4.6

4.8

5.0

5.2

5.4

5.0

5.4

5.4

5.0

5.2

5.2

6.2

5.4

5.4

5.2

5.2

5.2

5.3

5.5

5.2

5.2

5.9

5.4

5.4

_

A

44/40

± 0.05

0.0

0.0

+ 0.25

0.0

+ 0.25

+ 0.20

+ 0.30

0.0

+ 0.05

- 0.10

- 0.10

+ 0.25

+ 0.10

+ 0.10

+ 0.05

- 0.10

+ 0.15

0.0

- 0.60

0.0

0.0

0.0

0.0

+ 0.05

+ 0.05

- 0.10

+ 0.20

0.0

+ 0.10

+ 0.40

- 0.20

A32/4010-1

± 0.10

0.0

0.0

+ 0.40

- 0.40

+ 0.10

0.0

+ 0.10

0.0

0.0

0.0

0.0

+ 0.25

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

+ 0.2

- 0.3

0.0

0.0

0.0

+ 0.10

+ 0.10

0.0

- 0.10

0.0

- 0.10

- 0.10

0.0

- 0.20

A

32/2810-1

± 0.05

- 0.55

- 0.15

- 0.35

- 0.15

- 0.20

+ 0.15

0.0

+ 0.10

0.0

- 0.05

+ 0.15

- 0.15

0.0

0.0

- 0.05

+ 0.10

0.0

0.0

+ 0.05

- 0.05

0.0

- 0.10

- 0.05

- 0.20

- 0.05

- 0.05

- 0.05

0.0

- 0.10

- 0.05

- 0.10

10 -

Numéroéchantillon

137

139

141

145

147

149

151

153

155

157

192

194

196

198

200

202

204

206

210

212

214

216

218

220

224

226

228

230

232

234

236

Heppm

± .2

5.5

5.9

5.4

5.4

5.0

5.4

5.2

5.2

4.9

5.6

4.1

5.6

5.6

5.4

5.0

5.9

5.7

5.4

5.6

5.8

5.4

4.9

5.2

4.7

4.9

4.7

5.8

5.5

5.3

5.3

5.2

A

44/40

± 0.05

+ 0.30

+ 1.15

+ 0.60

0.0

+ 0.10

+ 0.05

+ 0.05

+ 0.60

+ 0.05

- 0.25

+ 0.25

+ 0.45

+ 0.05

- 0.20

+ 0.25

+ 0.45

+ 0.75

- 0.05

+ 0.10

+ 0.55

- 0.10

- 0.10

+ 0.30

+ 0.05

+ 0.15

+ 0.70

- 0.05

+ 0.20

0.0

+ 0.15

+ 0.15

A

32/4010-1

± 0.10

- 0.30

- 0.30

+ 0.25

- 0.25

0.0

- 0.10

0.0

- 0.20

+ 0.2

- 0.2

+ 0.25

- 0.15

- 0.15

- 0.15

0.0

- 0.2

- 0.5

0.0

0.0

- 0.30

+ 0.1

0.0

- 0.20

0.0

+ 0.1

0.0

- 0.20

0.0

0.0

+ 0.2

0.0

A

32/2810-1

± 0.05

+ 0.05

- 0.30

- 0.15

0.0

- 0.15

0.0

- 0.15

- 0.25

0.0

+ 0.15

- 0.10

- 0.10

0.0

- 0.05

- 0.15

- 0.25

- 0.25

+ 0.05

0.0

- 0.35

0.0

0.0

- 0.10

- 0.A5

0.0

- 0.30

- 0.10

- 0.20

- 0.05

0.0

0.0

10 -

Numéroéchantillon

137

139

141

145

147

149

151

153

155

157

192

194

196

198

200

202

204

206

210

212

214

216

218

220

224

226

228

230

232

234

236

Heppm

± .2

5.5

5.9

5.4

5.4

5.0

5.4

5.2

5.2

4.9

5.6

4.1

5.6

5.6

5.4

5.0

5.9

5.7

5.4

5.6

5.8

5.4

4.9

5.2

4.7

4.9

4.7

5.8

5.5

5.3

5.3

5.2

A

44/40

± 0.05

+ 0.30

+ 1.15

+ 0.60

0.0

+ 0.10

+ 0.05

+ 0.05

+ 0.60

+ 0.05

- 0.25

+ 0.25

+ 0.45

+ 0.05

- 0.20

+ 0.25

+ 0.45

+ 0.75

- 0.05

+ 0.10

+ 0.55

- 0.10

- 0.10

+ 0.30

+ 0.05

+ 0.15

+ 0.70

- 0.05

+ 0.20

0.0

+ 0.15

+ 0.15

A

32/4010-1

± 0.10

- 0.30

- 0.30

+ 0.25

- 0.25

0.0

- 0.10

0.0

- 0.20

+ 0.2

- 0.2

+ 0.25

- 0.15

- 0.15

- 0.15

0.0

- 0.2

- 0.5

0.0

0.0

- 0.30

+ 0.1

0.0

- 0.20

0.0

+ 0.1

0.0

- 0.20

0.0

0.0

+ 0.2

0.0

A

32/2810-1

± 0.05

+ 0.05

- 0.30

- 0.15

0.0

- 0.15

0.0

- 0.15

- 0.25

0.0

+ 0.15

- 0.10

- 0.10

0.0

- 0.05

- 0.15

- 0.25

- 0.25

+ 0.05

0.0

- 0.35

0.0

0.0

- 0.10

- 0.A5

0.0

- 0.30

- 0.10

- 0.20

- 0.05

0.0

0.0

11 -

Numéroéchantillon

238

241

243

245

247

249

251

253

257

257 (bis)

261

263

265

267

269

271

273

277

279

281

283

285

287

291

293

295

297

299

3 01

303

Heppm

± .2

5.2

5.2

5.4

5.2

5.4

5.5

5.7

5.0

5.2

5.2.

5.2

5.2

10.0

7.7

5.0

5.2

5.2

5.5

4.6

6.1

5.2

5.4

5.4

5.4

4.5

5.4

5.5

5.8

5.9

6.0

A

44/40

± 0.05

+ 0.10

+ 0.10

+ 0.15

+ 0.15

+ 0.05

+ 0.70

- 0.10

+ 0.05

0.0

- 0.05

+ 0.09

+ 0.70

+ 1.35

+ 0.70

+ 0.20

0.0

0.0

+ 0.10

0.0

- 0.10

0.0

+ 0.10

+ 0.80

0.0

- 0.15

+ 0.50

- 0.20

- 0.10

+ 1.00

+ 0.85

A32/4010-1

± 0.10

0.0

0.0

- 0.05

+ 0.10

+ 0.05

- 0.10

- 0.10

- 0.15

0.0

0.0

- 0.10

- 0.05

- 0.45

- 0.35

- 0.05

- 0.10

- 0.05

0.0

0.0

- 0.20

0.0

+ 0.10

+ 0.10

0.0

0.0

- 0.30

- 0.50

- 0.55

- 1.10

- 1.05

A

32/2810-1

± 0.05

0.0

0.0

- 0.05

0.0

- 0.05

- 0.10

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

- 0.10

- 0.10

- 0.05

0.0

- 0.05

0.0

+ 0.0-5

+ 0.05

- 0.05

- 0.15

- 0.15

0.0

0.0

+ 0.10

- 0.25

- 0.50

- 0.40

- 0.80

- 0.35

11 -

Numéroéchantillon

238

241

243

245

247

249

251

253

257

257 (bis)

261

263

265

267

269

271

273

277

279

281

283

285

287

291

293

295

297

299

3 01

303

Heppm

± .2

5.2

5.2

5.4

5.2

5.4

5.5

5.7

5.0

5.2

5.2.

5.2

5.2

10.0

7.7

5.0

5.2

5.2

5.5

4.6

6.1

5.2

5.4

5.4

5.4

4.5

5.4

5.5

5.8

5.9

6.0

A

44/40

± 0.05

+ 0.10

+ 0.10

+ 0.15

+ 0.15

+ 0.05

+ 0.70

- 0.10

+ 0.05

0.0

- 0.05

+ 0.09

+ 0.70

+ 1.35

+ 0.70

+ 0.20

0.0

0.0

+ 0.10

0.0

- 0.10

0.0

+ 0.10

+ 0.80

0.0

- 0.15

+ 0.50

- 0.20

- 0.10

+ 1.00

+ 0.85

A32/4010-1

± 0.10

0.0

0.0

- 0.05

+ 0.10

+ 0.05

- 0.10

- 0.10

- 0.15

0.0

0.0

- 0.10

- 0.05

- 0.45

- 0.35

- 0.05

- 0.10

- 0.05

0.0

0.0

- 0.20

0.0

+ 0.10

+ 0.10

0.0

0.0

- 0.30

- 0.50

- 0.55

- 1.10

- 1.05

A

32/2810-1

± 0.05

0.0

0.0

- 0.05

0.0

- 0.05

- 0.10

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

- 0.10

- 0.10

- 0.05

0.0

- 0.05

0.0

+ 0.0-5

+ 0.05

- 0.05

- 0.15

- 0.15

0.0

0.0

+ 0.10

- 0.25

- 0.50

- 0.40

- 0.80

- 0.35

12 -

Numéroéchantillon

307

309

311

313

315

317

321

323

325

327

329

331

335

337

339

341

343

Heppm

± .2

4.8

5.6

5.8

5.5

5.6

5.4

6.4

6.2

5.8

4.8

5.2

5.2

5.2

5.4

5.8

5.0

5.2

A

44/40

± 0.05

+ 0.10

+ 0.15

0.0

+ 1.21

+ 1.05

+ 1.05

0.0

0.0

- 0.15

+ 0.10

+ 0.30

+ 0.25

+ 0.30

0.0

+ 0.10

+ 0.40

0.0

A32/4010-1

± 0.10

- 0.05

- 0.05

- 0.35

- 0.70

- 0.30

- 0.40

- 0.05

- 0.20

- 0.05

- 0.10

- 0.15

- 0.05

+ 0.05

- 0.10

- 0.10

- 0.15

0.0

A32/2810-1

± 0.05

- 0.15

- 0.05

- 0.25

- 0.50

- 0.15

- 0.20

0.0

0.0

+ 0.05

0.0

- 0.05

0.0

0.0

- 0.05

0.0

0.0

+ 0.05

12 -

Numéroéchantillon

307

309

311

313

315

317

321

323

325

327

329

331

335

337

339

341

343

Heppm

± .2

4.8

5.6

5.8

5.5

5.6

5.4

6.4

6.2

5.8

4.8

5.2

5.2

5.2

5.4

5.8

5.0

5.2

A

44/40

± 0.05

+ 0.10

+ 0.15

0.0

+ 1.21

+ 1.05

+ 1.05

0.0

0.0

- 0.15

+ 0.10

+ 0.30

+ 0.25

+ 0.30

0.0

+ 0.10

+ 0.40

0.0

A32/4010-1

± 0.10

- 0.05

- 0.05

- 0.35

- 0.70

- 0.30

- 0.40

- 0.05

- 0.20

- 0.05

- 0.10

- 0.15

- 0.05

+ 0.05

- 0.10

- 0.10

- 0.15

0.0

A32/2810-1

± 0.05

- 0.15

- 0.05

- 0.25

- 0.50

- 0.15

- 0.20

0.0

0.0

+ 0.05

0.0

- 0.05

0.0

0.0

- 0.05

0.0

0.0

+ 0.05

13

INTERPRETATION

Pendant la période où les analyses ont été effectuées (avril,mai 1984), la pluviométrie était extrêmement rare, sinon au pied de laSoufrière où il a plu pendant toute la période de séjour sur le secteurde Moscou.

Les résultats sont donc homogènes et peuvent ainsi êtreinterprétés sans correction d'activité biologique dans chacun des troissecteurs. Ceux-ci sont :

. Bouillante

Zone d'environ 3,5 km (E.W.) sur 6,5 km (N.S.) d'altitudevariant de 0 à 650 m.

. Vieux-Habitants

Zone située au Sud de la précédente, d'environ 3,5 km

(E.W.) sur 4,5 km (N.S.), d'altitude variant de 0 à 450 m.

. Moscou

Zone située au pied de la Soufrière, d'environ 2 km (E.W.),sur 0,8 km (N.S.), d'altitude voisine de 700 m.

5.1. - Bouillante

Le climat est sub-aride entre le niveau de la mer et l'alti¬tude de 200 mètres. Au-dessus commence la forêt tropicale, installée sursols secs durant cette période.

5.1.1. - Anomalie He (fig. 2)

Le site de Bouillante, cratère volcanique d'environ 500 m dediamètre recoupé par la côte, est caractérisé par une anomalie héliumassez nette ( >5.7 ppm), entourée d'une zone à plus faible concentrationqui s'étend le long de la côte et est repris par des direction E.W. quipeuvent correspondre a des failles.

Il faut remarquer la coupure entre cette région et l'anomalieE.W. de la Crête de Village qui correspond à une faille reconnue par lesméthodes géophysiques.

Le point le plus important est l'anomalie très intense, dedirection grossièrement N.S. qui affecte la partie nord du secteurd'étude (Caféière de Birloton).

13

INTERPRETATION

Pendant la période où les analyses ont été effectuées (avril,mai 1984), la pluviométrie était extrêmement rare, sinon au pied de laSoufrière où il a plu pendant toute la période de séjour sur le secteurde Moscou.

Les résultats sont donc homogènes et peuvent ainsi êtreinterprétés sans correction d'activité biologique dans chacun des troissecteurs. Ceux-ci sont :

. Bouillante

Zone d'environ 3,5 km (E.W.) sur 6,5 km (N.S.) d'altitudevariant de 0 à 650 m.

. Vieux-Habitants

Zone située au Sud de la précédente, d'environ 3,5 km

(E.W.) sur 4,5 km (N.S.), d'altitude variant de 0 à 450 m.

. Moscou

Zone située au pied de la Soufrière, d'environ 2 km (E.W.),sur 0,8 km (N.S.), d'altitude voisine de 700 m.

5.1. - Bouillante

Le climat est sub-aride entre le niveau de la mer et l'alti¬tude de 200 mètres. Au-dessus commence la forêt tropicale, installée sursols secs durant cette période.


Le site de Bouillante, cratère volcanique d'environ 500 m dediamètre recoupé par la côte, est caractérisé par une anomalie héliumassez nette ( >5.7 ppm), entourée d'une zone à plus faible concentrationqui s'étend le long de la côte et est repris par des direction E.W. quipeuvent correspondre a des failles.

Il faut remarquer la coupure entre cette région et l'anomalieE.W. de la Crête de Village qui correspond à une faille reconnue par lesméthodes géophysiques.

Le point le plus important est l'anomalie très intense, dedirection grossièrement N.S. qui affecte la partie nord du secteurd'étude (Caféière de Birloton).

Fig. 2 : Carte géochimique de l'hélium - Secteur de Bouillante

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- 15

Les concentrations en hélium atteignent 10 ppm, valeurs dumême ordre que des anomalies de sol de cratères volcaniques sub-actifs.

Pour sa partie nord, cette anomalie correspond à une faillelégèrement incurvée vers le S.W., reconnue sur le terrain.

5.1.2. - Anomalie CO2 (fig. 3)

Les mêmes images que pour l'hélium, éventuellement légèrementtranslatées, apparaissent. Cependant :

. l'anomalie de la Crête de Village (au Sud) est moinscontinue et est déplacée vers le Sud,

. l'anomalie de Bouillante-plateau est nettement déplacéevers le Sud (site d'un forage sec),

. l'anomalie de "Caféière de Birloton" est déplacée vers descotes topographiques plus basses, ce qui correspond à unesolubilisation du CO2 .

5.1.3. - Anomalie O2 (fig. 4)

Les mêmes images que précédemment sont reproduites, avec unemeilleure superposition 02-He que C02-He.

Nous pouvons en conclure (fig. 5) :

. le cratère productif de Bouillante (B) est marqué par lestrois paramètres utilisés ;

. il existe une anomalie (C), moins intense toutefois, auSud : Bouillante-plateau. Ce peut être un noeud de faillesoù le flux thermique est moins intense : plus facilementdéplaçable par les eaux de surface ;

. les structures tectoniques sont E.W. à E.N.E. - W.S.W. Lagéochimie des gaz peut mettre en évidence certaines d'entreelles qui n'ont pas encore été reconnues sur le terrain.Pour d'autres anomalies (D et E), elles correspondent à unediscontinuité observée en géophysique et très marquée dansla topographie ;

. une très intense anomalie est mise en évidence (anomalie A)située pour partie sur un accident observé. Cette dernièrerégion correspond très vraisemblablement à une fuitethermique importante d'une superficie d'environ 0,16 km'.Peu de manifestations de surface (sources chaudes, etc..)sont cependant observées sinon à des distances supérieuresà 1 km.

- 15

Les concentrations en hélium atteignent 10 ppm, valeurs dumême ordre que des anomalies de sol de cratères volcaniques sub-actifs.

Pour sa partie nord, cette anomalie correspond à une faillelégèrement incurvée vers le S.W., reconnue sur le terrain.

5.1.2. - Anomalie CO2 (fig. 3)

Les mêmes images que pour l'hélium, éventuellement légèrementtranslatées, apparaissent. Cependant :

. l'anomalie de la Crête de Village (au Sud) est moinscontinue et est déplacée vers le Sud,

. l'anomalie de Bouillante-plateau est nettement déplacéevers le Sud (site d'un forage sec),

. l'anomalie de "Caféière de Birloton" est déplacée vers descotes topographiques plus basses, ce qui correspond à unesolubilisation du CO2 .

5.1.3. - Anomalie O2 (fig. 4)

Les mêmes images que précédemment sont reproduites, avec unemeilleure superposition 02-He que C02-He.

Nous pouvons en conclure (fig. 5) :

. le cratère productif de Bouillante (B) est marqué par lestrois paramètres utilisés ;

. il existe une anomalie (C), moins intense toutefois, auSud : Bouillante-plateau. Ce peut être un noeud de faillesoù le flux thermique est moins intense : plus facilementdéplaçable par les eaux de surface ;

. les structures tectoniques sont E.W. à E.N.E. - W.S.W. Lagéochimie des gaz peut mettre en évidence certaines d'entreelles qui n'ont pas encore été reconnues sur le terrain.Pour d'autres anomalies (D et E), elles correspondent à unediscontinuité observée en géophysique et très marquée dansla topographie ;

. une très intense anomalie est mise en évidence (anomalie A)située pour partie sur un accident observé. Cette dernièrerégion correspond très vraisemblablement à une fuitethermique importante d'une superficie d'environ 0,16 km'.Peu de manifestations de surface (sources chaudes, etc..)sont cependant observées sinon à des distances supérieuresà 1 km.

Fig. 3 : Carte géochimique de AC02/Ar - Secteur de Bouillante

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Fig. 4 : Carte géochimique de aO¡/H2 - Secteur de Bouillante

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Fig. 5 : Carte de localisation des anomalies les plus intensesSecteur de Bouillante

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19

5.2. - Vieux-Habitants

Le climat est identique au secteur précédent.


Trois zones, assez vastes, présentent une anomalie hélium(concentrations supérieures à 5,8 ppm) :

. Nord de Habitation Grivelière,

. Caféière de Vanibel,

. Grand Croix.

Elles correspondent à des zones fracturées, reconnues sur le terrain.

5.2.2. - Anomalie CO2 ( fig. 7)

Ces trois zones se retrouvent, les deux dernières comprisesdans un ensemble E.W. correspondant aux structures tectoniques.

5.2.3. - Anomalie 0; (fig. 8)

Il ne reste plus que 2 anomalies : le Nord de l'HabitationGrivelière et Caféière de Vanibel.

Nous pouvons conclure (fig. 9) :

. les failles sont encore assez bien marquées, bien qu'ellesne le soient pas toutes ;

. deux zones peuvent présenter un intérêt géothermique(zones A et B). Cependant, les anomalies paraissentbeaucoup moins intenses que celles du Nord du secteurprécédent.

Cependant, la maille d'échantillonnage assez lâche a pulaisser filtrer d'éventuelles anomalies restreintes (dedimensions inférieures à 400 mètres environ).

19

5.2. - Vieux-Habitants

Le climat est identique au secteur précédent.


Trois zones, assez vastes, présentent une anomalie hélium(concentrations supérieures à 5,8 ppm) :

. Nord de Habitation Grivelière,

. Caféière de Vanibel,

. Grand Croix.

Elles correspondent à des zones fracturées, reconnues sur le terrain.

5.2.2. - Anomalie CO2 ( fig. 7)

Ces trois zones se retrouvent, les deux dernières comprisesdans un ensemble E.W. correspondant aux structures tectoniques.

5.2.3. - Anomalie 0; (fig. 8)

Il ne reste plus que 2 anomalies : le Nord de l'HabitationGrivelière et Caféière de Vanibel.

Nous pouvons conclure (fig. 9) :

. les failles sont encore assez bien marquées, bien qu'ellesne le soient pas toutes ;

. deux zones peuvent présenter un intérêt géothermique(zones A et B). Cependant, les anomalies paraissentbeaucoup moins intenses que celles du Nord du secteurprécédent.

Cependant, la maille d'échantillonnage assez lâche a pulaisser filtrer d'éventuelles anomalies restreintes (dedimensions inférieures à 400 mètres environ).

Fig. 6 : Carte géochimique de l'hélium - Secteur de Vieux-Habitants

Fig. 7 : Carte géochimique de ACOî/Ar - Secteur de Vieux-Habitants

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Fig. 8 : Carte géochimique de A02/N2 - Secteur de Vieux-Habitants

Fig. 9 : Carte de localisation des anomalies les plus intensesSecteur de Vieux-Habitants

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VIEUX-HABITANTS

24

5.3. - Moscou

Zone à forêt tropicale dense sur sols saturés, humidité à

saturation. Pluviométrie de l'ordre de 10 m/an. Un profil NE-SW a étéeffectué, la distance entre les points d'échantillonnage est d'environ200 m. On peut noter :

. une très nette anomalie en hélium : + 1 ppm par rapport à

l'air, encadrée par une zone intermédiaire (fig. 10) ;

. une forte anomalie en CO2 , décentrée vers l'Ouest parrapport à la précédente (zone légèrement plus basse),encadrée de valeurs moyennes et une plus faible anomalie aumilieu de la zone d'étude (fig. 11) ;

. une forte anomalie négative en oxygène, centrée sur l'ano¬malie hélium et encadrée progressivement de valeurs plusfaibles (fig. 12).

Nous interprétons l'anomalie hélium (fig. 13) comme l'inter-sec d'une faille de direction sensiblement N-S à ce niveau. L'anomaliehélium est confirmée par l'anomalie négative en oxygène. Le déplacementvers les points bas de l'anomalie COz correspond selon toutevraisemblance au transfert latéral par solubilisation lié à l'écoulementdes eaux d'infiltration, très abondantes dans ce secteur.

La faille que nous pensons avoir mis en évidence serait doncsituée entre les points d'échantillonnage n° 301 et 309. Cet accidentpeut être, selon la morphologie locale, soit une faille rectiligne, soitle bord Est d'un cratère volcanique.

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5.3. - Moscou

Zone à forêt tropicale dense sur sols saturés, humidité à

saturation. Pluviométrie de l'ordre de 10 m/an. Un profil NE-SW a étéeffectué, la distance entre les points d'échantillonnage est d'environ200 m. On peut noter :

. une très nette anomalie en hélium : + 1 ppm par rapport à

l'air, encadrée par une zone intermédiaire (fig. 10) ;

. une forte anomalie en CO2 , décentrée vers l'Ouest parrapport à la précédente (zone légèrement plus basse),encadrée de valeurs moyennes et une plus faible anomalie aumilieu de la zone d'étude (fig. 11) ;

. une forte anomalie négative en oxygène, centrée sur l'ano¬malie hélium et encadrée progressivement de valeurs plusfaibles (fig. 12).

Nous interprétons l'anomalie hélium (fig. 13) comme l'inter-sec d'une faille de direction sensiblement N-S à ce niveau. L'anomaliehélium est confirmée par l'anomalie négative en oxygène. Le déplacementvers les points bas de l'anomalie COz correspond selon toutevraisemblance au transfert latéral par solubilisation lié à l'écoulementdes eaux d'infiltration, très abondantes dans ce secteur.

La faille que nous pensons avoir mis en évidence serait doncsituée entre les points d'échantillonnage n° 301 et 309. Cet accidentpeut être, selon la morphologie locale, soit une faille rectiligne, soitle bord Est d'un cratère volcanique.

- 25 -

Fig. 10 : Carte géochimique de l'hélium - Secteur de Moscou

AINS JAUNES

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297GROS FOUGAS

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- 26 -

Fig. 11 : Carte géochimique deACOî/Ar - Secteur de Moscou

44/40

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- 27 -

Fig. 12 : Carte géochimique de A02/N; - Secteur de Moscou

BAINS JAUNES

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- 28 -

Fig. 13 : Carte de localisation de l'anomalie la plus intenseSecteur de Moscou

bAINS JAUNES

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- 29

CONCLUSION

La géochimie des gaz, par analyse in situ, permet de mettreen évidence la relation directe qui existe entre les principalesfractures de la croûte superficielle et la signature hélium correspondante.

Les sols qui couvrent les failles servant de drains thermi¬ques présentent des anomalies positives en gaz carbonique, anomalies quipeuvent être décalées par rapport aux anomalies hélium. Ce décalage estdû, selon toute vraisemblance, à la forte solubilité relative du gazcarbonique dans les eaux superficielles, qui peuvent ainsi déplacer latrace de la fuite thermique par écoulement latéral dans les sols enpente.

Les anomalies négatives du rapport oxygène/azote de l'atmos¬phère des sols correspondent assez fidèlement à certaines des anomalieshélium.

Cette étude a permis de découvrir une très forte anomalie defuite, située à moins de 3 km au NNE du bourg de Bouillante. D'unesuperficie de l'ordre de 0,15 km', cette anomalie est d'une intensité dumême ordre que les anomalies des sols de cratères volcaniquessub-actifs.

L'hélium nous parait peu sensible à "l'effet de dilution" parle sol, les anomalies sont assez étroites. Cet "effet de dilution" estbeaucoup plus sensible pour le gaz carbonique.

Ce phénomène de "dilution" présente un avantage : si l'onpeut analyser de faibles variations, il permet d'augmenter la distanceentre les points d'échantillonnage. A l'inverse, il "gomme"partiellement la position de l'accident recherché.

Compte tenu de ces problèmes, nous estimons qu'une maille de200 à 300 m est la valeur optimum pour une étude géochimique de ce type.Cette maille, compte tenu de la méthode utilisée, pourra être resserréeimmédiatement, dès lors qu'une anomalie apparait.

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CONCLUSION

La géochimie des gaz, par analyse in situ, permet de mettreen évidence la relation directe qui existe entre les principalesfractures de la croûte superficielle et la signature hélium correspondante.

Les sols qui couvrent les failles servant de drains thermi¬ques présentent des anomalies positives en gaz carbonique, anomalies quipeuvent être décalées par rapport aux anomalies hélium. Ce décalage estdû, selon toute vraisemblance, à la forte solubilité relative du gazcarbonique dans les eaux superficielles, qui peuvent ainsi déplacer latrace de la fuite thermique par écoulement latéral dans les sols enpente.

Les anomalies négatives du rapport oxygène/azote de l'atmos¬phère des sols correspondent assez fidèlement à certaines des anomalieshélium.

Cette étude a permis de découvrir une très forte anomalie defuite, située à moins de 3 km au NNE du bourg de Bouillante. D'unesuperficie de l'ordre de 0,15 km', cette anomalie est d'une intensité dumême ordre que les anomalies des sols de cratères volcaniquessub-actifs.

L'hélium nous parait peu sensible à "l'effet de dilution" parle sol, les anomalies sont assez étroites. Cet "effet de dilution" estbeaucoup plus sensible pour le gaz carbonique.

Ce phénomène de "dilution" présente un avantage : si l'onpeut analyser de faibles variations, il permet d'augmenter la distanceentre les points d'échantillonnage. A l'inverse, il "gomme"partiellement la position de l'accident recherché.

Compte tenu de ces problèmes, nous estimons qu'une maille de200 à 300 m est la valeur optimum pour une étude géochimique de ce type.Cette maille, compte tenu de la méthode utilisée, pourra être resserréeimmédiatement, dès lors qu'une anomalie apparait.

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Vue générale du spectromètre de masse de terrain,embarqué dans le véhicule

Imprimante en premier plan, droite

Détails des cannes de prélèvement utilisées

Noter le marteau utilisé pour l'enfoncement,et les têtes de prélèvement pour pompage ou septum

- 31 -

Prospection en zone côtière, sub-désertique

Canne de prélèvement enfoncée d'environ 60 cm (premier plan, gauche)

Prospection en forêt tropicale, sur sols secs

- 32 -


DU RADON DANS LES SOLS

- 32 -


DU RADON DANS LES SOLS

- 33 -

LISTE DES FIGURES

Figure la : Famille de 1 *uranium-238 (in : Pannetier, 1966)

Figure Ib : Famille du thorium-232 (in : Pannetier, 1966)

Figure 2a : Evolution de l'activité a dans une fiole

Figure 2b : Vue générale de l'installation de mesures émanométriques

Figure 3 : Prélèvement sur le site n° 139

Figure 4 : Schéma détaillé du système de prélèvement (CE. A.)

Figure 5 : Rapport des comptages de deux échantillons successifs surun même site représenté en fonction du comptage moyen desdeux échantillons

Figure 6 : Diagramme de distribution des activités volumiques relevéesau cours de la prospection

Figure 7 : Montage permettant l'extraction quantitative du radon d'unéchantillon liquide

Figure 8 : Montage permettant la mesure de l'émanation spécifique d'unéchantillon minéral

Figure 9 : Effet des précipitations sur la teneur en radon du sol(site de référence du Parnasse)

Figure 10 : Effet d'un flux convectif ascendant ou descendant sur lacourbe de diffusion du radon dans le sol

- 33 -

LISTE DES FIGURES

Figure la : Famille de 1 *uranium-238 (in : Pannetier, 1966)

Figure Ib : Famille du thorium-232 (in : Pannetier, 1966)

Figure 2a : Evolution de l'activité a dans une fiole

Figure 2b : Vue générale de l'installation de mesures émanométriques

Figure 3 : Prélèvement sur le site n° 139

Figure 4 : Schéma détaillé du système de prélèvement (CE. A.)

Figure 5 : Rapport des comptages de deux échantillons successifs surun même site représenté en fonction du comptage moyen desdeux échantillons

Figure 6 : Diagramme de distribution des activités volumiques relevéesau cours de la prospection

Figure 7 : Montage permettant l'extraction quantitative du radon d'unéchantillon liquide

Figure 8 : Montage permettant la mesure de l'émanation spécifique d'unéchantillon minéral

Figure 9 : Effet des précipitations sur la teneur en radon du sol(site de référence du Parnasse)

Figure 10 : Effet d'un flux convectif ascendant ou descendant sur lacourbe de diffusion du radon dans le sol

34

INTRODUCTION

Il est malaisé d'identifier l'auteur de la première prospec¬tion géothermique mettant à contribution la mesure du radon dans le sol.Ni Stoker et Kruger (1975), dans leur étude pourtant exhaustive relativeau radon dans les systèmes géothermiques, ni même Tanner (1980) nementionnent les potentialités de cette technique. Parmi les applicationsgéophysiques de la mesure du radon dans les gaz de sol, ce derniern'évoque que :

. la prospection de l'uranium,

. la localisation des failles et autres structures géolo¬giques,

. la prévision des tremblements de terre (et des éruptionsvolcaniques, pourrait-on rajouter).

C'est, en fait, à la mise au point d'un nouveau type dedétecteur de particules a par la firme General Electric (Fleischer etal, 1972) -détecteur commercialisé ensuite par la Terradex Corp. sous lenom de TRACK ETCH- qu'est associée la première tentative d'explorationémanométrique d'un réservoir géothermique. La totalité des prospectionsgéothermiques de ce type publiées à ce jour -soit depuis dix ans- ontfait exclusivement appel à la méthode des détecteurs solides(principalement film Kodak LR 115 type II), basée sur la révélation parun traitement chimique (etching) des dommages, ou traces (tracks),causés sur un support de type photographique (nitrate de cellulose oupolycarbonate) par les particules alpha*.

Bien d'autres méthodes émanométriques sont pourtant utiliséesdans la prospection de l'uranium (Smith et al, 1976 ; Morse, 1976 ;Pacer, 1982). Les chambres à scintillation, en particulier, rendenttoujours de grands services dans ce domaine ; leur mise au point estantérieure de quinze ans à celle des détecteurs solides et elles béné¬ficient par conséquent d'une expérience bien plus considérable enprospection de gisements uranifères (Pradel et al, 1963).

Une prospection géothermique en Guadeloupe, déjà trèscomplète en ce qui concerne les différentes méthodes géochimiques misesen oeuvre, a fourni en juin- juillet 1984 l'opportunité de tester laméthode des fioles scintillantes et ses potentialités à un stadepréliminaire de l'exploration géothermique.

* Quelques essais ont cependant été effectués avec des détecteurssolides intégrateurs de types différents, tels le ROAC et l'ALPHACARD(Whitehead, 1984).

34

INTRODUCTION

Il est malaisé d'identifier l'auteur de la première prospec¬tion géothermique mettant à contribution la mesure du radon dans le sol.Ni Stoker et Kruger (1975), dans leur étude pourtant exhaustive relativeau radon dans les systèmes géothermiques, ni même Tanner (1980) nementionnent les potentialités de cette technique. Parmi les applicationsgéophysiques de la mesure du radon dans les gaz de sol, ce derniern'évoque que :

. la prospection de l'uranium,

. la localisation des failles et autres structures géolo¬giques,

. la prévision des tremblements de terre (et des éruptionsvolcaniques, pourrait-on rajouter).

C'est, en fait, à la mise au point d'un nouveau type dedétecteur de particules a par la firme General Electric (Fleischer etal, 1972) -détecteur commercialisé ensuite par la Terradex Corp. sous lenom de TRACK ETCH- qu'est associée la première tentative d'explorationémanométrique d'un réservoir géothermique. La totalité des prospectionsgéothermiques de ce type publiées à ce jour -soit depuis dix ans- ontfait exclusivement appel à la méthode des détecteurs solides(principalement film Kodak LR 115 type II), basée sur la révélation parun traitement chimique (etching) des dommages, ou traces (tracks),causés sur un support de type photographique (nitrate de cellulose oupolycarbonate) par les particules alpha*.

Bien d'autres méthodes émanométriques sont pourtant utiliséesdans la prospection de l'uranium (Smith et al, 1976 ; Morse, 1976 ;Pacer, 1982). Les chambres à scintillation, en particulier, rendenttoujours de grands services dans ce domaine ; leur mise au point estantérieure de quinze ans à celle des détecteurs solides et elles béné¬ficient par conséquent d'une expérience bien plus considérable enprospection de gisements uranifères (Pradel et al, 1963).

Une prospection géothermique en Guadeloupe, déjà trèscomplète en ce qui concerne les différentes méthodes géochimiques misesen oeuvre, a fourni en juin- juillet 1984 l'opportunité de tester laméthode des fioles scintillantes et ses potentialités à un stadepréliminaire de l'exploration géothermique.

* Quelques essais ont cependant été effectués avec des détecteurssolides intégrateurs de types différents, tels le ROAC et l'ALPHACARD(Whitehead, 1984).

35


2.1. - Le radon

Le radon est un gaz rare de numéro atomique 86. Tous sesisotopes sont radioactifs. Parmi eux, seuls les isotopes 220 et surtout222 ont une signification géologique (la période du ^^ Rn, produit defiliation de l'uranium-235, n'est que de 3,92 s). Les figures la et Ibdétaillent les deux familles radioactives naturelles (celles de1 'uranium-238 et du thorium-232) qui ont, parmi leurs éléments defiliation, respectivement le ^^^Rn (radon stricto sensu) et le ^^°Rn(thoron) .

Radon et thoron (T = 3,05 mn) étant tous deux des émetteurs atrès énergétiques (5,49 et 6,28 MeV, respectivement), leur détection estbasée sur cette radioactivité, ce qui conduit à des méthodes d'analysespectaculairement sensibles si on les compare aux méthodes chromato-graphiques ou même spectrométriques employées pour les autres gaz. Ilest vrai que les concentrations en radon dans les fluides naturels sontsans commune mesure avec les concentrations en autres constituantsgazeux, même qualifiés de "traces" (gaz rares, par exemple).

Gaz rare lui-même, mais de période relativement courte(3,824 jours), le radon ne doit sa grande mobilité dans la nature qu'àla mobilité des fluides qui le transportent. D'une façon générale, ilconvient de retenir d'emblée que la migration du radon seul constitue unphénomène géochimique mineur si on le compare à la migration de sesprécurseurs les plus mobiles, ^^®U, ^^''U et ^^^Ra. "Anomalies arisingfrom the migration of radon only should probably be regarded asexceptional" (Tanner , 1964a).

2.2. - La méthode des chambres à scintillation

Qu'elle soit à échantillonnage continu ou discontinu, cetteméthode est basée sur les propriétés scintillantes du sulfure de zincdopé à l'argent. Une particule rencontrant le scintillateur y induitdes photons (4500 A, en moyenne) détectés à leur tour par un photo¬multiplicateur. Le signal amplifié est traité de façon analogique ou,plus fréquemment, numérique. Le scintillateur ne réagit ni aux 6 niaux Y, ce qui explique la sensibilité et la spécificité de la méthode.

Lors de notre prospection, nous avons utilisé les fiolescylindro-coniques de 125 cm' décrites par Pradel et Billard (1959) etcommercialisées par le CE. A. Tapissées intérieurement -au moyen degraisse silicone- de sulfure de zinc activé et revêtues extérieurementde peinture blanche qui, tout en augmentant le rendement de comptage,protège le scintillateur de l'action délétère de la lumière du jour, cesfioles en verre ont un fond transparent qui permet leur couplage optiqueavec la photocathode du PM.

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2.1. - Le radon

Le radon est un gaz rare de numéro atomique 86. Tous sesisotopes sont radioactifs. Parmi eux, seuls les isotopes 220 et surtout222 ont une signification géologique (la période du ^^ Rn, produit defiliation de l'uranium-235, n'est que de 3,92 s). Les figures la et Ibdétaillent les deux familles radioactives naturelles (celles de1 'uranium-238 et du thorium-232) qui ont, parmi leurs éléments defiliation, respectivement le ^^^Rn (radon stricto sensu) et le ^^°Rn(thoron) .

Radon et thoron (T = 3,05 mn) étant tous deux des émetteurs atrès énergétiques (5,49 et 6,28 MeV, respectivement), leur détection estbasée sur cette radioactivité, ce qui conduit à des méthodes d'analysespectaculairement sensibles si on les compare aux méthodes chromato-graphiques ou même spectrométriques employées pour les autres gaz. Ilest vrai que les concentrations en radon dans les fluides naturels sontsans commune mesure avec les concentrations en autres constituantsgazeux, même qualifiés de "traces" (gaz rares, par exemple).

Gaz rare lui-même, mais de période relativement courte(3,824 jours), le radon ne doit sa grande mobilité dans la nature qu'àla mobilité des fluides qui le transportent. D'une façon générale, ilconvient de retenir d'emblée que la migration du radon seul constitue unphénomène géochimique mineur si on le compare à la migration de sesprécurseurs les plus mobiles, ^^®U, ^^''U et ^^^Ra. "Anomalies arisingfrom the migration of radon only should probably be regarded asexceptional" (Tanner , 1964a).

2.2. - La méthode des chambres à scintillation

Qu'elle soit à échantillonnage continu ou discontinu, cetteméthode est basée sur les propriétés scintillantes du sulfure de zincdopé à l'argent. Une particule rencontrant le scintillateur y induitdes photons (4500 A, en moyenne) détectés à leur tour par un photo¬multiplicateur. Le signal amplifié est traité de façon analogique ou,plus fréquemment, numérique. Le scintillateur ne réagit ni aux 6 niaux Y, ce qui explique la sensibilité et la spécificité de la méthode.

Lors de notre prospection, nous avons utilisé les fiolescylindro-coniques de 125 cm' décrites par Pradel et Billard (1959) etcommercialisées par le CE. A. Tapissées intérieurement -au moyen degraisse silicone- de sulfure de zinc activé et revêtues extérieurementde peinture blanche qui, tout en augmentant le rendement de comptage,protège le scintillateur de l'action délétère de la lumière du jour, cesfioles en verre ont un fond transparent qui permet leur couplage optiqueavec la photocathode du PM.

36

UraniumI

Thorium J_Protactinium

Uranium

Thorium

Radium

Radon

Polonium

Plomb99,98 I

I Astatei i

I Uranium I

0,02

Bismuth99.96 % I 0,04 %

Polonium

Thallium-i

Plomb

Bismuth99| I 1 /.

Polonium

Thallium

Plomb

Uranium

UraniumUraniumUranium

X,

Xj 99,85

Z0,I5II

Thorium

Radium

Radon émanation

Radium

Radium

A

B

Astate

Radium C

Radium C

Radium C

Radium D

Radium E

Radium F

Thallium

Radium G

Th

Pa

Th

Ra

Rn

218..Po

Pb

5.At

-BiK

Po

Tl

.Pb

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Po

Tl

Pb

4,5.10«a

24,1 j

1,18 mn

6,66 h

2,48. lO: a

8.10* a

1617a

3.825 j

3,05 mn

26,8 mn

1,3 s

19,9 mn

1,58.10-» s

1,5 mn

19,4 a

5,01 3 j

138,3 j

4,19 mn

subie

a: 4,18y : 0,45 (23)

^-: 0,19 (69) 0,1 (35)y : 0,092 - 0,063 - 0,029

0- : 2,31 (99) y : 0,04 - 0.23 - 1,83

p-: 1,13; y: 0,04 -0,8 -0,099a: 4,76 (72) -4.72 (28)y .0,053 -0,118a: 4,68 (76) -4,61 (24))>: 0,068 -0,142 -0,254a : 4.78 (95)y: 0,187 (4)

4.59 (5)

a : 5,49 (99)y: 0,51

4,98 (0,08)

a : 6,0 (99,98)i-:(?)(0,02)

-: 1,03: 0,352 - 0,295 - 0,053

a : 6,7 (94) 6,65 (6)

a: 5,51 i" : 3,18y: 0,61 -1,12-1,76-0,45- 2,43

a : 7,68

^-: 1,96 (99)y : 2,36 (99) 0,79 (99) 0,3 (99)

^-: 0,017 (85) -0,063 (15)y: 0,046 (15)

a : (0,02)fi: 1.17(99)a : 5,305 (100)y: 0,8 (0,001)

fi-: 1,51 (100)

FAMILLE 4 n -H 2URANIUM 238

Fiq. la : Famille de l'uranium-238 (in : Pannetier, 1966)

36

UraniumI

Thorium J_Protactinium

Uranium

Thorium

Radium

Radon

Polonium

Plomb99,98 I

I Astatei i

I Uranium I

0,02

Bismuth99.96 % I 0,04 %

Polonium

Thallium-i

Plomb

Bismuth99| I 1 /.

Polonium

Thallium

Plomb

Uranium

UraniumUraniumUranium

X,

Xj 99,85

Z0,I5II

Thorium

Radium

Radon émanation

Radium

Radium

A

B

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Radium C

Radium C

Radium C

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Radium E

Radium F

Thallium

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Pa

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Ra

Rn

218..Po

Pb

5.At

-BiK

Po

Tl

.Pb

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Po

Tl

Pb

4,5.10«a

24,1 j

1,18 mn

6,66 h

2,48. lO: a

8.10* a

1617a

3.825 j

3,05 mn

26,8 mn

1,3 s

19,9 mn

1,58.10-» s

1,5 mn

19,4 a

5,01 3 j

138,3 j

4,19 mn

subie

a: 4,18y : 0,45 (23)

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a : 6,7 (94) 6,65 (6)

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a : 7,68

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FAMILLE 4 n -H 2URANIUM 238

Fiq. la : Famille de l'uranium-238 (in : Pannetier, 1966)

37

PuS-t 93

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Thorium ¡Thorium1

Radium

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Thorium iRadiothonum

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Thorium C

Thorium C

Thorium C"

216At

85

212Bl

83

212Po

84

"'ti81

Thorium D ! 208rb

82!

1,41.1010a

6,7 a

6,13 h

1,91 a

3,64 j

54,5 s

0,16s

10,64 h

3.10-4 s

60,5 mn

0,3 (is

3,1 mn

stable

a: 4,01 (76) - 3,95 (24)y : 0,059 (24)

r:0,2(?)

fi- : 1,11 (53) -0,45 -2.18y: 0,057 -0,10 -0,91 -0,078a : 5.42 (71) 5.33 (28)y : 0,084-0,212-0,137 -0,169

a : 5,68 (95) - 5,44 (5)y: 0,241 (5)

a : 6,28 (99) - 5,74 (0,3)y : 0,54 (0.3)

a : 6.78

^-0,34(84)0,58(12)y: 0,239 (84) -0,30 -0,1 15

a : 7,79

a: 6,09 (36) ^-2,25 (64)y : 0.04 (25) - 0,73 (6) - 1,62-0,124.a : 8,78

fi-: 1,8(47)- 1,0-2.38-y:2.61(100)-0,58(77)-0,51 (30)

FAMILLE 4 nTHORIUM 232

Fiq. Ib : Famille du thorium-232 (in : Pannetier, 1966)

37

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10,64 h

3.10-4 s

60,5 mn

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stable

a: 4,01 (76) - 3,95 (24)y : 0,059 (24)

r:0,2(?)

fi- : 1,11 (53) -0,45 -2.18y: 0,057 -0,10 -0,91 -0,078a : 5.42 (71) 5.33 (28)y : 0,084-0,212-0,137 -0,169

a : 5,68 (95) - 5,44 (5)y: 0,241 (5)

a : 6,28 (99) - 5,74 (0,3)y : 0,54 (0.3)

a : 6.78

^-0,34(84)0,58(12)y: 0,239 (84) -0,30 -0,1 15

a : 7,79

a: 6,09 (36) ^-2,25 (64)y : 0.04 (25) - 0,73 (6) - 1,62-0,124.a : 8,78

fi-: 1,8(47)- 1,0-2.38-y:2.61(100)-0,58(77)-0,51 (30)

FAMILLE 4 nTHORIUM 232

Fiq. Ib : Famille du thorium-232 (in : Pannetier, 1966)

38

Seule une fabrication très homogène permet de garantirl'invariance du rendement de comptage d'une fiole à l'autre. Pour duradon en équilibre avec ses descendants, dans l'air à la pressionatmosphérique, ce rendement est égal à 60 % (Pradel et Billard, 1959).C'est un rendement global car il est légèrement différent pour le radonet chacun de ses descendants (énergie différente des a). Dans le gazcarbonique à la pression atmosphérique, le rendement n'est plus que de40% (D. Dajlevic, communication personnelle).

Les fioles sont hermétiquement bouchées à l'aide d'un bouchonen caoutchouc bleu-gris n° 9 évidé, qui est utilisé comme septum.Prélèvements et vidanges de la fiole sont donc réalisés à l'aide d'uneaiguille hypodermique (0=1 mm). Pour la vidange, l'aiguille hypo¬dermique est connectée à une pompe à palettes (un vide primaire suffit)à l'aide d'un tuyau à vide. Lors du prélèvement, il convient d'éviterque le radon de l'échantillon soit accompagné de descendantsémetteurs a, en équilibre ou non avec lui. L'aiguille hypodermique deprélèvement ("pique-fiole") est donc solidaire d'un porte-filtre garnid'un filtre en papier amiante de couleur rose -dit "absolu"- possédantune excellente efficacité de filtration des aérosols ultra-fins (fig. 4).

Le bruit de fond "propre" d'une fiole scintillante neuve estinférieure au coup/minute ; 11 est essentiellement dû aux rayonscosmiques. Pour des fioles scintillantes dites "de Lucas", il est del'ordre de 0,1 c/mn (Lucas, 1957).

2.2.1. - Calcul d'une concentration en radon

Rappelons que l'activité A d'un corps radioactif est égale auproduit du nombre d'atomes par la constante radioactive X = (Log 2)/T(où T est la période ou demie-vie du corps radioactif). Pour satisfaireà une tradition bien établie en radioprotection, nous utiliserons lepCi/1 = 10 ^ ^ Ci.l"^ comme unité de concentration (le curie estl'activité de 1 g de radium, soit 3,7 x 10'° désintégrations parseconde). La cohérence avec le Système International voudrait que nousutilisions le becquerel/m' (1 pCi.l ^ = 37 Bq.m ').

Soit une activité volumique A de ^^^Rn introduite dans lafiole au temps t = 0. Après quelques heures, ce radon est en équilibreradioactif avec ses descendants, soit environ 3 a totaux pour 1 a deradon (cf. annexe 1 et fig. 2a). Il vient :

8 10 ' ^A(pCi/l) = c(t) X 60 X 3,7.10^" x 3 x f(t) x p xR

c(t) étant le taux de comptage net (c'est-à-dire bruit de fond déduit)au temps t en coups/minute et f(t) le facteur de décroissance du ^^^Rnau temps t :

f(t) = e"'^* avec X = 1,2588.10"* mn" ^

38

Seule une fabrication très homogène permet de garantirl'invariance du rendement de comptage d'une fiole à l'autre. Pour duradon en équilibre avec ses descendants, dans l'air à la pressionatmosphérique, ce rendement est égal à 60 % (Pradel et Billard, 1959).C'est un rendement global car il est légèrement différent pour le radonet chacun de ses descendants (énergie différente des a). Dans le gazcarbonique à la pression atmosphérique, le rendement n'est plus que de40% (D. Dajlevic, communication personnelle).

Les fioles sont hermétiquement bouchées à l'aide d'un bouchonen caoutchouc bleu-gris n° 9 évidé, qui est utilisé comme septum.Prélèvements et vidanges de la fiole sont donc réalisés à l'aide d'uneaiguille hypodermique (0=1 mm). Pour la vidange, l'aiguille hypo¬dermique est connectée à une pompe à palettes (un vide primaire suffit)à l'aide d'un tuyau à vide. Lors du prélèvement, il convient d'éviterque le radon de l'échantillon soit accompagné de descendantsémetteurs a, en équilibre ou non avec lui. L'aiguille hypodermique deprélèvement ("pique-fiole") est donc solidaire d'un porte-filtre garnid'un filtre en papier amiante de couleur rose -dit "absolu"- possédantune excellente efficacité de filtration des aérosols ultra-fins (fig. 4).

Le bruit de fond "propre" d'une fiole scintillante neuve estinférieure au coup/minute ; 11 est essentiellement dû aux rayonscosmiques. Pour des fioles scintillantes dites "de Lucas", il est del'ordre de 0,1 c/mn (Lucas, 1957).

2.2.1. - Calcul d'une concentration en radon

Rappelons que l'activité A d'un corps radioactif est égale auproduit du nombre d'atomes par la constante radioactive X = (Log 2)/T(où T est la période ou demie-vie du corps radioactif). Pour satisfaireà une tradition bien établie en radioprotection, nous utiliserons lepCi/1 = 10 ^ ^ Ci.l"^ comme unité de concentration (le curie estl'activité de 1 g de radium, soit 3,7 x 10'° désintégrations parseconde). La cohérence avec le Système International voudrait que nousutilisions le becquerel/m' (1 pCi.l ^ = 37 Bq.m ').

Soit une activité volumique A de ^^^Rn introduite dans lafiole au temps t = 0. Après quelques heures, ce radon est en équilibreradioactif avec ses descendants, soit environ 3 a totaux pour 1 a deradon (cf. annexe 1 et fig. 2a). Il vient :

8 10 ' ^A(pCi/l) = c(t) X 60 X 3,7.10^" x 3 x f(t) x p xR

c(t) étant le taux de comptage net (c'est-à-dire bruit de fond déduit)au temps t en coups/minute et f(t) le facteur de décroissance du ^^^Rnau temps t :

f(t) = e"'^* avec X = 1,2588.10"* mn" ^

39

R est le rendement des fioles (R = 0,6) et p le rendement del'échelle de comptage ( p= 0,955 avec le scintillomètre a, type MARGNAC*utilisé lors de notre prospection). En toute rigueur, c'est le facteurglobal de décroissance de l'activité a totale, et non pas f(t), qu'ilconvient d'utiliser ici, mais cette approximation est légitime car dèst = 2 h 56 mn l'erreur relative ainsi introduite est inférieure à 1 %

(d'où la fameuse règle empirique du "comptage après 3 h"). Notons aupassage que l'activité a dans la fiole est maximum à t = 3 h 35 mn etque l'erreur minimum est commise à t = 3 h 54 mn. Après 3 h d'attente,la précision sur le temps de comptage n'est de toutes façons pascruciale puisque la variation relative d'activité a est alors inférieureà 2.10 '*/mn (cf. annexe I).

Comme ordre de grandeur, et pour un comptage réalisé "entemps utile", il convient de retenir que :

A(pCi/l) = 2,1 X c (c/mn)

Le bruit de fond propre d'une fiole étant de l'ordre ducoup/minute, il apparait que la limite de détection de la méthode sesitue vers le pCi/1 mais nécessite alors, pour être atteinte, des duréesde comptage prohibitives. La méthode des fioles scintillantes est doncde sensibilité insuffisante pour mesurer -sans préconcentration- lateneur en radon de l'air ambiant**, en moyenne de 0,1 à 0,3 pCi/1 surles continents, mais convient parfaitement pour des analyses de gaz dusol, même en terrain non uranifère (cf. plus bas). Notons enfin qu'à uneactivité volumique de 1 pCi/1 correspond une concentration de6,5.10"^^ ppm de radon (17 460 atomes/litre).

2.2.2. - Remarque

Il ne convient pas de réaliser des comptages trop longtempsaprès le prélèvement. Le résultat est en effet moins précis car l'acti¬vité a dans la fiole décroît selon une "pseudo-période" légèrementInférieure à 3,824 jours. Ce phénomène est vraisemblablement dû à ladiffusion du radon à travers le bouchon en caoutchouc de la fiole. Deplus, un séjour prolongé du ^^^Rn dans une fiole augmente son bruit defond "définitif" dû aux a du ^ ^ °Po (T = 138 jours) directement produitpar la désintégration B du ^ ^ °Pb (T = 22 ans) : par exemple, centcomptages -après 4 heures- d'échantillons successifs autour de2 000 c/mn élèvent le bruit de fond "définitif" de la fiole de 1 c/mn,ou de 4 c/mn si chaque échantillon avait séjourné 16 h dans la fiole aulieu de quatre. Ce n'est, en fait, pas l'augmentation séculaire du bruitde fond qui amène à rejeter une fiole mais plutôt diverses faussesmanoeuvres dont l'introduction inopinée dans la fiole de particules miné¬rales, ou d'eau lors de prélèvements en terrain marécageux.

* Licence CE. A. (cf. fig. 2b). Le rendement du scintillomètre estoptimum pour une haute tension PM égale à 1200 V, valeur autour delaquelle p = f(V) présente un large palier. La stabilité du rendementest vérifiée régulièrement à l'aide d'une source scintillanted' étalonnage.

** En d'autres termes, le bruit de fond d'une fiole vide est sensible¬ment égal à celui d'une fiole remplie d'air atmosphérique "normal" .

39

R est le rendement des fioles (R = 0,6) et p le rendement del'échelle de comptage ( p= 0,955 avec le scintillomètre a, type MARGNAC*utilisé lors de notre prospection). En toute rigueur, c'est le facteurglobal de décroissance de l'activité a totale, et non pas f(t), qu'ilconvient d'utiliser ici, mais cette approximation est légitime car dèst = 2 h 56 mn l'erreur relative ainsi introduite est inférieure à 1 %

(d'où la fameuse règle empirique du "comptage après 3 h"). Notons aupassage que l'activité a dans la fiole est maximum à t = 3 h 35 mn etque l'erreur minimum est commise à t = 3 h 54 mn. Après 3 h d'attente,la précision sur le temps de comptage n'est de toutes façons pascruciale puisque la variation relative d'activité a est alors inférieureà 2.10 '*/mn (cf. annexe I).

Comme ordre de grandeur, et pour un comptage réalisé "entemps utile", il convient de retenir que :

A(pCi/l) = 2,1 X c (c/mn)

Le bruit de fond propre d'une fiole étant de l'ordre ducoup/minute, il apparait que la limite de détection de la méthode sesitue vers le pCi/1 mais nécessite alors, pour être atteinte, des duréesde comptage prohibitives. La méthode des fioles scintillantes est doncde sensibilité insuffisante pour mesurer -sans préconcentration- lateneur en radon de l'air ambiant**, en moyenne de 0,1 à 0,3 pCi/1 surles continents, mais convient parfaitement pour des analyses de gaz dusol, même en terrain non uranifère (cf. plus bas). Notons enfin qu'à uneactivité volumique de 1 pCi/1 correspond une concentration de6,5.10"^^ ppm de radon (17 460 atomes/litre).

2.2.2. - Remarque

Il ne convient pas de réaliser des comptages trop longtempsaprès le prélèvement. Le résultat est en effet moins précis car l'acti¬vité a dans la fiole décroît selon une "pseudo-période" légèrementInférieure à 3,824 jours. Ce phénomène est vraisemblablement dû à ladiffusion du radon à travers le bouchon en caoutchouc de la fiole. Deplus, un séjour prolongé du ^^^Rn dans une fiole augmente son bruit defond "définitif" dû aux a du ^ ^ °Po (T = 138 jours) directement produitpar la désintégration B du ^ ^ °Pb (T = 22 ans) : par exemple, centcomptages -après 4 heures- d'échantillons successifs autour de2 000 c/mn élèvent le bruit de fond "définitif" de la fiole de 1 c/mn,ou de 4 c/mn si chaque échantillon avait séjourné 16 h dans la fiole aulieu de quatre. Ce n'est, en fait, pas l'augmentation séculaire du bruitde fond qui amène à rejeter une fiole mais plutôt diverses faussesmanoeuvres dont l'introduction inopinée dans la fiole de particules miné¬rales, ou d'eau lors de prélèvements en terrain marécageux.

* Licence CE. A. (cf. fig. 2b). Le rendement du scintillomètre estoptimum pour une haute tension PM égale à 1200 V, valeur autour delaquelle p = f(V) présente un large palier. La stabilité du rendementest vérifiée régulièrement à l'aide d'une source scintillanted' étalonnage.

** En d'autres termes, le bruit de fond d'une fiole vide est sensible¬ment égal à celui d'une fiole remplie d'air atmosphérique "normal" .

fl c t i v i t e 3 -

1 1

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T o t a î

R a d o n

Heures~I I I I I 1 T ~€ 7 8 9 1 0 1 1 1 2

Fig. 2a : Evolution de l'activité o. dans une fiole

(pour une activité initiale de radon égale a 1 (cf. annexe I)

Fjg. 2b : Vue générale de l'installation de mesures émanométriques

(y compris le montage permettant d'extraire le radon dissous)

- 41 -

Quant au thoron, qui accompagne toujours le radon dans lesfluides naturels, son introduction dans la fiole lors du prélèvementn'interfère pas lors d'un comptage réalisé quelques trois heures plustard (cf. annexe I). En revanche, un comptage effectué sur le terrainimmédiatement après le prélèvement permet, si on le désire, de mesurerla quantité de thoron introduite dans la fiole (Pradel et Billard,1959).

2.2.3. - Statistique de comptage

Le bruit de fond d'une fiole vide est mesuré avant prélè¬vement. Soit B ce bruit de fond, compté durant le temps Tq, et N lecomptage brut de la fiole après prélèvement (durant le temps Tki)- Si,pour simplifier, nous choisissons ! = Tj. = t, le comptage net (pendantle temps t) de la fiole après prélèvement est :

C = N - B

On réserve traditionnellement le terme "taux de comptage" brut (ou net)au rapport N/i (ou C/i) en coups/minute.

N et B sont des variables aléatoires indépendantes quiprésentent soit une distribution de Poisson, soit une distributiongaussienne. Plusieurs cas sont donc à envisager selon les valeursrespectives de N et B : les comptages peuvent être assimilés à desvariables gaussiennes dès qu'ils prennent des valeurs supérieures à100. C'est cette dernière condition qui, généralement, fixe ladurée du comptage. Lors de notre prospection en Guadeloupe, unedurée t = 6 mn est apparue comme un bon compromis. Le cas le plusfavorable -celui où B est négligeable devant N, lui-même supérieur àquelques centaines de coups- conduit à une incertitude relative sur lecomptage inférieure à 10 % et proportionnelle à 1//C.

Les calculs permettant, pour chaque cas, de déterminer enfonction d'une probabilité fixée a priori les bornes de l'intervalle deconfiance du comptage net sont reproduits en annexe II (in : Pannetier,1966).

- 41 -

Quant au thoron, qui accompagne toujours le radon dans lesfluides naturels, son introduction dans la fiole lors du prélèvementn'interfère pas lors d'un comptage réalisé quelques trois heures plustard (cf. annexe I). En revanche, un comptage effectué sur le terrainimmédiatement après le prélèvement permet, si on le désire, de mesurerla quantité de thoron introduite dans la fiole (Pradel et Billard,1959).

2.2.3. - Statistique de comptage

Le bruit de fond d'une fiole vide est mesuré avant prélè¬vement. Soit B ce bruit de fond, compté durant le temps Tq, et N lecomptage brut de la fiole après prélèvement (durant le temps Tki)- Si,pour simplifier, nous choisissons ! = Tj. = t, le comptage net (pendantle temps t) de la fiole après prélèvement est :

C = N - B

On réserve traditionnellement le terme "taux de comptage" brut (ou net)au rapport N/i (ou C/i) en coups/minute.

N et B sont des variables aléatoires indépendantes quiprésentent soit une distribution de Poisson, soit une distributiongaussienne. Plusieurs cas sont donc à envisager selon les valeursrespectives de N et B : les comptages peuvent être assimilés à desvariables gaussiennes dès qu'ils prennent des valeurs supérieures à100. C'est cette dernière condition qui, généralement, fixe ladurée du comptage. Lors de notre prospection en Guadeloupe, unedurée t = 6 mn est apparue comme un bon compromis. Le cas le plusfavorable -celui où B est négligeable devant N, lui-même supérieur àquelques centaines de coups- conduit à une incertitude relative sur lecomptage inférieure à 10 % et proportionnelle à 1//C.

Les calculs permettant, pour chaque cas, de déterminer enfonction d'une probabilité fixée a priori les bornes de l'intervalle deconfiance du comptage net sont reproduits en annexe II (in : Pannetier,1966).

- 42 -

3 - RESULTATS

3.1. - Prospection géothermique

Du 29 juin au 13 juillet 1984, notre prospection a couvertles zones déjà explorées trois mois plus tôt par 3.C. Baubron : secteursde Bouillante, de Vieux-Habitants et de Moscou. Cent seize sites-sur 136- ont fait l'objet de prélèvements de gaz du sol. Les cannes deprélèvement utilisées à cet effet ont été fournies par 3.C. Baubron etsont donc identiques à celles qu'il a lui-même employées (fig. 3). Parrapport aux cannes à tige interne utilisées en prospection de l'uranium,elles présentent l'avantage d'un volume mort extrêmement réduit maissont, en revanche, beaucoup plus fragiles.

La canne est enfoncée sur chaque site à une cinquantaine decentimètres de profondeur dans le terrain. Le septum à l'extrémité libreest ensuite perforé par l'une des aiguilles hypodermique du portefiltre, la seconde aiguille servant alors de "pique-fiole" (fig. 3 et4). Le remplissage de la fiole préalablement vidée est assuré en 5 senviron. Il produit un sifflement caractéristique, très aisémentperceptible à l'oreille ; il y a donc là une possibilité de contrôlerimmédiatement la qualité d'un prélèvement (i.e. de repérer une fiole auvide défectueux, par exemple). Par précaution, il convient de laisser lafiole connectée à la canne de prélèvement pendant une vingtaine desecondes, ce qui améliore la reproductibilité des prélèvements.

Il est indispensable d'effectuer deux prélèvements succes¬sifs. Ceci apporte en effet une très grande assurance quant à la repré¬sentativité du prélèvement. Le tableau I fournit les résultats des deuxcomptages bruts (Ni et N 2) et nets (C 1 = N 1 - B 1 et C2 = N2 - B2) pourchacun des sites classés par numéro d'ordre croissant. La durée decomptage (du prélèvement comme du bruit de fond) est de six minutes parfiole. La colonne t(mn) indique l'intervalle de temps écoule entreprélèvement et comptage, plus précisément entre le début du prélèvementde la première fiole (durée totale du prélèvement : environ 1 minute) etle début du premier comptage (durée totale du comptage : un peu plus de12 minutes). Comme nous l'avons déjà signalé, les propriétés de lafonction f(t) pour t >3 heures font que le calcul précis de l'activité(p. 38) ne requiert pas la mesure du temps à mieux de quelques minutesprès (cf. annexe I).

- 42 -

3 - RESULTATS

3.1. - Prospection géothermique

Du 29 juin au 13 juillet 1984, notre prospection a couvertles zones déjà explorées trois mois plus tôt par 3.C. Baubron : secteursde Bouillante, de Vieux-Habitants et de Moscou. Cent seize sites-sur 136- ont fait l'objet de prélèvements de gaz du sol. Les cannes deprélèvement utilisées à cet effet ont été fournies par 3.C. Baubron etsont donc identiques à celles qu'il a lui-même employées (fig. 3). Parrapport aux cannes à tige interne utilisées en prospection de l'uranium,elles présentent l'avantage d'un volume mort extrêmement réduit maissont, en revanche, beaucoup plus fragiles.

La canne est enfoncée sur chaque site à une cinquantaine decentimètres de profondeur dans le terrain. Le septum à l'extrémité libreest ensuite perforé par l'une des aiguilles hypodermique du portefiltre, la seconde aiguille servant alors de "pique-fiole" (fig. 3 et4). Le remplissage de la fiole préalablement vidée est assuré en 5 senviron. Il produit un sifflement caractéristique, très aisémentperceptible à l'oreille ; il y a donc là une possibilité de contrôlerimmédiatement la qualité d'un prélèvement (i.e. de repérer une fiole auvide défectueux, par exemple). Par précaution, il convient de laisser lafiole connectée à la canne de prélèvement pendant une vingtaine desecondes, ce qui améliore la reproductibilité des prélèvements.

Il est indispensable d'effectuer deux prélèvements succes¬sifs. Ceci apporte en effet une très grande assurance quant à la repré¬sentativité du prélèvement. Le tableau I fournit les résultats des deuxcomptages bruts (Ni et N 2) et nets (C 1 = N 1 - B 1 et C2 = N2 - B2) pourchacun des sites classés par numéro d'ordre croissant. La durée decomptage (du prélèvement comme du bruit de fond) est de six minutes parfiole. La colonne t(mn) indique l'intervalle de temps écoule entreprélèvement et comptage, plus précisément entre le début du prélèvementde la première fiole (durée totale du prélèvement : environ 1 minute) etle début du premier comptage (durée totale du comptage : un peu plus de12 minutes). Comme nous l'avons déjà signalé, les propriétés de lafonction f(t) pour t >3 heures font que le calcul précis de l'activité(p. 38) ne requiert pas la mesure du temps à mieux de quelques minutesprès (cf. annexe I).

Fig. 3 : Prélèvement sur le site n° 139

GRILLE

SEPTUMJOINT FILTRE

CAOUTCHOUC

125 cm

SCINTILLATEUR

Fiq. 4 : Schéma détaillé du système de prélèvement (CE.A.)

44

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77189456105102142329

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1070

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Tableau 1 : Comptages bruts (N) et nets (C = N - B)

pour les deux échantillonnages successifs réalisés sur chacun des sites ;

t(mn) représente le temps écoulé entre prélèvement et comptage.

La durée du comptage est de six minutes

44

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595599400407419

Tableau 1 : Comptages bruts (N) et nets (C = N - B)

pour les deux échantillonnages successifs réalisés sur chacun des sites ;

t(mn) représente le temps écoulé entre prélèvement et comptage.

La durée du comptage est de six minutes

45

La dispersion du rapport des comptages nets C2/C1 relatifs à

deux prélèvements successifs sur le même site diminue lorsqu' augmente lecomptage moyen (Ci + Zz)l2 ; cela traduit non seulement une meilleurestatistique de comptage pour les valeurs élevées du nombre de coups(meilleur rapport N/B) mais montre également que les éventuels artefacts(un prélèvement défectueux, par exemple) correspondent aux valeurs lesplus faibles des comptages. Le deuxième prélèvement présente, enmoyenne, un comptage légèrement supérieur au premier : C2/Ci-»-l,3 pourles grandes valeurs de (Ci + 0.2)12 (cf. fig. 5). Le premier échantillonsert donc à vidanger la ligne de prélèvement et, en particulier, levolume mort du porte-filtre. Pour cet ensemble de raisons, nous avonsdonc sélectionné max (Ci, C2) comme la meilleure approximation ducomptage net "vrai" ; utiliser la moyenne des deux comptages auraitentraîné une erreur systématique par défaut. Par ailleurs, nous avonsvérifié sur quelques sites que prélever successivement trois ou même

quatre fioles au lieu de deux n'apportait aucune amélioration signifi¬cative :

SITE

Parnasse(27/06/84)

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288

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396

C4

318

L'activité volumique (en pCi/1) du gaz du sol pour chacun dessites est fournie par le tableau II. Achaque mesure est associée laclasse de précision correspondante. Le diagramme de la figure 6 présentela distribution statistique de ces mesures. Cette distribution,sensiblement log-normale, traduit incontestablement une prospection "àanomalies" : la distribution des mesures dans une zone parfaitementhomogène serait en effet gaussienne. Les paramètres de la distributionde nos mesures sont les suivants :

Activité volumique moyenne : 154 pCi/1

médiane : 95 pCi/1

modale : 73 pCi/1

En prospection d'uranium, une valeur supérieure à deux foisla valeur modale (background) est généralement considérée comme une"anomalie". La plupart des gisements d'uranium détectés par la méthodeTRACK ETCH ont donné lieu à des anomalies de 4 à 10 fois la valeurmodale (Gingrich et Fisher, 1976) ; ces auteurs rapportent uneanomalie de 88 fois le mode comme tout à fait exceptionnelle. Certainsfilons uranifères proches de la surface (moins de 100 mètres deprofondeur) conduisent à des anomalies d'environ cinquante fois lavaleur modale.

Le niveau des plus fortes anomalies trouvées au cours denotre prospection géothermique (près de vingt fois le mode), sur un solgéologiquement récent et pétrogénétiquement homogène -où donc larépartition de l'uranium est vraisemblablement très monotone- constituesans conteste l'un des résultats les plus marquants de cette campagne.

45

La dispersion du rapport des comptages nets C2/C1 relatifs à

deux prélèvements successifs sur le même site diminue lorsqu' augmente lecomptage moyen (Ci + Zz)l2 ; cela traduit non seulement une meilleurestatistique de comptage pour les valeurs élevées du nombre de coups(meilleur rapport N/B) mais montre également que les éventuels artefacts(un prélèvement défectueux, par exemple) correspondent aux valeurs lesplus faibles des comptages. Le deuxième prélèvement présente, enmoyenne, un comptage légèrement supérieur au premier : C2/Ci-»-l,3 pourles grandes valeurs de (Ci + 0.2)12 (cf. fig. 5). Le premier échantillonsert donc à vidanger la ligne de prélèvement et, en particulier, levolume mort du porte-filtre. Pour cet ensemble de raisons, nous avonsdonc sélectionné max (Ci, C2) comme la meilleure approximation ducomptage net "vrai" ; utiliser la moyenne des deux comptages auraitentraîné une erreur systématique par défaut. Par ailleurs, nous avonsvérifié sur quelques sites que prélever successivement trois ou même

quatre fioles au lieu de deux n'apportait aucune amélioration signifi¬cative :

SITE

Parnasse(27/06/84)

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318

L'activité volumique (en pCi/1) du gaz du sol pour chacun dessites est fournie par le tableau II. Achaque mesure est associée laclasse de précision correspondante. Le diagramme de la figure 6 présentela distribution statistique de ces mesures. Cette distribution,sensiblement log-normale, traduit incontestablement une prospection "àanomalies" : la distribution des mesures dans une zone parfaitementhomogène serait en effet gaussienne. Les paramètres de la distributionde nos mesures sont les suivants :

Activité volumique moyenne : 154 pCi/1

médiane : 95 pCi/1

modale : 73 pCi/1

En prospection d'uranium, une valeur supérieure à deux foisla valeur modale (background) est généralement considérée comme une"anomalie". La plupart des gisements d'uranium détectés par la méthodeTRACK ETCH ont donné lieu à des anomalies de 4 à 10 fois la valeurmodale (Gingrich et Fisher, 1976) ; ces auteurs rapportent uneanomalie de 88 fois le mode comme tout à fait exceptionnelle. Certainsfilons uranifères proches de la surface (moins de 100 mètres deprofondeur) conduisent à des anomalies d'environ cinquante fois lavaleur modale.

Le niveau des plus fortes anomalies trouvées au cours denotre prospection géothermique (près de vingt fois le mode), sur un solgéologiquement récent et pétrogénétiquement homogène -où donc larépartition de l'uranium est vraisemblablement très monotone- constituesans conteste l'un des résultats les plus marquants de cette campagne.

46

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Fig. 5 : Rapport des comptages de deux échantillons successifs sur un

même site, représenté en fonction du comptage moyen des deux

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Tableau II : Résultats de la prospection (concentration en radon dansles gaz du sol de chaque site étudié). Une précision "A"sur la concentration c signifie que la valeur vraie de cest comprise dans l'intervalle c x (1 ± A) avec uneprobabilité de 95 % (cf. annexe II) ; A = 10 %, B = 30 %,C = 60 %, D = 100 % et E > 100 %, la borne inférieure dansce dernier cas étant bien évidemment zéro.

47

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389

168

322

220

59

35

54

134

J-k'7

238

r*

106

103

178

122

B

E

B

B

B

B

E

ft

B

B

ft

B

ft

B

ft

ft

ft

ft

B

B

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B

B

ft

8

B

E

ft

B

Tableau II : Résultats de la prospection (concentration en radon dansles gaz du sol de chaque site étudié). Une précision "A"sur la concentration c signifie que la valeur vraie de cest comprise dans l'intervalle c x (1 ± A) avec uneprobabilité de 95 % (cf. annexe II) ; A = 10 %, B = 30 %,C = 60 %, D = 100 % et E > 100 %, la borne inférieure dansce dernier cas étant bien évidemment zéro.

- 48 -

SITE fCí^'I Precirion ;iTE pCi-'l Preciîio;

155

157

192

194

196

202

204

268

210

212

214

216

224

226

228

230

232

234

241

243

245

247

249

251

253

261

267

265

267

lie

213

77

16

S¤-

306

65

96

196

34

132

70

489

307

96

8

94

64

25

41

41

14

192

107

633

85

94

36

73

B

ft

B

c

B

ft

B

B

ft

B

E

E

ft

ft

B

C

B

B

B

B

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ft

B

ft

B

B

E

B

2c Í

281

287

291

295

297

299

301

363

307

309

311

313

315

317

331

335

WW- I'

339

341

34 3

13

11

176

66

36

151

516

136

155

374

501

169

126

5

342

84

109

391

129

835

110

21

228

26

393

111

162

39

22

C

C

ft

B

B

ft

ft

E

E

ft

ft

E

E

r

ft

B

B

ft

E

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B

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ft

C

ft

E

ft

E

C

Tableau II (suite)

- 48 -

SITE fCí^'I Precirion ;iTE pCi-'l Preciîio;

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157

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268

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B

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C

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B

B

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E

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ft

B

B

ft

E

ft

B

C

ft

C

ft

E

ft

E

C

Tableau II (suite)

49

pCi/1

692

130

Précision

B

A

3.2. - Données complémentaires

L'extension du réseau routier vers le Nord du lieu-ditBarthole (cf. annexe III) a permis d'explorer deux sites supplémen¬taires, espacés de 250 m, qui révèlent le prolongement d'une anomalie deradon dans cette direction :

SITE

204 bis

204 ter

3.2.1. - Radon dissous dans les eaux thermales

Le radon dissous dans un liquide est entraîné par barbotagevers un scintillateur. Nous utilisons ici des ballons scintillants de500 cm' (bouchon évidé n° 10) afin que le rapport du volume de gaz debalayage au volume de liquide balayé soit au moins égal à dix, pour unvolume de liquide dans le barboteur égal à 50 cm' ; cette valeur a étédéterminée empiriquement comme le rapport minimum assurant un transfertquantitatif du radon vers le scintillateur (M. Canet, communicationpersonnelle). Le rendement de comptage des ballons est identique à celuides fioles.

Un barboteur étanche à deux robinets (fig. 7) est mis encommunication à l'aide d'une aiguille hypodermique avec le ballonscintillant préalablement vidé. Le débit est réglé au moyen du robinetamont de telle façon que le transfert s'effectue en environ 30 mn. Entoute rigueur, le transfert devrait être réalisé par un gaz industrielcomprimé (généralement de l'azote) exempt de radon ; mais, comme nousl'avons vu, et tant que des mesures à très bas niveau ne sont pasnécessaires, de l'air prélevé dans le laboratoire peut suffire (il estrecommandé, cependant, de toujours vérifier la validité de cetteapproximation) .

Dans les conditions ci-dessus décrites, l'extraction du radonest quantitative ; le comptage du ballon est effectué trois heures aumoins après le transfert. Quant à la décroissance du radon -entre leprélèvement et le transfert- dans l'échantillon liquide, elle estaisément calculable, mais le plus souvent négligeable (annexe I), s'ilne s'écoule que quelques heures entre ces deux opérations.

La formule suivante permet de calculer la concentration enradon d'un échantillon liquide (pour 50 cm' dans le barboteur) :

., p.,.K _ f.y, 20 X 10'^AlpLi/i; - eu; X gQ ^ 3,7.1010 X 3 X f(t) x p x R

49

pCi/1

692

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Précision

B

A

3.2. - Données complémentaires

L'extension du réseau routier vers le Nord du lieu-ditBarthole (cf. annexe III) a permis d'explorer deux sites supplémen¬taires, espacés de 250 m, qui révèlent le prolongement d'une anomalie deradon dans cette direction :

SITE

204 bis

204 ter

3.2.1. - Radon dissous dans les eaux thermales

Le radon dissous dans un liquide est entraîné par barbotagevers un scintillateur. Nous utilisons ici des ballons scintillants de500 cm' (bouchon évidé n° 10) afin que le rapport du volume de gaz debalayage au volume de liquide balayé soit au moins égal à dix, pour unvolume de liquide dans le barboteur égal à 50 cm' ; cette valeur a étédéterminée empiriquement comme le rapport minimum assurant un transfertquantitatif du radon vers le scintillateur (M. Canet, communicationpersonnelle). Le rendement de comptage des ballons est identique à celuides fioles.

Un barboteur étanche à deux robinets (fig. 7) est mis encommunication à l'aide d'une aiguille hypodermique avec le ballonscintillant préalablement vidé. Le débit est réglé au moyen du robinetamont de telle façon que le transfert s'effectue en environ 30 mn. Entoute rigueur, le transfert devrait être réalisé par un gaz industrielcomprimé (généralement de l'azote) exempt de radon ; mais, comme nousl'avons vu, et tant que des mesures à très bas niveau ne sont pasnécessaires, de l'air prélevé dans le laboratoire peut suffire (il estrecommandé, cependant, de toujours vérifier la validité de cetteapproximation) .

Dans les conditions ci-dessus décrites, l'extraction du radonest quantitative ; le comptage du ballon est effectué trois heures aumoins après le transfert. Quant à la décroissance du radon -entre leprélèvement et le transfert- dans l'échantillon liquide, elle estaisément calculable, mais le plus souvent négligeable (annexe I), s'ilne s'écoule que quelques heures entre ces deux opérations.

La formule suivante permet de calculer la concentration enradon d'un échantillon liquide (pour 50 cm' dans le barboteur) :

., p.,.K _ f.y, 20 X 10'^AlpLi/i; - eu; X gQ ^ 3,7.1010 X 3 X f(t) x p x R

50 -

ATMOSPHERE lALLON

TUBE CAOUTCHOUC

RACCORD

VINYL.E

AlCiUlLLE

HYPODERMIQUE

TUBE OE VERRE

JETE APRES

CHAQUE DOSAGE

Fig. 7 : Montage permettant l'extraction quantitative

du radon d'un échantillon liquide

50 -

ATMOSPHERE lALLON

TUBE CAOUTCHOUC

RACCORD

VINYL.E

AlCiUlLLE

HYPODERMIQUE

TUBE OE VERRE

JETE APRES

CHAQUE DOSAGE

Fig. 7 : Montage permettant l'extraction quantitative

du radon d'un échantillon liquide

51

26°C

40''C

52°C

54 pCi/1

18 pCi/1

<1 pCi/1

Les résultats obtenus pour trois sources thermales de laBasse-Terre sont les suivants :

"Bains 3aunes" (La Soufrière)"Bain du Curé" (Pigeon)

"Les Eaux-Vives" (Matouba)

La très faible teneur en radon dans ces eaux thermalesindique une origine relativement superficielle et/ou un importantdégazage en amont du point d'émergence.

Remarque : Après une trentaine de jours, l'échantillon liquide enfermédans son barboteur présente une activité en radon-222 égale à

celle du radium-226. Ce n'était pas le cas au moment duprélèvement car les eaux naturelles sont le plus souvent horsequilibre, avec A( Rn) >> A( Ra), si bien qu'en generalmoins de 1 % du radon dissous provient du radium quil'accompagne dans l'échantillon (Tanner, 1964b). La méthodedécrite ci-dessus devient alors une méthode d'analyse duradium dissous, mais ne convient que pour les eaux trèsradifères, soit A(^^^Ra) > 1 pCi/1 (rappelons que la CMA deradium-226 est fixée à 10 pCi/1).

3.2.2. - Pouvoir émanateur des sols

La prospection géothermique par le radon doit s'affranchirdes anomalies géochimiques de répartition du radium-226 dans le solpuisque ce radium -et son parent l'uranium-238- ne constituent pas eneux-mêmes la cible de la prospection. Il importe donc que des anomaliesd'origine relativement profonde (radon "importé") ne soient pasconfondues avec des anomalies locales dues à des concentrationsanormales de radium dans le sol superficiel.

Le pouvoir émanateur ( epr : escape to production ratio) d'unsol ou d'une roche est le rapport entre le radon mobilisable (celui quipasse effectivement dans les pores du sol ou de la roche) et le radontotal produit qui est, lui, directement fonction de la quantité deradium-226 présent dans le matériau. Il ne dépasse en général pas 30 %

pour les roches mais atteint 50 % en moyenne pour les sols (Barrette etal, 1972).

Le pouvoir émanateur d'un échantillon minéral -ou plutôt sonproduit par l'activité en radium de l'échantillon- est aisémentmesurable par la méthode des fioles scintillantes*. L'échantillon peséest enfermé dans un volume communicant avec un ballon scintillant de

2 10 5 10* Une autre méthode, celle du Pb ou Po 1 ixiviable permet éga

lement de distinguer le radon d' origine (relativement) profonde decelui d' origine superficielle (Pacer, 1982). Elle est de mise enoeuvre plus délicate et nécessite un appareillage complémentaire.

51

26°C

40''C

52°C

54 pCi/1

18 pCi/1

<1 pCi/1

Les résultats obtenus pour trois sources thermales de laBasse-Terre sont les suivants :

"Bains 3aunes" (La Soufrière)"Bain du Curé" (Pigeon)

"Les Eaux-Vives" (Matouba)

La très faible teneur en radon dans ces eaux thermalesindique une origine relativement superficielle et/ou un importantdégazage en amont du point d'émergence.

Remarque : Après une trentaine de jours, l'échantillon liquide enfermédans son barboteur présente une activité en radon-222 égale à

celle du radium-226. Ce n'était pas le cas au moment duprélèvement car les eaux naturelles sont le plus souvent horsequilibre, avec A( Rn) >> A( Ra), si bien qu'en generalmoins de 1 % du radon dissous provient du radium quil'accompagne dans l'échantillon (Tanner, 1964b). La méthodedécrite ci-dessus devient alors une méthode d'analyse duradium dissous, mais ne convient que pour les eaux trèsradifères, soit A(^^^Ra) > 1 pCi/1 (rappelons que la CMA deradium-226 est fixée à 10 pCi/1).

3.2.2. - Pouvoir émanateur des sols

La prospection géothermique par le radon doit s'affranchirdes anomalies géochimiques de répartition du radium-226 dans le solpuisque ce radium -et son parent l'uranium-238- ne constituent pas eneux-mêmes la cible de la prospection. Il importe donc que des anomaliesd'origine relativement profonde (radon "importé") ne soient pasconfondues avec des anomalies locales dues à des concentrationsanormales de radium dans le sol superficiel.

Le pouvoir émanateur ( epr : escape to production ratio) d'unsol ou d'une roche est le rapport entre le radon mobilisable (celui quipasse effectivement dans les pores du sol ou de la roche) et le radontotal produit qui est, lui, directement fonction de la quantité deradium-226 présent dans le matériau. Il ne dépasse en général pas 30 %

pour les roches mais atteint 50 % en moyenne pour les sols (Barrette etal, 1972).

Le pouvoir émanateur d'un échantillon minéral -ou plutôt sonproduit par l'activité en radium de l'échantillon- est aisémentmesurable par la méthode des fioles scintillantes*. L'échantillon peséest enfermé dans un volume communicant avec un ballon scintillant de

2 10 5 10* Une autre méthode, celle du Pb ou Po 1 ixiviable permet éga

lement de distinguer le radon d' origine (relativement) profonde decelui d' origine superficielle (Pacer, 1982). Elle est de mise enoeuvre plus délicate et nécessite un appareillage complémentaire.

- 52

500 cm' (fig. 8). Une trentaine de jours après (cf. annexe I), le radoncontenu dans le volume gazeux total du montage est en équilibreradioactif, au pouvoir émanateur près, avec le radium de l'échantillonminéral. Le comptage du ballon fournit donc une mesure directe duproduit A(^^^Ra).epr en pCi/kg d'échantillon. Dans le cas d'un échan¬tillon de sol, celui-ci est préalablement desséché à l'étuve (150°Cpendant 48 h) afin de rendre les résultats comparables d'un échantillonà l'autre : le pouvoir émanateur d'un sol dépend en effet beaucoup deson humidité.

A titre d'exemple, nous fournissons les résultats des mesuresd'émanation spécifique sur sols secs pour deux sites sélectionnés :

Site A(^^^Ra).epr24 1 060 pCi/kg

94 123 pCi/kg

Remarque : Un sol contenant 1 ppm d'uranium* et pour lequel l'équilibreradium/uranium est satisfait, possède une activité spécifiqueen ^^^Ra égale à 340 pCi/kg (le rapport des masses de deuxradioisotopes en équilibre est égal aux rapports de leursM/X respectifs, où M est la masse molaire et X la constanteradioactive). On constate donc que les résultats précédentssont d'un ordre de grandeur compatible avec des valeursraisonnables du pouvoir émanateur.

Par ailleurs, et bien que le rapport Th/ U dans leséchantillons étudiés soit vraisemblablement supérieur à 3, comme dansles laves dont ils dérivent (cf. : Donnely et al, 1971), le thoron(T = 54,5 s) n'interfère pas dans les mesures ci-dessus décrites car iln'a pas le temps de diffuser jusqu'au ballon scintillant.

3.2.3. - Site de référence

L'influence des conditions météorologiques (température ethumidité du sol, pression barométrique, vitesse du vent, instabilitéatmosphérique, etc..) sur la concentration en radon dans un sol estreconnue depuis longtemps (Kraner et al, 1964).

* C'est une teneur en uranium vraisemblable pour les laves de la BasseTerre (valeur moyenne des laves des Petites Antilles : cf. Donnely etal, 1971). Cependant, la concentration en uranium des sols organiquesbien développés gui en dérivent est généralement supérieure , quoiquebeaucoup plus variable, car elle dépend de phénomènes complexes telsque l' altération et l' absorption. Par ailleurs , le radium dans un solest très souvent excédentaire d'une facteur 2 ou 3 par rapport à savaleur d' équilibre avec 1' uranium.

- 52

500 cm' (fig. 8). Une trentaine de jours après (cf. annexe I), le radoncontenu dans le volume gazeux total du montage est en équilibreradioactif, au pouvoir émanateur près, avec le radium de l'échantillonminéral. Le comptage du ballon fournit donc une mesure directe duproduit A(^^^Ra).epr en pCi/kg d'échantillon. Dans le cas d'un échan¬tillon de sol, celui-ci est préalablement desséché à l'étuve (150°Cpendant 48 h) afin de rendre les résultats comparables d'un échantillonà l'autre : le pouvoir émanateur d'un sol dépend en effet beaucoup deson humidité.

A titre d'exemple, nous fournissons les résultats des mesuresd'émanation spécifique sur sols secs pour deux sites sélectionnés :

Site A(^^^Ra).epr24 1 060 pCi/kg

94 123 pCi/kg

Remarque : Un sol contenant 1 ppm d'uranium* et pour lequel l'équilibreradium/uranium est satisfait, possède une activité spécifiqueen ^^^Ra égale à 340 pCi/kg (le rapport des masses de deuxradioisotopes en équilibre est égal aux rapports de leursM/X respectifs, où M est la masse molaire et X la constanteradioactive). On constate donc que les résultats précédentssont d'un ordre de grandeur compatible avec des valeursraisonnables du pouvoir émanateur.

Par ailleurs, et bien que le rapport Th/ U dans leséchantillons étudiés soit vraisemblablement supérieur à 3, comme dansles laves dont ils dérivent (cf. : Donnely et al, 1971), le thoron(T = 54,5 s) n'interfère pas dans les mesures ci-dessus décrites car iln'a pas le temps de diffuser jusqu'au ballon scintillant.

3.2.3. - Site de référence

L'influence des conditions météorologiques (température ethumidité du sol, pression barométrique, vitesse du vent, instabilitéatmosphérique, etc..) sur la concentration en radon dans un sol estreconnue depuis longtemps (Kraner et al, 1964).

* C'est une teneur en uranium vraisemblable pour les laves de la BasseTerre (valeur moyenne des laves des Petites Antilles : cf. Donnely etal, 1971). Cependant, la concentration en uranium des sols organiquesbien développés gui en dérivent est généralement supérieure , quoiquebeaucoup plus variable, car elle dépend de phénomènes complexes telsque l' altération et l' absorption. Par ailleurs , le radium dans un solest très souvent excédentaire d'une facteur 2 ou 3 par rapport à savaleur d' équilibre avec 1' uranium.

- 53 -

Fig. 8 : Montage permettant la mesure de l'émanation

spécifique d'un échantillon minéral

- 54

200

150

100 -\

50

100

50

e J

npCi'l

TvJii

I--

V

s

r-.

Fig. 9 : Effet des précipitations sur la teneur en radon du sol

(site de référence du Parnasse)

- 54

200

150

100 -\

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TvJii

I--

V

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Fig. 9 : Effet des précipitations sur la teneur en radon du sol

(site de référence du Parnasse)

55

Notre prospection ayant été réalisée en pleine saison despluies, il était nécessaire de s'assurer que les variations induites parles précipitations, par exemple sur un site de référence, n'occultaientpas les éventuelles anomalies spatiales de radon mises en évidence parl'exploration. Deux fioles ont été prélevées chaque jour à l'extrémitéd'un tube de petit diamètre fiché à 50 cm de profondeur dans un sol(jardin de l'Observatoire du Parnasse, altitude 650 m). Les résultats(fig. 9) font apparaître une certaine corrélation entre la concentrationen radon dans le sol et l'importance des précipitations mais pas devéritable capping effect de l'amplitude de celui que Kraner et al (1964)ont mis en évidence dans un sol du Massachusetts. Sur notre site deréférence, la concentration en radon s'est établie à niveau de119 ± 55 pCi/1 ; il conviendra de garder en mémoire cette variabilité"météorologique" lors de l'interprétation des résultats de prospection.

La pression barométrique est le paramètre météorologique dontles variations (ou plutôt les taux de variation) ont le plus d'influencesur la teneur en radon du sol, et aussi dont l'effet' sur cette teneurest le plus aisément modélisable (Clements et Wilkening, 1974). Lapression barométrique enregistrée au Parnasse durant toute la période denotre prospection n'ayant pas varié de plus de 2 mmHg autour de savaleur moyenne, l'influence de ce paramètre sur les concentrations enradon dans le sol n'a donc pas pu être appréciée.

3.2.4. - Route de la Citerne (La Soufrière)

L'existence d'une faille particulièrement active et visible-matérialisée par des fumerolles- au pied sud du dôme de La Soufrièreoffre l'opportunité de tester les potentialités d'une prospection radonayant pour objectif de révéler des zones présentant à la fois uneperméabilité élevée et une forte anomalie thermique.

Une traverse a été effectuée le long de la route de laCiterne (cote 1150 m), à l'écart (sauf site C) des zones fumeroliséessituées soit au dessus (col de l'Echelle), soit au dessous (Matylis) decette route.

'll\>

Col de I' Echelle

Fumerolle

Prélèvement '

OyO

CM

O.

\x" '-

L* ÉCHELLE

\ Morne Miton vi "i'',"/

\v'" ..-^-cv i'>\ \ -'

/ \ \ \r\

55

Notre prospection ayant été réalisée en pleine saison despluies, il était nécessaire de s'assurer que les variations induites parles précipitations, par exemple sur un site de référence, n'occultaientpas les éventuelles anomalies spatiales de radon mises en évidence parl'exploration. Deux fioles ont été prélevées chaque jour à l'extrémitéd'un tube de petit diamètre fiché à 50 cm de profondeur dans un sol(jardin de l'Observatoire du Parnasse, altitude 650 m). Les résultats(fig. 9) font apparaître une certaine corrélation entre la concentrationen radon dans le sol et l'importance des précipitations mais pas devéritable capping effect de l'amplitude de celui que Kraner et al (1964)ont mis en évidence dans un sol du Massachusetts. Sur notre site deréférence, la concentration en radon s'est établie à niveau de119 ± 55 pCi/1 ; il conviendra de garder en mémoire cette variabilité"météorologique" lors de l'interprétation des résultats de prospection.

La pression barométrique est le paramètre météorologique dontles variations (ou plutôt les taux de variation) ont le plus d'influencesur la teneur en radon du sol, et aussi dont l'effet' sur cette teneurest le plus aisément modélisable (Clements et Wilkening, 1974). Lapression barométrique enregistrée au Parnasse durant toute la période denotre prospection n'ayant pas varié de plus de 2 mmHg autour de savaleur moyenne, l'influence de ce paramètre sur les concentrations enradon dans le sol n'a donc pas pu être appréciée.

3.2.4. - Route de la Citerne (La Soufrière)

L'existence d'une faille particulièrement active et visible-matérialisée par des fumerolles- au pied sud du dôme de La Soufrièreoffre l'opportunité de tester les potentialités d'une prospection radonayant pour objectif de révéler des zones présentant à la fois uneperméabilité élevée et une forte anomalie thermique.

Une traverse a été effectuée le long de la route de laCiterne (cote 1150 m), à l'écart (sauf site C) des zones fumeroliséessituées soit au dessus (col de l'Echelle), soit au dessous (Matylis) decette route.

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Col de I' Echelle

Fumerolle

Prélèvement '

OyO

CM

O.

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L* ÉCHELLE

\ Morne Miton vi "i'',"/

\v'" ..-^-cv i'>\ \ -'

/ \ \ \r\

- 56 -

Ci/1

29

2611

6512

2183

821

247

Précision

B

A

A

A

A

A

Les résultats obtenus sont les suivants

SITE

A

B

C

D

E

F

L'anomalie de radon est donc véritablement spectaculaire. Lafumerolle elle-même présente la composition suivante :

Fumerolle Matylis 96°C (% volume gaz secs)

COj HjS H^ CH4 Na Oz ^^^Rn(pCi/l)88,47 3,63 3,11 0,003 1,31 0,42 9471

(Analyses chromatographiques par G. Hammouya, I.P.G. P., 4/07/84). Leprélèvement est effectué dans un sac polyethylene où la vapeur d'eau(98,3 % vol.) se condense, et qui sert de volume de transfert pour leprélèvement des fioles scintillantes.

Sur un volcan actif, la mesure des concentrations en radondans le sol apparait comme une méthode particulièrement efficace pourrévéler les failles actives associées à des mouvements convectifs de gazvolcaniques. Nous sommes sur ce point plus catégoriques que les quelquesauteurs qui ont effectué ces mêmes mesures -avec la méthode TRACK ETCH-sur des volcans basaltiques (Crenshaw et al, 1982 ; Cox, 1983). Lescontrastes de perméabilité sont vraisemblablement plus grands sur unstrato-volcan andésitique ayant subi une forte altération fumerollienneet météoritique que sur le Masaya (Nicaragua) ou le Kilauea (Hawaii).

Hors des zones fumerolliennes, le dôme de La Soufrière amontré à cet égard des concentrations en radon dans le sol particu¬lièrement basses (moins de 10 pCi/1, soit parmi les plus faibles valeursrencontrées au cours de notre prospection). Outre qu'il présente, horsdes failles actives et fumerollisées, d'importants niveaux imperméables,ce dôme est certainement le siège d'une forte convection descendanterévélée par l'existence de nombreuses cavités souterrainesremarquablement aérées (3. Rodet, communication personnelle).

- 56 -

Ci/1

29

2611

6512

2183

821

247

Précision

B

A

A

A

A

A

Les résultats obtenus sont les suivants

SITE

A

B

C

D

E

F

L'anomalie de radon est donc véritablement spectaculaire. Lafumerolle elle-même présente la composition suivante :

Fumerolle Matylis 96°C (% volume gaz secs)

COj HjS H^ CH4 Na Oz ^^^Rn(pCi/l)88,47 3,63 3,11 0,003 1,31 0,42 9471

(Analyses chromatographiques par G. Hammouya, I.P.G. P., 4/07/84). Leprélèvement est effectué dans un sac polyethylene où la vapeur d'eau(98,3 % vol.) se condense, et qui sert de volume de transfert pour leprélèvement des fioles scintillantes.

Sur un volcan actif, la mesure des concentrations en radondans le sol apparait comme une méthode particulièrement efficace pourrévéler les failles actives associées à des mouvements convectifs de gazvolcaniques. Nous sommes sur ce point plus catégoriques que les quelquesauteurs qui ont effectué ces mêmes mesures -avec la méthode TRACK ETCH-sur des volcans basaltiques (Crenshaw et al, 1982 ; Cox, 1983). Lescontrastes de perméabilité sont vraisemblablement plus grands sur unstrato-volcan andésitique ayant subi une forte altération fumerollienneet météoritique que sur le Masaya (Nicaragua) ou le Kilauea (Hawaii).

Hors des zones fumerolliennes, le dôme de La Soufrière amontré à cet égard des concentrations en radon dans le sol particu¬lièrement basses (moins de 10 pCi/1, soit parmi les plus faibles valeursrencontrées au cours de notre prospection). Outre qu'il présente, horsdes failles actives et fumerollisées, d'importants niveaux imperméables,ce dôme est certainement le siège d'une forte convection descendanterévélée par l'existence de nombreuses cavités souterrainesremarquablement aérées (3. Rodet, communication personnelle).

- 57

4 - DISCUSSION

Outre l'utilisation de fioles scintillantes, l'originalitéessentielle de cette prospection réside dans la mise en oeuvre sur lesmêmes sites d'un grand nombre de méthodes géochimiques différentes :

. prélèvements et analyses physico-chimiques des sourcesminéralisées (G. Ouzounian et P. Bourrelier),

. analyses in situ des gaz des sols par spectrométrie demasse (3.C. Baubron, cf. première partie de ce rapport),

. prélèvements à maille serrée d'échantillons de sol là oùles anomalies géochimiques en gaz paraissent importantes(P. Bourrelier).

En effet, seuls le mercure et le pH des sols avaient jusqu'alors été associés aux mesures de radon durant des prospections géo¬chimiques en terrain volcanique (Crenshaw et al, 1982 ; Cox, 1983).

Une discussion générale sur les potentialités de notreprospection n'aura valablement lieu que lorsque les éventuelles corré¬lations entre les différents résultats auront été examinées et rappor¬tées à leur cadre géologique. C'est pourquoi nous nous bornerons à

passer en revue quelques aspects théoriques et méthodologiques de notreapproche, sans préjuger du résultat global de la prospection*.

4.1. - Le radon dans le sol

Considérons un sol parfaitement homogène tant par ses pro¬priétés physiques (densité, porosité) que géochimiques (teneur en radiumet pouvoir émanateur). Loin de toute discontinuité, l'activité volumiqueen radon dans les pores du sol est A . Au voisinage de la surface du sol(A - 0 à l'interface), il s'établit un profil de diffusion conformémentà l'équation :

A = A^ {l - exp(- z/x/F)}

où z(cm) est la profondeur, X(s) la constante radioactive et D lecoefficient de diffusion. Avec par exemple, D = 0,03 cm'. s ' (Schroederet al, 1965), il vient :

A = A (1 - e- °'°°^ ^)o

* Cette exploration radon a été effectuée en ignorant volontairement lesdonnées géochimiques déjà obtenues sur chacun des sites étudiés.

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4 - DISCUSSION

Outre l'utilisation de fioles scintillantes, l'originalitéessentielle de cette prospection réside dans la mise en oeuvre sur lesmêmes sites d'un grand nombre de méthodes géochimiques différentes :

. prélèvements et analyses physico-chimiques des sourcesminéralisées (G. Ouzounian et P. Bourrelier),

. analyses in situ des gaz des sols par spectrométrie demasse (3.C. Baubron, cf. première partie de ce rapport),

. prélèvements à maille serrée d'échantillons de sol là oùles anomalies géochimiques en gaz paraissent importantes(P. Bourrelier).

En effet, seuls le mercure et le pH des sols avaient jusqu'alors été associés aux mesures de radon durant des prospections géo¬chimiques en terrain volcanique (Crenshaw et al, 1982 ; Cox, 1983).

Une discussion générale sur les potentialités de notreprospection n'aura valablement lieu que lorsque les éventuelles corré¬lations entre les différents résultats auront été examinées et rappor¬tées à leur cadre géologique. C'est pourquoi nous nous bornerons à

passer en revue quelques aspects théoriques et méthodologiques de notreapproche, sans préjuger du résultat global de la prospection*.

4.1. - Le radon dans le sol

Considérons un sol parfaitement homogène tant par ses pro¬priétés physiques (densité, porosité) que géochimiques (teneur en radiumet pouvoir émanateur). Loin de toute discontinuité, l'activité volumiqueen radon dans les pores du sol est A . Au voisinage de la surface du sol(A - 0 à l'interface), il s'établit un profil de diffusion conformémentà l'équation :

A = A^ {l - exp(- z/x/F)}

où z(cm) est la profondeur, X(s) la constante radioactive et D lecoefficient de diffusion. Avec par exemple, D = 0,03 cm'. s ' (Schroederet al, 1965), il vient :

A = A (1 - e- °'°°^ ^)o

* Cette exploration radon a été effectuée en ignorant volontairement lesdonnées géochimiques déjà obtenues sur chacun des sites étudiés.

58

La distance caractéristique de diffusion, soit yOl\, estégale à 1,20 m. Le tableau III fournit le facteur de décroissance duradon en fonction de la profondeur : à partir de 5 m de profondeur, laconcentration en radon dans un sol est pratiquement constante. A 50 cm,profondeur moyenne de l'échantillonnage, la concentration en radon estégale au tiers de sa valeur asymptotique. Un calcul similaire montreaisément que la migration du radon, si elle se limite à la seulediffusion, ne permet pas de détecter en surface des anomalies enfouiessous plus d'une dizaine de mètres de recouvrement (Fleischer et Mogro-Campero, 1978 ; Mogro-Campero et Fleischer, 1980). La découverte, parune méthode émanométrique, de gisements d'uranium situés à plus de 100 m

de profondeur (Gingrich et Fisher, 1976) suscite donc toujours lesepticisme parmi les prospecteurs et alimente d'interminables polé¬miques. De même que la prospection d'uranium, la prévision des tremble¬ments de terre par les mesures de radon ne trouve de justificationthéorique que s'il intervient dans la nature d'autres mécanismes demigration du radon que la seule diffusion.

4.2. - La migration du radon à grande distance

Une prospection radon des potentiels géothermiques, dont lacible est vraisemblablement située à plus d'un kilomètre de profondeur,ne peut elle-aussi se justifier que si les modifications de certainsparamètres physiques (perméabilité, gradient thermique) ou chimiques(distribution de l'uranium et/ou du radium) , induites par la présenced'un réservoir souterrain se traduisent au voisinage immédiat de lasurface par une anomalie de la concentration en radon.

La présence de failles actives, en augmentant la perméabilitédu sous-sol, facilite la migration du radon. Par ailleurs ces failles,qui livrent souvent passage à des fluides minéralisés, constituent enelles-mêmes des anomalies géochimiques d'uranium, élément mobile enmilieu oxydant, ou de radium, élément mobile en milieu réducteur(Gingrich, 1984). Ce dernier co-précipite généralement avec les sulfates(gypse, barytine, celestite, anglesite, aluns, etc.). Le radon dans lesol a d'ailleurs depuis longtemps été reconnu comme un indicateurefficace des structures géologiques, même si ces dernières n'ont pasd'expression visible en surface (Israël et Bjornsson, 1967).

Un autre mécanisme a souvent été invoqué pour expliquer lamigration du radon à grande distance : il s'agit de la convection desfluides mue soit par le déplacement de nappes d'eau souterraines, soitpar le gradient thermique (Mogro-Campero et Fleischer, 1977), soitencore par des gradients de pression. L'intérêt de corréler lesanomalies de radon dans le sol avec celles relevées pour d'autres gazapparait ici à l'évidence.

Cependant, dans un sol homogène, un flux de gaz ascendantn'augmente pas de plus d'un facteur trois une concentration en radonmesurée à 50 cm de profondeur dans le sol : en effet, un tel fluxdéforme éventuellement le profil de diffusion mais ne déplace pas sonasymptote (fig. 10). Diminuer la profondeur d'investigation augmenterait

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La distance caractéristique de diffusion, soit yOl\, estégale à 1,20 m. Le tableau III fournit le facteur de décroissance duradon en fonction de la profondeur : à partir de 5 m de profondeur, laconcentration en radon dans un sol est pratiquement constante. A 50 cm,profondeur moyenne de l'échantillonnage, la concentration en radon estégale au tiers de sa valeur asymptotique. Un calcul similaire montreaisément que la migration du radon, si elle se limite à la seulediffusion, ne permet pas de détecter en surface des anomalies enfouiessous plus d'une dizaine de mètres de recouvrement (Fleischer et Mogro-Campero, 1978 ; Mogro-Campero et Fleischer, 1980). La découverte, parune méthode émanométrique, de gisements d'uranium situés à plus de 100 m

de profondeur (Gingrich et Fisher, 1976) suscite donc toujours lesepticisme parmi les prospecteurs et alimente d'interminables polé¬miques. De même que la prospection d'uranium, la prévision des tremble¬ments de terre par les mesures de radon ne trouve de justificationthéorique que s'il intervient dans la nature d'autres mécanismes demigration du radon que la seule diffusion.

4.2. - La migration du radon à grande distance

Une prospection radon des potentiels géothermiques, dont lacible est vraisemblablement située à plus d'un kilomètre de profondeur,ne peut elle-aussi se justifier que si les modifications de certainsparamètres physiques (perméabilité, gradient thermique) ou chimiques(distribution de l'uranium et/ou du radium) , induites par la présenced'un réservoir souterrain se traduisent au voisinage immédiat de lasurface par une anomalie de la concentration en radon.

La présence de failles actives, en augmentant la perméabilitédu sous-sol, facilite la migration du radon. Par ailleurs ces failles,qui livrent souvent passage à des fluides minéralisés, constituent enelles-mêmes des anomalies géochimiques d'uranium, élément mobile enmilieu oxydant, ou de radium, élément mobile en milieu réducteur(Gingrich, 1984). Ce dernier co-précipite généralement avec les sulfates(gypse, barytine, celestite, anglesite, aluns, etc.). Le radon dans lesol a d'ailleurs depuis longtemps été reconnu comme un indicateurefficace des structures géologiques, même si ces dernières n'ont pasd'expression visible en surface (Israël et Bjornsson, 1967).

Un autre mécanisme a souvent été invoqué pour expliquer lamigration du radon à grande distance : il s'agit de la convection desfluides mue soit par le déplacement de nappes d'eau souterraines, soitpar le gradient thermique (Mogro-Campero et Fleischer, 1977), soitencore par des gradients de pression. L'intérêt de corréler lesanomalies de radon dans le sol avec celles relevées pour d'autres gazapparait ici à l'évidence.

Cependant, dans un sol homogène, un flux de gaz ascendantn'augmente pas de plus d'un facteur trois une concentration en radonmesurée à 50 cm de profondeur dans le sol : en effet, un tel fluxdéforme éventuellement le profil de diffusion mais ne déplace pas sonasymptote (fig. 10). Diminuer la profondeur d'investigation augmenterait

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CONCENTRATION (échelle arbitraire)"j. ^ 100%

%

O

??

no

Fig. 10 : Effet d'un flux convectif ascendant (v < 0) ou descendant(v > 0) sur la courbe de diffusion du radon dans le sol ;

T = 1/X et V = 2.10 ^/0 m. s ^ où 0 est la porosité du sol(d'après Fleischer et Mogro-Campero, 1980).

Z'.Citi) p;; z.(.<-m> F -y.

0102030405060708090

100110120130140150160170180190200210220230240250

0.06.08. 15.22.28.34.39.44.49.53.57.60.63.66.69.71.74.76.78.80.91.83.84.85.87.88

250276280290300316320330340356360370380390400416420430448450460470480490500

.89

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.90

.91

.92

.93

.93

.94

.94

.95

.95

.95

.9696

.9697

.9797

.97989898989898

Tableau III Facteur de croissance du radon en fonction de la profon¬deur (régime de diffusion). On a choisi (D/X)^ - 1,2 m ; à5 m de profondeur, la teneur en radon atteint 98 % de savaleur asymptotique.

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CONCENTRATION (échelle arbitraire)"j. ^ 100%

%

O

??

no

Fig. 10 : Effet d'un flux convectif ascendant (v < 0) ou descendant(v > 0) sur la courbe de diffusion du radon dans le sol ;

T = 1/X et V = 2.10 ^/0 m. s ^ où 0 est la porosité du sol(d'après Fleischer et Mogro-Campero, 1980).

Z'.Citi) p;; z.(.<-m> F -y.

0102030405060708090

100110120130140150160170180190200210220230240250

0.06.08. 15.22.28.34.39.44.49.53.57.60.63.66.69.71.74.76.78.80.91.83.84.85.87.88

250276280290300316320330340356360370380390400416420430448450460470480490500

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Tableau III Facteur de croissance du radon en fonction de la profon¬deur (régime de diffusion). On a choisi (D/X)^ - 1,2 m ; à5 m de profondeur, la teneur en radon atteint 98 % de savaleur asymptotique.

60

paradoxalement la capacité de détecter de telles anomalies mais augmen¬terait aussi l'incertitude sur les mesures, car la courbe de diffusion a unepente très forte au voisinage immédiat de la surface. En conséquence, ilne parait pas souhaitable de réduire la profondeur d'investigation àmoins d'une cinquantaine de centimètres.

4.3. - L'anomalie résiduelle de radon

La mesure de l'émanation d'un échantillon de sol "tel q'enplace" (c'est-à-dire non séché à l'étuve) par la méthode indiquée plushaut permet, comme cela a déjà été signalé, de distinguer une anomaliedistante d'une anomalie locale. Ce perfectionnement, sans doute utilepour affiner les résultats d'une prospection à grande échelle telle quela nôtre -qui a donc rencontré des horizons pédologiques très variés-n'est pas sans incidence sur le coût global de l'opération, puisqu'ilentraine l'immobilisation pendant un mois d'un parc important de ballonsscintillants.

Cox (1980, 1983) ne présente pas les valeurs de l'anomaliebrute correspondant à l'anomalie résiduelle* obtenues lors de ses pros¬pections TRACK ETCH à large maille (= 1 km) effectuées sur le volcanKilauea et à l'extrémité orientale de son East Rift Zone : on ne peutdonc pas apprécier le bénéfice apporté par ce perfectionnement**, et enparticulier si l'on doit attribuer à ce dernier le succès de l'éma-nométrie radon dans le repérage de certaines zones thermales d'Hawaii,connues par ailleurs, et associées à une importante perméabilité struc¬turale.

Les rares travaux publiés sur les anomalies de radon accom¬pagnant les réservoirs géothermiques relatent trois campagnes néo-zélan¬daises de prospection en maille serrée (entre 30 et 200 m, mais enmoyenne 60 m) par la méthode TRACK ETCH ou équivalente. L'exiguïté dessurfaces couvertes dans ce cas dispense généralement de mesurer larépartition du radium sur des échantillons de sol ; une étude pédo¬logique rudimentaire, avec éventuellement quelques échantillonnages,apparait cependant souvent souhaitable (Whitehead et al, 1983).

* Différence entre 1' activité volumique du gaz dans un sol et celle dugaz d'un échantillon représentatif de ce sol isolé de son contextegéologique .

* * La méthode TRACH ETCH permet également de mesurer directement l'éma¬nation d'un échantillon de sol (Fleischer et Mogro-Campero, 1978).

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paradoxalement la capacité de détecter de telles anomalies mais augmen¬terait aussi l'incertitude sur les mesures, car la courbe de diffusion a unepente très forte au voisinage immédiat de la surface. En conséquence, ilne parait pas souhaitable de réduire la profondeur d'investigation àmoins d'une cinquantaine de centimètres.

4.3. - L'anomalie résiduelle de radon

La mesure de l'émanation d'un échantillon de sol "tel q'enplace" (c'est-à-dire non séché à l'étuve) par la méthode indiquée plushaut permet, comme cela a déjà été signalé, de distinguer une anomaliedistante d'une anomalie locale. Ce perfectionnement, sans doute utilepour affiner les résultats d'une prospection à grande échelle telle quela nôtre -qui a donc rencontré des horizons pédologiques très variés-n'est pas sans incidence sur le coût global de l'opération, puisqu'ilentraine l'immobilisation pendant un mois d'un parc important de ballonsscintillants.

Cox (1980, 1983) ne présente pas les valeurs de l'anomaliebrute correspondant à l'anomalie résiduelle* obtenues lors de ses pros¬pections TRACK ETCH à large maille (= 1 km) effectuées sur le volcanKilauea et à l'extrémité orientale de son East Rift Zone : on ne peutdonc pas apprécier le bénéfice apporté par ce perfectionnement**, et enparticulier si l'on doit attribuer à ce dernier le succès de l'éma-nométrie radon dans le repérage de certaines zones thermales d'Hawaii,connues par ailleurs, et associées à une importante perméabilité struc¬turale.

Les rares travaux publiés sur les anomalies de radon accom¬pagnant les réservoirs géothermiques relatent trois campagnes néo-zélan¬daises de prospection en maille serrée (entre 30 et 200 m, mais enmoyenne 60 m) par la méthode TRACK ETCH ou équivalente. L'exiguïté dessurfaces couvertes dans ce cas dispense généralement de mesurer larépartition du radium sur des échantillons de sol ; une étude pédo¬logique rudimentaire, avec éventuellement quelques échantillonnages,apparait cependant souvent souhaitable (Whitehead et al, 1983).

* Différence entre 1' activité volumique du gaz dans un sol et celle dugaz d'un échantillon représentatif de ce sol isolé de son contextegéologique .

* * La méthode TRACH ETCH permet également de mesurer directement l'éma¬nation d'un échantillon de sol (Fleischer et Mogro-Campero, 1978).

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5 - CONCLUSIONS

La prospection géothermique par le radon n'atteint sa pleineefficacité que si la maille d'investigation est suffisamment serrée (enmoyenne 50 m) ; elle complète les autres méthodes à un stade détaillé del'exploration. Whitehead (1981) rappelle avec raison que la mailled'échantillonnage doit être deux fois plus petite que la structurerecherchée : une grille de plus de 60 m de côté a donc statistiquementpeu de chances de mettre des failles actives en évidence.

Cette remarque permet de préciser l'effort financier qui doitêtre consenti pour, par exemple, couvrir 1 km'. Si la méthode TRACK ETCHne nécessite pas la présence de personnel qualifié sur le terrain -c'estun avantage régulièrement mis en avant- le coût total (field costs inclus)ne s'en élève pas moins à 15-35 US $ (1975) par point. Il n'est que de5-20 US $ par point pour la méthode des fioles scintillantes(amortissement du scintillomètre inclus). Ces chiffres, connus de tousles prospecteurs d'uranium, ne militent pas en défaveur de la secondetechnique. Il importe de savoir que la méthode TRACK ETCH n'est utili¬sable, à des fins industrielles, que sous licence dans de nombreux pays(le traitement des films étant alors assuré par la firme Terradex).

Un opérateur isolé parvient aisément, avec une quarantaine defioles, à couvrir 20 sites par jour sur une maille serrée (4 h decomptage de bruit de fond, 2 h de terrain et 4 h de comptage de fioleséchantillonnées). L'intérêt essentiel de la méthode provient du fait queles résultats de la prospection sont connus le jour même -et donc lesanomalies immédiatement vérifiables- et non après une trentaine de jours(au moins, si on inclut le délai de traitement des films), à l'issued'une seconde campagne sur le terrain afin d'y relever les films.

En revanche, la méthode TRACK ETCH est plus sensible puisque28 traces par cm' de film et par 30 jours correspondent à 1 pCi/1 (éta¬lonnage fourni par Fleischer et Mogro-Campero, 1978) ; elle présenteaussi l'avantage d'intégrer sur une longue période de temps lesvariations à court terme de l'activité radon dans les gaz de sol*. Nousavons vu cependant que ces variations, au moins en ce qui concerne lesite étudié, ne sont pas si importantes qu'il a souvent été signalé(Klusman et Webster, 1981), et de toutes façons très inférieures auxanomalies mises en évidence par la prospection. Quelques sites deréférence, judicieusement choisis dans la maille permettent en généralde s'affranchir de cet inconvénient.

* Bien que régulièrement employée en surveillance volcanologique (Cox etal, 1980 ; Bonneville et al, 1984), cette caractéristique de laméthode TRACK ETCH n'est pas nécessairement un avantage pour ce typed' application.

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5 - CONCLUSIONS

La prospection géothermique par le radon n'atteint sa pleineefficacité que si la maille d'investigation est suffisamment serrée (enmoyenne 50 m) ; elle complète les autres méthodes à un stade détaillé del'exploration. Whitehead (1981) rappelle avec raison que la mailled'échantillonnage doit être deux fois plus petite que la structurerecherchée : une grille de plus de 60 m de côté a donc statistiquementpeu de chances de mettre des failles actives en évidence.

Cette remarque permet de préciser l'effort financier qui doitêtre consenti pour, par exemple, couvrir 1 km'. Si la méthode TRACK ETCHne nécessite pas la présence de personnel qualifié sur le terrain -c'estun avantage régulièrement mis en avant- le coût total (field costs inclus)ne s'en élève pas moins à 15-35 US $ (1975) par point. Il n'est que de5-20 US $ par point pour la méthode des fioles scintillantes(amortissement du scintillomètre inclus). Ces chiffres, connus de tousles prospecteurs d'uranium, ne militent pas en défaveur de la secondetechnique. Il importe de savoir que la méthode TRACK ETCH n'est utili¬sable, à des fins industrielles, que sous licence dans de nombreux pays(le traitement des films étant alors assuré par la firme Terradex).

Un opérateur isolé parvient aisément, avec une quarantaine defioles, à couvrir 20 sites par jour sur une maille serrée (4 h decomptage de bruit de fond, 2 h de terrain et 4 h de comptage de fioleséchantillonnées). L'intérêt essentiel de la méthode provient du fait queles résultats de la prospection sont connus le jour même -et donc lesanomalies immédiatement vérifiables- et non après une trentaine de jours(au moins, si on inclut le délai de traitement des films), à l'issued'une seconde campagne sur le terrain afin d'y relever les films.

En revanche, la méthode TRACK ETCH est plus sensible puisque28 traces par cm' de film et par 30 jours correspondent à 1 pCi/1 (éta¬lonnage fourni par Fleischer et Mogro-Campero, 1978) ; elle présenteaussi l'avantage d'intégrer sur une longue période de temps lesvariations à court terme de l'activité radon dans les gaz de sol*. Nousavons vu cependant que ces variations, au moins en ce qui concerne lesite étudié, ne sont pas si importantes qu'il a souvent été signalé(Klusman et Webster, 1981), et de toutes façons très inférieures auxanomalies mises en évidence par la prospection. Quelques sites deréférence, judicieusement choisis dans la maille permettent en généralde s'affranchir de cet inconvénient.

* Bien que régulièrement employée en surveillance volcanologique (Cox etal, 1980 ; Bonneville et al, 1984), cette caractéristique de laméthode TRACK ETCH n'est pas nécessairement un avantage pour ce typed' application.

62

La méthode TRACK ETCH a jusqu'à présent bénéficié d'une trèsefficace promotion dans la littérature scientifique spécialisée, ainsique d'un quasi monopole en prospection géothermique (Gingrich, 1984).Des succès parfois mitigés amènent désormais les prospecteurs às'interroger sur l'existence éventuelle d'autres méthodes : "There may bea faster technique of counting radon available. One field instrumentpumps soil air into a scintillation chamber and counts it for threeperiods of one minute eac?:" (Whitehead, 1984)...

Les géothermiciens ne vont donc pas tarder à redécouvrir unedes plus anciennes méthodes émanométriques, celle des chambres àscintillation, qui tient toujours une place de choix en prospection del'uranium (Hasselbom, 1982). Il n'est de toutes façons pas souhaitableque l'avenir de la prospection géothermique par le radon du sol restelié aux destinées d'une méthode unique qui, faute d'éléments de compa¬raison, n'a pas encore prouvé qu'elle était la mieux adaptée à ce typed'application.

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La méthode TRACK ETCH a jusqu'à présent bénéficié d'une trèsefficace promotion dans la littérature scientifique spécialisée, ainsique d'un quasi monopole en prospection géothermique (Gingrich, 1984).Des succès parfois mitigés amènent désormais les prospecteurs às'interroger sur l'existence éventuelle d'autres méthodes : "There may bea faster technique of counting radon available. One field instrumentpumps soil air into a scintillation chamber and counts it for threeperiods of one minute eac?:" (Whitehead, 1984)...

Les géothermiciens ne vont donc pas tarder à redécouvrir unedes plus anciennes méthodes émanométriques, celle des chambres àscintillation, qui tient toujours une place de choix en prospection del'uranium (Hasselbom, 1982). Il n'est de toutes façons pas souhaitableque l'avenir de la prospection géothermique par le radon du sol restelié aux destinées d'une méthode unique qui, faute d'éléments de compa¬raison, n'a pas encore prouvé qu'elle était la mieux adaptée à ce typed'application.

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BIBLIOGRAPHIE

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BIBLIOGRAPHIE

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Barretto, P.M.C., Clark, R.B. et Adams, J.A.S., 1972. Physical characteristicsof radon-222 emanation from rocks, soils and minerals : its relation totemperature and alpha dose. In: J.A.S. Adams, W.M. Lowder et T. F. Gesell, Eds.The Natural Radiation Environment II, Ü.S.ERDA, Springfield (Va.), p. 731-740.

Bonneville, A., Lalanne, X. et Lenat, J.F., 1984. Experimentation des méthodesde polarisation spontanée, de surveillance thermique et de l'émanation duradon au Piton de la Fournaise ; présentation du réseau de la zone sommitale.Bull. PIRPSEV, 95: 37pp.

Clements, W.E. et Wilkening, M. H., 1974. Atmospheric pressure effect on 222j^ntransport across the earth-air interface. J. Geophys. Res., 79: 5025-5029.

Cox, M.E., 1980. Ground radon survey of a geothermal area in Hawaii. Geophys.Res. Lett., 7: 283-286.

Cox, M.E., 1983. Summit outgassing as indicated by radon, mercury and pH mapping,Kilauea Volcano, Hawaii. J. Volcanol. Geotherm. Res., 16: 131-151.

Cox, M.E., Cuff, K.E. et Thomas, D.M., 1980. Variations of ground radonconcentrations with activity of Kilauea Volcano, Hawaii. Nature, 288: 74-76.

Crenshaw, W.B., Williams, S.N. et Stoiber, R.E., 1982. Fault location by radonand mercury detection at an active volcano in Nicaragua. Nature, 300:345-346.

Donnelly, T.W., Rogers, J.J.W., Pushkar, P. et Armstrong, R.L., 1971. Chemicalevolution of the igneous rocks of the Eastern West Indies : an investigationof thorium, uranium and potassium distributions and lead and strontiumisotopic ratios. Geol. Soc. Am., Mem. 130: 181-224.

Fleischer, R.L. et Mogro-Camperro, A., 1978. Mapping of integrated radonemanation for detection of long-distance migration of gases within theearth : techniques and principles. J. Geophys. Res., 83: 3539-3549.

Fleischer, R.L. et Mogro-Camperro, A., 1980. Techniques and principles formapping of integrated radon emanation within the earth. In: T.F. Gesellet W.M. Lowder, Eds. Natural Radiation Environment III, U.S. DOE, Springfield(Va.), p. 57-71.

Fleischer, R.L., Alter, H.W., Furman, S.C., Price, P.B. et Walker, R.M., 1972.Particle track etching. Science, 178: 255-263.

Gingrich, J.E., 1984. Radon as a geochemical exploration tool. J. Geochem.Explor., 21: 19-39.

Gingrich, J.E. et Fisher, J.C, 1976. Uranium exploration using the TRACK ETCHmethod. In: Exploration for Uranium Ore Deposits (Proceedings of a Symposiumheld in Vienna, 29 March-2 April 1976). I.A.E.A., Vienna, p. 213-227.

o

Hasselbom, A., 1982. Studies of radon-measuring techniques in soil-gas. In:Uranium Exploration methods (Proceedings of a Symposium held in Paris,1-4 June 1982). N.E.A. (0ECD)/I.A.E.A., Paris, p. 537-543.

Israël, H. et Bjornsson, S., 1967. Radon (Rn^^a^ ^nd thoron (Rn220) ¿n soilair over faults. Z. Geophys., 33(1): 48-64.

- 64

Barretto, P.M.C., Clark, R.B. et Adams, J.A.S., 1972. Physical characteristicsof radon-222 emanation from rocks, soils and minerals : its relation totemperature and alpha dose. In: J.A.S. Adams, W.M. Lowder et T. F. Gesell, Eds.The Natural Radiation Environment II, Ü.S.ERDA, Springfield (Va.), p. 731-740.

Bonneville, A., Lalanne, X. et Lenat, J.F., 1984. Experimentation des méthodesde polarisation spontanée, de surveillance thermique et de l'émanation duradon au Piton de la Fournaise ; présentation du réseau de la zone sommitale.Bull. PIRPSEV, 95: 37pp.

Clements, W.E. et Wilkening, M. H., 1974. Atmospheric pressure effect on 222j^ntransport across the earth-air interface. J. Geophys. Res., 79: 5025-5029.

Cox, M.E., 1980. Ground radon survey of a geothermal area in Hawaii. Geophys.Res. Lett., 7: 283-286.

Cox, M.E., 1983. Summit outgassing as indicated by radon, mercury and pH mapping,Kilauea Volcano, Hawaii. J. Volcanol. Geotherm. Res., 16: 131-151.

Cox, M.E., Cuff, K.E. et Thomas, D.M., 1980. Variations of ground radonconcentrations with activity of Kilauea Volcano, Hawaii. Nature, 288: 74-76.

Crenshaw, W.B., Williams, S.N. et Stoiber, R.E., 1982. Fault location by radonand mercury detection at an active volcano in Nicaragua. Nature, 300:345-346.

Donnelly, T.W., Rogers, J.J.W., Pushkar, P. et Armstrong, R.L., 1971. Chemicalevolution of the igneous rocks of the Eastern West Indies : an investigationof thorium, uranium and potassium distributions and lead and strontiumisotopic ratios. Geol. Soc. Am., Mem. 130: 181-224.

Fleischer, R.L. et Mogro-Camperro, A., 1978. Mapping of integrated radonemanation for detection of long-distance migration of gases within theearth : techniques and principles. J. Geophys. Res., 83: 3539-3549.

Fleischer, R.L. et Mogro-Camperro, A., 1980. Techniques and principles formapping of integrated radon emanation within the earth. In: T.F. Gesellet W.M. Lowder, Eds. Natural Radiation Environment III, U.S. DOE, Springfield(Va.), p. 57-71.

Fleischer, R.L., Alter, H.W., Furman, S.C., Price, P.B. et Walker, R.M., 1972.Particle track etching. Science, 178: 255-263.

Gingrich, J.E., 1984. Radon as a geochemical exploration tool. J. Geochem.Explor., 21: 19-39.

Gingrich, J.E. et Fisher, J.C, 1976. Uranium exploration using the TRACK ETCHmethod. In: Exploration for Uranium Ore Deposits (Proceedings of a Symposiumheld in Vienna, 29 March-2 April 1976). I.A.E.A., Vienna, p. 213-227.

o

Hasselbom, A., 1982. Studies of radon-measuring techniques in soil-gas. In:Uranium Exploration methods (Proceedings of a Symposium held in Paris,1-4 June 1982). N.E.A. (0ECD)/I.A.E.A., Paris, p. 537-543.

Israël, H. et Bjornsson, S., 1967. Radon (Rn^^a^ ^nd thoron (Rn220) ¿n soilair over faults. Z. Geophys., 33(1): 48-64.

- 65

Klusman, R.W. et Webster, J.D., 1981. Preliminary analysis of meteorologicaland seasonal influences on crustal gas emission relevant to earthquakeprediction. Bull. Seismol. Soc. Am., 71(1): 211-222.

Kraner, H.W. , Schroeder, G.L. et Evans, R.D., 1964. Measurements of the effectsof atmospheric variables on radon-222 flux and soil-gas concentrations.In: J.A.S. Adams et W.M. Lowder, Eds. Natural Radiation Environment, TheUniversity of Chicago Press, Chicago, p. 191-215.

Lucas, H.F., 1957. Improved low-level alpha-scintillation counter for radon.Rev. Sci. Instr., 28(9): 680-683.

Mogro-Camperro, A. et Fleischer, R.L., 1977. Subterrestrial fluid convection :a hypothesis for long-distance migration of radon within the earth. EarthPlanet. Sci. Lett., 34: 321-325.

Mogro-Camperro, A. et Fleischer, R.L., 1980. Search for long-distance migrationof subsurface radon. In: T.F. Gesell et W.M. Lowder, Eds. Natural RadiationEnvironment III, U.S. DOE, Springfield (Va.), p. 72-83.

Morse, R.H., 1976. Radon counters in uranium exploration. In: Exploration forUranium Ore Deposits (Proceedings of a Symposium held in Vienna, 29 March-2 April 1976). I. A.E. A., Vienna, p. 229-239.

Pacer, J.C, 1982. Radon measurement techniques for uranium exploration. In:Uranium Exploration Methods (Proceedings of a Symposixim held in Paris,1-4 June 1982). N.E.A. (0ECD)/I.A.E.A., Paris, p. 495-504.

Pannetier, R., 1966. Vade-Mecum du Technicien, Tome premier. R. Pannetier,Paris, 772 pp.

Pradel, J. et Billard, F., 1959. Le thoron et les risques associés dans lamanipulation des composés du thorium. Rapport CE. A., R-l 165, 42 pp.

Pradel, J., Billard, F., Miribel, J., Gangloff, A., Puybaraud, Y. et Tayeb, G.,1963. La prospection de l'uranium par le radon. Rapport CE. A., R-2330, 29pp.

Schroeder, G.L., Kraner, H.W. et Evans, R.D., 1965. Diffusion of radon inseveral naturally occuring soil types. J. Geophys. Res., 70: 471-474.

Smith, A.Y., Barretto, P.M.C et Fournis, S., 1976. Radon methods in uraniumexploration. In: Exploration for Uranium Ore Deposits (Proceedings of aSymposium held in Vienna, 29 March-2 April 1976). I. A.E. A., Vienna, p. 185-211

Stoker, A.K. et Kruger, P., 1975. Radon measurements in Geothermal Systems.Rapport SGP-TR-4, Stanford University, Stanford (Ca.),

Tanner, A.B., 1964a. Radon migration in the ground : a review. In: J.A.S. Adamset W.M. Lowder, Eds. Natural Radiation Environment, The University ofChicago Press, Chicago, p. 161-190.

Tanner, A.B., 1964b. Physical and chemical controls on distribution of radium-226 and radon-222 in ground water near Great Salt Lake, Utah. In: J.A.S.Adams and W.M. Lowder, Eds. Natural Radiation Environment, The Universityof Chicago Press, Chicago, p. 253-278.

- 65

Klusman, R.W. et Webster, J.D., 1981. Preliminary analysis of meteorologicaland seasonal influences on crustal gas emission relevant to earthquakeprediction. Bull. Seismol. Soc. Am., 71(1): 211-222.

Kraner, H.W. , Schroeder, G.L. et Evans, R.D., 1964. Measurements of the effectsof atmospheric variables on radon-222 flux and soil-gas concentrations.In: J.A.S. Adams et W.M. Lowder, Eds. Natural Radiation Environment, TheUniversity of Chicago Press, Chicago, p. 191-215.

Lucas, H.F., 1957. Improved low-level alpha-scintillation counter for radon.Rev. Sci. Instr., 28(9): 680-683.

Mogro-Camperro, A. et Fleischer, R.L., 1977. Subterrestrial fluid convection :a hypothesis for long-distance migration of radon within the earth. EarthPlanet. Sci. Lett., 34: 321-325.

Mogro-Camperro, A. et Fleischer, R.L., 1980. Search for long-distance migrationof subsurface radon. In: T.F. Gesell et W.M. Lowder, Eds. Natural RadiationEnvironment III, U.S. DOE, Springfield (Va.), p. 72-83.

Morse, R.H., 1976. Radon counters in uranium exploration. In: Exploration forUranium Ore Deposits (Proceedings of a Symposium held in Vienna, 29 March-2 April 1976). I. A.E. A., Vienna, p. 229-239.

Pacer, J.C, 1982. Radon measurement techniques for uranium exploration. In:Uranium Exploration Methods (Proceedings of a Symposixim held in Paris,1-4 June 1982). N.E.A. (0ECD)/I.A.E.A., Paris, p. 495-504.

Pannetier, R., 1966. Vade-Mecum du Technicien, Tome premier. R. Pannetier,Paris, 772 pp.

Pradel, J. et Billard, F., 1959. Le thoron et les risques associés dans lamanipulation des composés du thorium. Rapport CE. A., R-l 165, 42 pp.

Pradel, J., Billard, F., Miribel, J., Gangloff, A., Puybaraud, Y. et Tayeb, G.,1963. La prospection de l'uranium par le radon. Rapport CE. A., R-2330, 29pp.

Schroeder, G.L., Kraner, H.W. et Evans, R.D., 1965. Diffusion of radon inseveral naturally occuring soil types. J. Geophys. Res., 70: 471-474.

Smith, A.Y., Barretto, P.M.C et Fournis, S., 1976. Radon methods in uraniumexploration. In: Exploration for Uranium Ore Deposits (Proceedings of aSymposium held in Vienna, 29 March-2 April 1976). I. A.E. A., Vienna, p. 185-211

Stoker, A.K. et Kruger, P., 1975. Radon measurements in Geothermal Systems.Rapport SGP-TR-4, Stanford University, Stanford (Ca.),

Tanner, A.B., 1964a. Radon migration in the ground : a review. In: J.A.S. Adamset W.M. Lowder, Eds. Natural Radiation Environment, The University ofChicago Press, Chicago, p. 161-190.

Tanner, A.B., 1964b. Physical and chemical controls on distribution of radium-226 and radon-222 in ground water near Great Salt Lake, Utah. In: J.A.S.Adams and W.M. Lowder, Eds. Natural Radiation Environment, The Universityof Chicago Press, Chicago, p. 253-278.

66

Tanner, A.B., 1980. Radon migration in the ground : a supplementary review.In: J.A.S. Adams, W.M. Lowder et T.F. Gesell, Eds. The Natural RadiationEnvironment II, U.S. ERDA, Springfield (Va.), p. 5-56.

Whitehead, N.E., 1981. A test of radon ground measurements as a geothermalprospecting tool in New Zealand. N.Z. J. Sci., 24: 59-64.

Whitehead, N.E., 1984. Geothermal prospecting by ground radon measurements.J. Volcanol. Geotherm. Res., 20: 213-229.

Whitehead, N.E., Gingrich, J.E. et Fischer, J.C, 1983. A New Zealand testof the TRACK ETCH method of prospecting for geothermal steam. J. Volcanol.Geotherm. Res., 15: 339-354.

66

Tanner, A.B., 1980. Radon migration in the ground : a supplementary review.In: J.A.S. Adams, W.M. Lowder et T.F. Gesell, Eds. The Natural RadiationEnvironment II, U.S. ERDA, Springfield (Va.), p. 5-56.

Whitehead, N.E., 1981. A test of radon ground measurements as a geothermalprospecting tool in New Zealand. N.Z. J. Sci., 24: 59-64.

Whitehead, N.E., 1984. Geothermal prospecting by ground radon measurements.J. Volcanol. Geotherm. Res., 20: 213-229.

Whitehead, N.E., Gingrich, J.E. et Fischer, J.C, 1983. A New Zealand testof the TRACK ETCH method of prospecting for geothermal steam. J. Volcanol.Geotherm. Res., 15: 339-354.

- 67 -

* ************************

ANNEXE I

- 67 -

* ************************

ANNEXE I

68 -

Evolution, en fonction du temps, de l'activité des

descendants du radiuni-226, du radon-222 et du radon-220.

Les calculs permettant d'aboutir aux valeurs reportées dans

les tableaux de cette annexe se réduisent à la résolution

de systèmes d'équations différentielles linéaires du premier

ordre (Stoker et Kruger, 1975).

68 -

Evolution, en fonction du temps, de l'activité des

descendants du radiuni-226, du radon-222 et du radon-220.

Les calculs permettant d'aboutir aux valeurs reportées dans

les tableaux de cette annexe se réduisent à la résolution

de systèmes d'équations différentielles linéaires du premier

ordre (Stoker et Kruger, 1975).

69 -

1020

3040

5060

7080

90

100110128130

140150

160170180190

200210

226230240

250260270280290300310320336340350360370380390400

410420430440450

MñX dans l'unitéit» BEEP 200. 26

" RADON ^'

DI3P " t-t FILIATION RñDIOACT1\>£ »»"DI8P " 8 DI3P ""

» ENTREE DES PARftrtETREStttftXtXXtXttttttttttttt:

Din RfC243,T';4;'DISP "HOMBRE DE RADIOHL'CL IDES ";» BEEP 200.. 20INPUT NIF N:>4 then BEEP ê DISP "ATTN N intérieur ou e-sal s 4"

e DISP " 8 GOTO 60DISP "UNITE DE TEMPS Ca.j.. h.un:' ;© BEEP 200.. 20INPUT TíFOR 1=1 TO N[-, JÇ,p il

DISP "RADIONUCLIDE No".;I;"iK- 22Z-P.n> ".;e BEEP 208.20INPUT R*C6*I-5,6*I3DISP "Dans 1 'unite choisie^PERIODE ";e BEEP 200.20INPUT T(:i>NEXT IDISP ""DISP "TEMPS

chci £ ieINPUT nIF M;999 THEN BEEP S DISP "flTTN M inférieur ou e?al a9Ç)Q» e DISP "" e GOTO 190CLEARCRT OFFREM tttttfXXttttttttXtttXtfit

t CALCUL DES ACTIVITES *ttttttttxttt*x*ttttttttt

DIM L'4:',ei;4.4:>FOR 1=1 TO NL';i .'=L0G';2>''Ta>NEXT IFOP J=l TO NFOR 1=1 TO HIF Ï-J THEN 330Q <: I . J > =L < J ) '^ < L < J > -L <: I > ;'

NEXT INEXT JGOSUE 660FOR T=0 TO MA0=1fi 1 =P0i:EXP < - ( L 'C 1 > «T :> >

IF N=l THEN 540ñ2=ñ0X ( Q f 1 .. 2 > »EXP '; - < L < 1 .) * T :> >

-&.(.\,2 > *EXP < - ': L «r 2 > *T > :-' .'

IF N=2 THEN 560Q1=G!<1.. 2 >*¤': 1 ,3>Q2=Q''1,2>*Q<:2..3>G3=e':i..3>«e<3.2>A3=A0*<Ql»EXP(-<Lv 1 >«T^ >-Q2texP';-<l<2>«t>>-q3*exp>-':L';3>*t:'>>

460470480490500510

520530

540550560570580590600

610620630640650660

670680690700710720730740750760770780790

880810

820830

840850860

870880890

900

910

IF N=3Q1=Q(1.Q2=Q<1.Q3=Q<1.e4=Q<l.

THEN 580.2>*Q(.1.3>*Gi<l .4;'2>*e<2.. 3>*S<2,4:>

.3)»Q<3,2^*Q^3..4;4)*0(4,2>*CK4,3:'

A4=A0*<Q1»EXP<:-<L<1>»T>>-Q21cEXP <-<L(2)*T)>-Q3*EXP(-v 11:3;'*T>)-Q4tEXPi-<L<4>tT>>>IF N=4 THEN 600REM XXXX*%X%XX%XXXXXt.XtXXXtX

XXXXtX IMPRESSION XXXtXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

900

900

900

900

PRINT USINGGOTO 610PRINT USINGGOTO 610PRINT USINGGOTO 610PRINT USING.A4FOR J=59 TOIF T=J THENNEXT JNEXT TGOTO 860PRINT -" e°" e PRINTCRT ONDISP ""DISP "DECOUPAGEWAIT 5000CLEARCRT OFFIF M=l THENIF N=2 THENIF N=3 THENIF N=4 THENPRINT USINGGOTO 840PRINT USING.. R$C7,12DGOTO 840PRINT USING,RiC7, 123.RÍC13..GOTO 840PRINT USING 890,R<:C7, 123.RÍC13..3PRINT ""RETURNPRINT "" e PRINT

T.Al

T,A1. A2

T.ftl, A2.fl3

T, Al, A2..A3

944 STEP 60GOSUB 6¤£!

PRINT "» » PRINT"" e PRINT ""

PAPIER js>'

77079681083e890

890

890

T*,R*C1.63

T*. R*CI.. 63

; T*.RiCl183

, T*. R*C1.183.. R*C19.

63

6324

e PRINT"" e PRINT ""CRT ONDISP "FIN"IMAGE X.2A,2X..6fiIMAGE 3D.2X.. D4D.X,D .40END

e PRINT

6Ai X.6H.. X. 6Ai X

4D.X,D.4D.X.D.

Programme BASIC (HP 85) permettant le calcul et l'impression

des tableaux suivants

69 -

1020

3040

5060

7080

90

100110128130

140150

160170180190

200210

226230240

250260270280290300310320336340350360370380390400

410420430440450

MñX dans l'unitéit» BEEP 200. 26

" RADON ^'

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» ENTREE DES PARftrtETREStttftXtXXtXttttttttttttt:

Din RfC243,T';4;'DISP "HOMBRE DE RADIOHL'CL IDES ";» BEEP 200.. 20INPUT NIF N:>4 then BEEP ê DISP "ATTN N intérieur ou e-sal s 4"

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DISP "RADIONUCLIDE No".;I;"iK- 22Z-P.n> ".;e BEEP 208.20INPUT R*C6*I-5,6*I3DISP "Dans 1 'unite choisie^PERIODE ";e BEEP 200.20INPUT T(:i>NEXT IDISP ""DISP "TEMPS

chci £ ieINPUT nIF M;999 THEN BEEP S DISP "flTTN M inférieur ou e?al a9Ç)Q» e DISP "" e GOTO 190CLEARCRT OFFREM tttttfXXttttttttXtttXtfit

t CALCUL DES ACTIVITES *ttttttttxttt*x*ttttttttt

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460470480490500510

520530

540550560570580590600

610620630640650660

670680690700710720730740750760770780790

880810

820830

840850860

870880890

900

910

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XXXXtX IMPRESSION XXXtXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

900

900

900

900

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T.Al

T,A1. A2

T.ftl, A2.fl3

T, Al, A2..A3

944 STEP 60GOSUB 6¤£!

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77079681083e890

890

890

T*,R*C1.63

T*. R*CI.. 63

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, T*. R*C1.183.. R*C19.

63

6324

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e PRINT

6Ai X.6H.. X. 6Ai X

4D.X,D.4D.X.D.

Programme BASIC (HP 85) permettant le calcul et l'impression

des tableaux suivants

- 70 -

ft-,n 2.

0 1

12345678a

10:i121314151617181920212223242526£, f

2829303132J -i2-^353637383940414243444546-4748495051^ 1'

535-*5556575859

:2-Pr, 2

0000 0qqQQ

9997. 999699959994999299919990998999879986998599849982998"l998099799977997699759974997299719970996999679966996599649962996199609959995799569955995499529951995099499947994699459944994299419940Q939

9937993699359934993299319930992999279926

le-Po

. 0000. 2033.3652.4942.5969.6737.7439.7958.8371.8700.8962.9170.9336.94689573

.96569722

.977498169848987498949Q10992399j399409946995099539955995799589958995999589958995899579956995599549953995299519950994999479946994599449943994199409939993899369935993499339931

2!4-Bi

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. 1020

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.28842992

.3100

.3207

.3314

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. 36323737

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214-ei

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.6333

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.7509

.7561

.7611

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To t aiot

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TABLEAU A. Filiation à courte période du radon-222 ; le bismuth-214, émetteur 6,

est considéré ici coimie un "pseudo-émetteur a" puisque son descendant

direct l'émetteur a polonium-214 possède une période extrême¬

ment courte (inférieure à 200 ys). La contribution du descendant

à vie longue polonium-210 à l'activité a totale est ici négligeable.L'activité initiale du radon-222 est prise égale à l'unité.

- 70 -

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.96569722

.977498169848987498949Q10992399j399409946995099539955995799589958995999589958995899579956995599549953995299519950994999479946994599449943994199409939993899369935993499339931

2!4-Bi

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.28842992

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214-ei

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To t aiot

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TABLEAU A. Filiation à courte période du radon-222 ; le bismuth-214, émetteur 6,

est considéré ici coimie un "pseudo-émetteur a" puisque son descendant

direct l'émetteur a polonium-214 possède une période extrême¬

ment courte (inférieure à 200 ys). La contribution du descendant

à vie longue polonium-210 à l'activité a totale est ici négligeable.L'activité initiale du radon-222 est prise égale à l'unité.

- 71

222-Pr, 218-Po 2l4-Bi Totalo 222-Rn 218-Po 214-Bi Totaloc

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98509849 .

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.9283

.9296

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.9498

.9506

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1811821831841851861871881891901911921931941951961971931*9200201202203204205206207203209210211212213214215216217213219220221222223224225226227228229230231232233234235236237233239

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58575654

Q752

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.9682

.9634

.9686

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.9703

.9704

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.9521

.9523

.9534

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.9577

.9582

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TABLEAU A. Suite.

- 71

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.9793

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.9781

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«776977597749772977197709769976797669765976497629761976097599758975697559754975397519750974997489746974597449743974297409739973897379735973497339732973197299728972797269724972397229721972097 IS971797169715971397129711971097099707970697059704

9781978097799778977697759774977397729770976997689767976597649763976297609759979797979Q

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Q752

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.9682

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.9523

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9144914491449143914391439142914291419140914091399138913791369135913491329131913991289127912691249 1 22

TABLEAU A. Suite.

- 72

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,96609659

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9631

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,96589657

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14-Bi

.9711

.9711

.9712

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. 9717

.9717

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.97149714971397139713

,9712.9712971197119710970997099708970897079706970697059794970497039702970197019700

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.9698

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.9691

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.9686

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TABLEAU A. Suite.

- 72

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. 9669966896679666

.9665966396629661

,96609659

,965796569655965496529651965096499648964696459644964396429640963?963896379635963496339632 .

9631

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.96689666

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.96609659

,96589657

,96559654965396529651964996489647964696449643964296419640963896379636

14-Bi

.9711

.9711

.9712

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. 9717

.9717

.97179716

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.97149714971397139713

,9712.9712971197119710970997099708970897079706970697059794970497039702970197019700

To Talc:

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7 ^ ? ^

1 ' 26271 .25321 .24381 .23441 .2251

TABLEAU A. Suite : intervalle de temps = 1 heure.

74

.J

01o

7

456r

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26¿ i

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=17

545556575859

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. 0002

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.9001

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21S-PO

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.0001

.9901

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214-Bi

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.8418

.7922

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.9903

.9092

.0902

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.9901

.9001

.0991

.9000

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.9961

.9892

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.9270

.0225

.9188

.8157

.9131

.910?

.9991

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. 9053

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.9037

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. 0026

.9021

.9013

.0015

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.9001

.9091

.9001

.9001

.9001

TABLEAU A. Suite : intervalle de temps = 1 jour.

74

.J

01o

7

456r

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. 09030003

. 0002

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.9001

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21S-PO

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.0975

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.9901

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214-Bi

. 9990

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.9903

.9092

.0902

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.9901

.9001

.0991

.9000

.0009. 9000. 9090. 9990

Tot alo

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.8462

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. r9351656

. 1381

. 1152

.9961

.9892

.066?

.9553

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.93880324

.9270

.0225

.9188

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.9131

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.9991

.90769063

. 9053

.9944

.9037

.9031

. 0026

.9021

.9013

.0015

.9012

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.9001

.9091

.9001

.9001

.9001

TABLEAU A. Suite : intervalle de temps = 1 jour.

75

2!4-Pb 214-t:

S10203040S"'»60708090

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.0000. 0000000>3

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. 0000

.9000

. 9000. 90000000

.9000

.0000. 0000

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.9991

.9901

.9991

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.9005

. 9004

. 90939002

.0002

.9901

.99019901

.9001. 9000

TABLEAU B. Evolution de l'activité a totale dans un volume fermé après

vidange du radon-222 supposé en équilibre radioactif avec ses

descendants à courte période au temps t = 0. Pour simplifier,les activités initiales sont prises égales â Tunité {n.b. : leplomb-214 est un émetteur 6).

75

2!4-Pb 214-t:

S10203040S"'»60708090

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i , 0000. 10300106

.9011. 000 1

. 0000

.0000. 0000000>3

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.0000. 0000. 9000.00000000

. 0000

.9000

. 9000. 90000000

.9000

.0000. 0000

OOPifl.9000. 9000.9990. 9000.9000. 0000. 9900.9000. 9000.9000. 9000.9099.9900.9090.9000.9000. 9000.0000. 9000

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. 1846. 1425

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.8183

.7111

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. 9906

.9995

.9004

.9993

.9902

.9992

.9991

.9991

.9901

.9991

.9990

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.9262

.8199

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.9005

. 9004

. 90939002

.0002

.9901

.99019901

.9001. 9000

TABLEAU B. Evolution de l'activité a totale dans un volume fermé après

vidange du radon-222 supposé en équilibre radioactif avec ses

descendants à courte période au temps t = 0. Pour simplifier,les activités initiales sont prises égales â Tunité {n.b. : leplomb-214 est un émetteur 6).

16

s

01

23456739

1011121314151617131920212223242526272329303132333435363733t;.3

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220-Rn

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216-Po

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. 5954

.5879. 5895.57315659

.5537.5517.5447.5378.5319.5243.5177.5111.5947.4983.4929.4358.4796.4736

212-Bi 1

-.9999 1

9000 1

.9990 1

9000 1

.9090 1

.9990 1

.9999 ].9900 1

.0999 1

.9900 1

.9990 Í

.0990 3

.9900 1

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.9999 1

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.9990 j

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.9000 1

.9999 ;

.9000 ¡

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.90909900 :

.90909900 :

.9990. 9000.9990. 9090. 9090. 9900

"órala

: .9999.9645

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l .2353l ,21971 .2043l .18911 .1740l . 1592l . 1446l . 13011 . 1158l . 10171 .0373l . 97401 9695l .94711 .9338l ,92081 .0979

.9951

.9826

.9791

.9579

.9458

220-Rn 216-Po 212-Bi Totale:

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100191192193104195196107108109lie111112113114115116117118119

,4662.4603.4545.4483.4431.4375. 4320.4265.4211.4153. 4 1 05.4054.4902.3952.3902.3852.3804.3756. 3708.3661.3615.3569.3524.3480.3436

5.^ïQ?

. 4676

.4617

.4558.4501.4444.4388.4332.4278.4224.4170.4117.4065.4014.3963.3913.3364.3815.3767.3719.3672.3626.35803535

.3499

.34463492

3350.3397.3265.3224.3183.3143.3103.3064.3025. 2937.2949.2912. 2875.2339.2803.2768. 2733.2693.2664.2638. 2597.2564. 2532.2500.2468.2437. 2406.2376.2346.2316.2287.2253.2230

2201

.3359

.33173275

.3234

.3193

.3152

.3113.3073. 3934.2996.2958.2921.2384.2847.2811.2776.2741.2706.2672.2638.2605.2572.2539.2597.2476.2444.2413.2383. 2353.23232294

.2265. 2236.2203

9000. 9900, 9000.9000. 0000.9900.9000. 90009900

.9090

.9900

.9999

.9900

.09909900

.9900

. 9900.90009000

.9900

. 9000

.9000

.9000

.9000

.9000. 9900.9900.9000.9900.9000. 9000.09009900

.9990

.9000

.9999

.9990

.9909

. 9990.9990. 9900.9999.9990.99999990

.9999

.9900.99999900

.99009990

.0090

.9000

.9900. 9000.9000.9000.9000. 90009900

933S9229

.91048*^89

.88 759763

.8652.8543.8435.8323.8223.8119.8016.7915.7315.7716.761?.75237427

.7334,7241.7149.705?.6979.68826795

.6709

.6624

. 6540.6453.6376.6296.6216.61386960

.5983

.5908

.5333

.575?

.5637

.5615

.5544

.5474

.5405

.5336

.5269

.5202

.51365072

.5007

.4944.4382.4820.4759.469?46404581

.45234466

.4410

TABLEAU C. Filiation radioactive du radon-220 . Le bismuth-212 est à la foisémetteur a (33,7%) et 3 (66,3%) mais dans ce dernier cas, son

descendant a, le polonium-212, est de période extrêmement courte

(inférieure à la y s), si bien qu'il apparait également comme un

"pseudo-émetteur a" â part entière. L'activité initiale du

radon-220 est prise égale â l'unité.

16

s

01

23456739

1011121314151617131920212223242526272329303132333435363733t;.3

404142434445464743495051525354

56575859

220-Rn

1 .9000.9874.9749. 9626.9504.9384.9265.9148.9933.8918.8306.8694.8585.8476.8369. 8263.8159. 8056.7954.7853.7754. 7656. 7559.7464.7369.7276.7134.7094.7004.6915.6823.6742.6657.6572.6489.6407.6326.6246.6167.6090.6013.5937. 5862.5787.5714.5642.5571,5500.5431.5362.5295.5228.5162.5096.5032.4968.4906.4844.4782.4722

216-Po

9 9999.9771.9776.9654.9532.9412.9293.9175.9959. 8945.8832. 8720.8619.8501.8394. 8288.8133.8979.7977. 7876.7777.7679.7582.7486.7391.7298.7206.7114.7925. 6936.6848.6762.6676.6592.6508. 6426.6345.6265.6186.61676930

. 5954

.5879. 5895.57315659

.5537.5517.5447.5378.5319.5243.5177.5111.5947.4983.4929.4358.4796.4736

212-Bi 1

-.9999 1

9000 1

.9990 1

9000 1

.9090 1

.9990 1

.9999 ].9900 1

.0999 1

.9900 1

.9990 Í

.0990 3

.9900 1

.9090 i

.9900 1

.9900 ]

.9909 1

.9900 i

.9000 1

.9990 ]

.9999 1

.9000 ]

.9990 j

.9900 ]

.9090 :

.9000 1

.9999 ;

.9000 ¡

.9099 :

.9900 ]

.9990 :

.9900 ¡

.9990 :

.9000 ]

.9000 :

.9900 :

.9090 :

.9900 :

.9900 :

.9900 :

.9900 :

.9990 :

.9900 :

.9900 :

.9090

.9990 :

.9900

.0900 :

.9900

.9900 :

.90909900 :

.90909900 :

.9990. 9000.9990. 9090. 9090. 9900

"órala

: .9999.9645

I .9525, . 9280i .9936, .87951 .8558. .83231 .8992. .7863[ .7637. ,74141 .7194, .69771 .6763; ,65511 ,6342L . 6 1 351 .59311 .57301 .55311 . 5335t .5141l .4950l .4761l . 4574l .4390l 429SL .4029l .3851l .3676l . 3503l .3333l . 3 1 64l .2998l . 2834l .2671l . 25 1 1

l .2353l ,21971 .2043l .18911 .1740l . 1592l . 1446l . 13011 . 1158l . 10171 .0373l . 97401 9695l .94711 .9338l ,92081 .0979

.9951

.9826

.9791

.9579

.9458

220-Rn 216-Po 212-Bi Totale:

60616263646566676 S6970717273747576777879808182838485868788899091929394959697939?

100191192193104195196107108109lie111112113114115116117118119

,4662.4603.4545.4483.4431.4375. 4320.4265.4211.4153. 4 1 05.4054.4902.3952.3902.3852.3804.3756. 3708.3661.3615.3569.3524.3480.3436

5.^ïQ?

. 4676

.4617

.4558.4501.4444.4388.4332.4278.4224.4170.4117.4065.4014.3963.3913.3364.3815.3767.3719.3672.3626.35803535

.3499

.34463492

3350.3397.3265.3224.3183.3143.3103.3064.3025. 2937.2949.2912. 2875.2339.2803.2768. 2733.2693.2664.2638. 2597.2564. 2532.2500.2468.2437. 2406.2376.2346.2316.2287.2253.2230

2201

.3359

.33173275

.3234

.3193

.3152

.3113.3073. 3934.2996.2958.2921.2384.2847.2811.2776.2741.2706.2672.2638.2605.2572.2539.2597.2476.2444.2413.2383. 2353.23232294

.2265. 2236.2203

9000. 9900, 9000.9000. 0000.9900.9000. 90009900

.9090

.9900

.9999

.9900

.09909900

.9900

. 9900.90009000

.9900

. 9000

.9000

.9000

.9000

.9000. 9900.9900.9000.9900.9000. 9000.09009900

.9990

.9000

.9999

.9990

.9909

. 9990.9990. 9900.9999.9990.99999990

.9999

.9900.99999900

.99009990

.0090

.9000

.9900. 9000.9000.9000.9000. 90009900

933S9229

.91048*^89

.88 759763

.8652.8543.8435.8323.8223.8119.8016.7915.7315.7716.761?.75237427

.7334,7241.7149.705?.6979.68826795

.6709

.6624

. 6540.6453.6376.6296.6216.61386960

.5983

.5908

.5333

.575?

.5637

.5615

.5544

.5474

.5405

.5336

.5269

.5202

.51365072

.5007

.4944.4382.4820.4759.469?46404581

.45234466

.4410

TABLEAU C. Filiation radioactive du radon-220 . Le bismuth-212 est à la foisémetteur a (33,7%) et 3 (66,3%) mais dans ce dernier cas, son

descendant a, le polonium-212, est de période extrêmement courte

(inférieure à la y s), si bien qu'il apparait également comme un

"pseudo-émetteur a" â part entière. L'activité initiale du

radon-220 est prise égale â l'unité.

- 11 -

ç:

120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167163169170171172173174175176177178179

22e-Rri

.2174

.2146

.2119. 2092. 2066.2040.2014. 1983.1963. 1939. 1914.18901866

. 1842. 1819

1796. 1773. 1751. 1729. 1707. 1685. 1664. 1643. 1622. 1602. 1582.1562. 1542.1522. 1503. 1484. 1465. 1447. 1429. 1411. 1393. 1375. 1358. 1341. 1324. 1307. 1290. 1274. 1258.1242. 1226. 1211.1196.1180. 1166. 1151.1136. 1122. 1108. 1994.1080. 1066. 1953.1939. 1926

216-Po

.2180

.2152

.2125

. 2998

.2072.2046.2020. 1994. 1969. 1944. 1920. 1895.1871. 1848. 1824. 1301.1779. 1756

. 1734

.1712. 1690. 1669. 1648. 1627. 1607. 1586. 1566.1546.1527. 1508. 1489. 1470. 1451. 1433. 1415. 1397. 1379. 1362. 1345. 1328. 1311.1294. 1278. 1262. 1246. 1230.1214. 1199. 1184.1169.1154.1149.1125.1111. 1997. 1983.1969. 1956.1943. 1929

212-Bi

99009900

. 9000

.0999

.9900

.9900. 9000.9000.9900. 9900.9900.9999.9900.9999.9990.9999.9900.9990.9000.9999.9900.9000.9000.9900. 9900.9999. 9900.9999.9900.9900.99909900

.9990

.9900. 9990. 9999.9900.90099900

. 99999000

.9990. 9990.9990.9990.0909. 9000.9999.9900.9999.99909999

.9990

.90999900

.9099. 9900.9999.9990.9999

Totale

. 4354

.4299

.4244

.4191. 4 1 38.4986.49343983

.3933

.3383

.3834

.3785

.3738

.3699

.3644^59ñ

. 3552

.3507

.3463

.3419

.3376. 3333.3291.3250.3299.31683128

.3988

.304?

.3911. 2973.2935. 2898.2862.2825.2799. 2754.2729.2685.2651.2618.2585.2552.2529.2488.2457.2426.2395.2365.2335. 2395.2276.22472219

.2191

.2163

.2136

.2199.2982.2956

220-Rrí 216-Po 212-Bi Totale:

18018118218316413518618718818919019119219319419519619719819'^20020120220320428520-.207208209210211212213214215216217213219220221222223224225226227228

230231232233234235236237238239

1013. 1901.9983.0975.9963.9951.0939.9927.9915.9994.9892.9881,9870. 9359.9848.9837.9827.08169806

.9796

.9786

.9776

.9766

.9756.9747.9737.9728.9719.9710.0791.9692.9683. 9675. 9666.9658.9649.9641.9633.9625.9617.9699.9692.0594.0586.9579.9572.0565.9557.6559.9543.6537.9530.0523.9516.9510.9503.9497.9491.9485.0479

1016. 1904.9991.9978.6966.9954.9942.9939.9918.9996. 6895.9834.9873.9861.9851.9849.6829.9819.9398.9798. 9788.0778.9768.9759.9749.9740.6730.9721.9712.9793.9694.9685.6677.6668.6669.9651.96439635

.6627

.6619

.6611

.8693.6596.0588.6581.0573.6566.9559.9552.0545.6533.9531.6525.9518.6511.6595.6499.0492.6486.6489

9900.9090.9000. 90009000

.9990

. 6900

. 9000

.9900

. 9900

.6900

.9990

. 9900

.90909900

.9990. 9900. 9900.9900.9900. 9900.9000.9900.0999.9900.9909.9900.9999. 9990.9990. 9990.9990.6000.6090.9900.9990.6900.6090.6900.69906000

.8990. 6900.6990.9900.9990. 8900.9999.9000.9999.9900.99909990

.99999900

.9009. 9990.9999.9900.9090

. 2030. 2904, 197?. 1954192'^

. 1995

.1881

.1857. 1834. 1311. 1788. 1765. 1743. 1721.1699. 1678.1656. 1635.1615

'. 1594. 1574.1554. 1535.1515. 1496. 1477. 145?. 1449. 1422. 1494.1386. 1369. 1351. 1334.1313.1391. 1284. 1268. 1252. 1236. 1221. 1205.1190.1175.1160. 1146.1131.1117.1103. 1939.1975.1961. 194S. 1935.1922. 1999.9996.9984.9971.0959

TABLEAU C. Suite.

- 11 -

ç:

120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167163169170171172173174175176177178179

22e-Rri

.2174

.2146

.2119. 2092. 2066.2040.2014. 1983.1963. 1939. 1914.18901866

. 1842. 1819

1796. 1773. 1751. 1729. 1707. 1685. 1664. 1643. 1622. 1602. 1582.1562. 1542.1522. 1503. 1484. 1465. 1447. 1429. 1411. 1393. 1375. 1358. 1341. 1324. 1307. 1290. 1274. 1258.1242. 1226. 1211.1196.1180. 1166. 1151.1136. 1122. 1108. 1994.1080. 1066. 1953.1939. 1926

216-Po

.2180

.2152

.2125

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212-Bi

99009900

. 9000

.0999

.9900

.9900. 9000.9000.9900. 9900.9900.9999.9900.9999.9990.9999.9900.9990.9000.9999.9900.9000.9000.9900. 9900.9999. 9900.9999.9900.9900.99909900

.9990

.9900. 9990. 9999.9900.90099900

. 99999000

.9990. 9990.9990.9990.0909. 9000.9999.9900.9999.99909999

.9990

.90999900

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Totale

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.3383

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.3738

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.3988

.304?

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.2191

.2163

.2136

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.9776

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.6627

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.9990

. 6900

. 9000

.9900

. 9900

.6900

.9990

. 9900

.90909900

.9990. 9900. 9900.9900.9900. 9900.9000.9900.0999.9900.9909.9900.9999. 9990.9990. 9990.9990.6000.6090.9900.9990.6900.6090.6900.69906000

.8990. 6900.6990.9900.9990. 8900.9999.9000.9999.9900.99909990

.99999900

.9009. 9990.9999.9900.9090

. 2030. 2904, 197?. 1954192'^

. 1995

.1881

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'. 1594. 1574.1554. 1535.1515. 1496. 1477. 145?. 1449. 1422. 1494.1386. 1369. 1351. 1334.1313.1391. 1284. 1268. 1252. 1236. 1221. 1205.1190.1175.1160. 1146.1131.1117.1103. 1939.1975.1961. 194S. 1935.1922. 1999.9996.9984.9971.0959

TABLEAU C. Suite.

78

¿\iy-Kr-i 216-Po 212-Ei Toiâli 220-Rn 216-Po 2l2-Bi Teal's:

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o

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.9000

.9900

.9000

.9000

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.9009

.9000

. 0000

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.9996

. 9966

.9996

. 9906

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.9002

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.8000 9

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.9905

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TABLEAU C. Suite : intervalle de

temps = 1 minute.


temps = 1 heure.

78

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.9905

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.9004

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.9901

.9001

.9991

.9001

.900190010900

1 9000.0007.9010.0011. 00 1 1

.9011

.9010

.9010. 900?.8009.90090003

.9oe-"

.8007eooi-

.0006. 9006.00056005

.0005

.9004

.9004

.9004

.0004

.9003

. 0003

.9003

. 0003. 9003.8002.9002.0002.9002.9002.9002.9092.9002.9091.9001.9091.6001.0991.9001.9991.9001.9001.9001.9001.9001.9001.900:.9001.6001.9900


temps = 1 minute.


temps = 1 heure.

79

:26-Ra 222-Rn

01J

Tl

4561'

8Cl

101112131415161713192021222324^C"

26272329303132"T"?

343536373339404142434445464743495051ii -^

53545556yj 1

5359

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

. 0000

.0000

. 9000. 90009900

, 9000. 999099Ctti

.009099009000

. 9900

.9990

.99909990800090006000900099009000900099009000999999909990900099999900999999009999900099909900999099009999999099999900999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999QQm Cl

99999999

0 9090. 16583941

.41955157

.59606639

.7188,7654.8943.8368.66388864

.9052

.9299

.9349

.9450.9541.9617.9686.9733.9778.9814.9845.9871,9892.9910.9925.9937.9948.9956.99639969

.9974

.9979. 9982.99359987993999919992

.9994

.9995.9995. 99969997

. 9997.9998.999899989998999899999999999999999999999999999QOC1

TABLEAU D. Filiation radioactive du radium-226, d'activité initialeégale à 1 'unité.

79

:26-Ra 222-Rn

01J

Tl

4561'

8Cl

101112131415161713192021222324^C"

26272329303132"T"?

343536373339404142434445464743495051ii -^

53545556yj 1

5359

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

. 0000

.0000

. 9000. 90009900

, 9000. 999099Ctti

.009099009000

. 9900

.9990

.99909990800090006000900099009000900099009000999999909990900099999900999999009999900099909900999099009999999099999900999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999QQm Cl

99999999

0 9090. 16583941

.41955157

.59606639

.7188,7654.8943.8368.66388864

.9052

.9299

.9349

.9450.9541.9617.9686.9733.9778.9814.9845.9871,9892.9910.9925.9937.9948.9956.99639969

.9974

.9979. 9982.99359987993999919992

.9994

.9995.9995. 99969997

. 9997.9998.999899989998999899999999999999999999999999999QOC1

TABLEAU D. Filiation radioactive du radium-226, d'activité initialeégale à 1 'unité.

- 80 -

ANNEXE II

- 80 -

ANNEXE II

81 -

Calcul de l'incertitude sur l'estimation de la valeur

d'une activité en fonction de la probabilité P = 1 - a que

l'intervalle de confiance calculé recouvre la vraie valeur de

cette activité (In: Pannetier, 1966).

Attention : les notations utilisées dans cette annexe sont

différentes de celles employées dans le corps du texte (où

les indices 1 et 2 désignent le premier et le second prélèvement) .

FRACTILES DE LA LOI DE GAUSS

1 - a

".

0,50

0,674

0,68

1,00

0,90

1,645

0,95

1,960

0,99

2,576

0,998 ou(quasicertitude)

3,09

81 -

Calcul de l'incertitude sur l'estimation de la valeur

d'une activité en fonction de la probabilité P = 1 - a que

l'intervalle de confiance calculé recouvre la vraie valeur de

cette activité (In: Pannetier, 1966).

Attention : les notations utilisées dans cette annexe sont

différentes de celles employées dans le corps du texte (où

les indices 1 et 2 désignent le premier et le second prélèvement) .

FRACTILES DE LA LOI DE GAUSS

1 - a

".

0,50

0,674

0,68

1,00

0,90

1,645

0,95

1,960

0,99

2,576

0,998 ou(quasicertitude)

3,09

- 82

LES PRINCIPAUX CAS RENCONTRÉSEN COMPTAGE RADIOACTIF

Nous distinguerons toujours deux cas :

Une seule variable aléatoire, donc une seule population, par exemple le bruit de fond de l'appareil de mesureou le taux de comptage d'un corps radioactif mesuré avec un appareil dépourvu de bruit de fond ou de bruit defond négligeable vis-à-vis de l'activité du corps.

Deux variables aléatoires indépendantes, donc deux populations : le bruit de fond de l'appareil comme pre¬mière population et l'activité du corps comme deuxième population qui associée à la première donnera une popu¬lation résultante dont les paramètres peuvent être estimés à partir des données expérimentales.

Toutes ces populations simples ou composées sont distribuées suivant les lois de Poisson d'après les remarquesfaites à la fin du paragraphe I. Population.

Nous utiliserons les notations suivantes :

A^j : nombre d'impulsions comptées pendant le temps t^ (bruit de fond),C, : taux de comptage dû au mouvement propre de l'appareil de mesure (C, = Ni/ti),N2 ' nombre d'impulsions comptées pendant le temps ij (bruit de fond + échantillon radioactif),C2 '. taux de comptage dû au corps radioactif associé au mouvement propre de l'appareil de mesure

(Q = NJt^),C2 = Cl + C (avec C = taux de comptage net du corps radioactif),C* : valeur vraie du taux de comptage,R : rapport des taux : C^jC^,r : rapport des taux : CjC^,V : pourcentage d'erreur probable effectuée sur l'estimation de la valeur de C.

Cette erreur est l'amplitude de l'intervalle de confiance, de part et d'autre de la moyenne expéri¬mentale C, exprimée en % de C :

(17) ^.^lOOjl^

P : 1 a est la probabilité que l'intervalle de confiance recouvre la vraie valeur C* du paramètre.

Nous allons donner les formules qui permettent d'établir les principaux tableaux et abaques utilisés dans les

problèmes classiques de comptage pour les deux cas suivants :

1° loi de Poisson très dissymétrique (non assimilable à ime loi de Gauss),2° loi de Poisson peu dissymétrique (assimilable à une loi de Gauss).

Loi de Poisson très dissymétrique (non assimilable à une loi de Gauss),

a) Une seule variable aléatoire

Les limites de l'intervalle de confiance de l'entier aléatoire N sont données par les relations :

1 , a^1 =5X1 pour Vj = 2 N degrés de liberté et le seuil de probabilité 1 - -

(18) '1 , a

^2 = :î zl pour Vj = 2(N -l-l) degrés de liberté et le seuil de probabilité -

In : Pannetier, 1966

- 82

LES PRINCIPAUX CAS RENCONTRÉSEN COMPTAGE RADIOACTIF

Nous distinguerons toujours deux cas :

Une seule variable aléatoire, donc une seule population, par exemple le bruit de fond de l'appareil de mesureou le taux de comptage d'un corps radioactif mesuré avec un appareil dépourvu de bruit de fond ou de bruit defond négligeable vis-à-vis de l'activité du corps.

Deux variables aléatoires indépendantes, donc deux populations : le bruit de fond de l'appareil comme pre¬mière population et l'activité du corps comme deuxième population qui associée à la première donnera une popu¬lation résultante dont les paramètres peuvent être estimés à partir des données expérimentales.

Toutes ces populations simples ou composées sont distribuées suivant les lois de Poisson d'après les remarquesfaites à la fin du paragraphe I. Population.

Nous utiliserons les notations suivantes :

A^j : nombre d'impulsions comptées pendant le temps t^ (bruit de fond),C, : taux de comptage dû au mouvement propre de l'appareil de mesure (C, = Ni/ti),N2 ' nombre d'impulsions comptées pendant le temps ij (bruit de fond + échantillon radioactif),C2 '. taux de comptage dû au corps radioactif associé au mouvement propre de l'appareil de mesure

(Q = NJt^),C2 = Cl + C (avec C = taux de comptage net du corps radioactif),C* : valeur vraie du taux de comptage,R : rapport des taux : C^jC^,r : rapport des taux : CjC^,V : pourcentage d'erreur probable effectuée sur l'estimation de la valeur de C.

Cette erreur est l'amplitude de l'intervalle de confiance, de part et d'autre de la moyenne expéri¬mentale C, exprimée en % de C :

(17) ^.^lOOjl^

P : 1 a est la probabilité que l'intervalle de confiance recouvre la vraie valeur C* du paramètre.

Nous allons donner les formules qui permettent d'établir les principaux tableaux et abaques utilisés dans les

problèmes classiques de comptage pour les deux cas suivants :

1° loi de Poisson très dissymétrique (non assimilable à ime loi de Gauss),2° loi de Poisson peu dissymétrique (assimilable à une loi de Gauss).

Loi de Poisson très dissymétrique (non assimilable à une loi de Gauss),

a) Une seule variable aléatoire

Les limites de l'intervalle de confiance de l'entier aléatoire N sont données par les relations :

1 , a^1 =5X1 pour Vj = 2 N degrés de liberté et le seuil de probabilité 1 - -

(18) '1 , a

^2 = :î zl pour Vj = 2(N -l-l) degrés de liberté et le seuil de probabilité -


- 83

Une table de x^ de Pearson donne en fonction des probabilités 1 a/2 et v, = 2 A^ la valeur de xf, de mêmex\ en fonction de a/2 et V2 = 2(A^ -l- 1).

Les relations (18) sont utilisables pour N < 15 Clorsque la table de Pearson s'arrête à v = 70).Dès que A^ ^ 35, les limites fiducielles peuvent être calculées à l'aide des formules approchées :

Aj=l(V4A/- 1 -u,)^(19)

1

-ii = 4 (v/4 N + 3 -I- «J-

/, étant le fractile de la loi de Gauss pour la probabilité : P = 1 a.

Ces formules (19) dérivent de ¡a loi de probabilité de la variable aléatoire : y/2 x^.

Mais dans tous les cas (18) ou (19) les limites de l'intervalle de confiance de C s'obtiendront en divisant le toutpar le temps de comptage t.

Si A^ devient grand les relations (19) montrent que les bornes tendent à devenir symétriques par rapport à A^

et correspondent à celles déduites de la loi normale.

(20) '-=^' "^ v'^;.,_ = N + u, ^'N .

b) Deux variables aléatoires indépendantes.

Ce sera le problème de la détermination du taux de comptage net, C, à partir de l'estimation du taux de comp¬tage dû au mouvement propre seul C, et de celui lorsqu'il est associé à celui donné par le corps radioactif C2. Pen¬

dant un temps i, on mesure Ni impulsions. Soit C, = N^lti. Pendant un temps /^ on mesure N2 impulsions. SoitC2 = A^2/'2- Le taux net C = C^ C¡ est une estimation du taux net auquel est associé un intervalle de confiance.

Les calculs de l'intervalle de confiance se font dans ces trois hypothèses sur la taille des nombres Ni et A^2

Dès que A^, > 100 (et à fortiori A^^) pour que la différence N2 Ni soit significativement différente de zéro(C # 0), les résultats de la loi de Gauss peuvent être utilisés quelles que soient les valeurs respectives des temps t,et/j.

Si Ni notablement < 100 le problème peut être traité simplement en prenant /, = ¡2- Dans cette hypothèsedès que A^j > 30 et N2 > 70 on peut admettre que la quantité u U » ci-dessous obéit sensiblement à une loi normale

jNi + N2

ce qui permet d'écrire avec N = N2 Ni :

Prob (A^ - w, ^Ni -h N2 + l < N* <N+ u,y/Ni + N2) + l '^ \ - a.

De là on passe à l'intervalle de confiance de C* en divisant par i = /j = t^.

Si Ni < 30 et N2 < 70 en prenant toujours í = fj = ij le problème est plus compliqué. On utilisera : letableau ci-contre qui donne dans ce cas les limites de l'intervalle de confiance A^ et Á2 de N pour la probabilité1 - x^ 0,95 (donc seuil = 0,05) .

Exemple : /j = î^ = 100 minutes ; A^, = 18 ; A^j = 46. D'où A^ = 28. On lit sur le tableau A, = 12,6 ;

¿2 = 45. Donc Prob (12,6 < A^* < 45) = 0,95.Soit pour les taux de comptage

Prob (0,126 < C* < 0,45) = 0,95 .


- 83

Une table de x^ de Pearson donne en fonction des probabilités 1 a/2 et v, = 2 A^ la valeur de xf, de mêmex\ en fonction de a/2 et V2 = 2(A^ -l- 1).

Les relations (18) sont utilisables pour N < 15 Clorsque la table de Pearson s'arrête à v = 70).Dès que A^ ^ 35, les limites fiducielles peuvent être calculées à l'aide des formules approchées :

Aj=l(V4A/- 1 -u,)^(19)

1

-ii = 4 (v/4 N + 3 -I- «J-

/, étant le fractile de la loi de Gauss pour la probabilité : P = 1 a.

Ces formules (19) dérivent de ¡a loi de probabilité de la variable aléatoire : y/2 x^.

Mais dans tous les cas (18) ou (19) les limites de l'intervalle de confiance de C s'obtiendront en divisant le toutpar le temps de comptage t.

Si A^ devient grand les relations (19) montrent que les bornes tendent à devenir symétriques par rapport à A^

et correspondent à celles déduites de la loi normale.

(20) '-=^' "^ v'^;.,_ = N + u, ^'N .


Ce sera le problème de la détermination du taux de comptage net, C, à partir de l'estimation du taux de comp¬tage dû au mouvement propre seul C, et de celui lorsqu'il est associé à celui donné par le corps radioactif C2. Pen¬

dant un temps i, on mesure Ni impulsions. Soit C, = N^lti. Pendant un temps /^ on mesure N2 impulsions. SoitC2 = A^2/'2- Le taux net C = C^ C¡ est une estimation du taux net auquel est associé un intervalle de confiance.

Les calculs de l'intervalle de confiance se font dans ces trois hypothèses sur la taille des nombres Ni et A^2

Dès que A^, > 100 (et à fortiori A^^) pour que la différence N2 Ni soit significativement différente de zéro(C # 0), les résultats de la loi de Gauss peuvent être utilisés quelles que soient les valeurs respectives des temps t,et/j.

Si Ni notablement < 100 le problème peut être traité simplement en prenant /, = ¡2- Dans cette hypothèsedès que A^j > 30 et N2 > 70 on peut admettre que la quantité u U » ci-dessous obéit sensiblement à une loi normale

jNi + N2

ce qui permet d'écrire avec N = N2 Ni :

Prob (A^ - w, ^Ni -h N2 + l < N* <N+ u,y/Ni + N2) + l '^ \ - a.

De là on passe à l'intervalle de confiance de C* en divisant par i = /j = t^.

Si Ni < 30 et N2 < 70 en prenant toujours í = fj = ij le problème est plus compliqué. On utilisera : letableau ci-contre qui donne dans ce cas les limites de l'intervalle de confiance A^ et Á2 de N pour la probabilité1 - x^ 0,95 (donc seuil = 0,05) .

Exemple : /j = î^ = 100 minutes ; A^, = 18 ; A^j = 46. D'où A^ = 28. On lit sur le tableau A, = 12,6 ;

¿2 = 45. Donc Prob (12,6 < A^* < 45) = 0,95.Soit pour les taux de comptage

Prob (0,126 < C* < 0,45) = 0,95 .


T)a,

Dtt

i->

VOo\ON

Ni-*

N,

7

g

9

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

34

38

42

46

50

S4

S8

62

66

1

i, i.

0

0,16 13,6

1,00 14,9

1,8 16,2

2,7 17.5

4,3 20,1

6,0 22,6

7.8 25,1

9,3 27,6

11,0 30,0

12,6 32,4

14,2 34,8

15,8 37,2

17,4 39,6

19.1 41.9

22,4 46,6

25.8 51,2

29.1 55.9

32,6 60,4

36,0 65,0

39,4 69,5

42,9 74,1

46,4 78,6

49,5 83,0

2

.1, i.

0

0,3 15,4

1,1 16,7

2.8 19.2

4,5 21,7

6.2 24,2

7,8 26,7

9,5 29.1

11.2 31.5

12,9 33,9

14,6 36.3

16.2 38,7

17,9 41,0

21,2 45.7

24,6 50,3

28,0 54,9

31,4 59,5

34,9 64,1

38.3 68,6

41.8 73,1

45.3 77.6

48.3 82,1

3

i, i.

0 15,8

1,3 18,9

3,0 20,9

4,7 23,3

6.4 25.8

8,1 28,2

9.8 30,6

11,6 33,0

13,3 35,4

15 37,8

16,7 40,1

20,1 44,8

23,4 49,4

26,8 54,1

30,3 58,6

33,7 63.2

37,2 67,7

40.7 72,2

44,2 76,7

47,7 81,2

4

A, i.

0 17,5

1,6 20.0

3,3 22,5

5,0 24.9

6,8 27,3

8,5 29,8

10.2 32,1

11.9 34,5

13.7 36,9

15.4 39.2

18.8 43,9

22.3 48,5

25,7 53,1

29,1 57,7

32,6 62,3

36,1 66,8

39,6 71,3

43,1 75,8

46,6 80.3

5

'l| 'I;

0,27 19,1

2 21.6

3,7 24,n

5,4 26,5

7,2 28.9

8,9 31,3

10,6 33,6

12,4 36

14,1 38,3

17.6 43,0

21,1 47.6

24,6 52,2

28,0 56,8

31,5 61,4

34,9 65,9

38.4 70,4

41,9 74,9

45,5 79,4

6

i, i.

0,66 20,7

2,4 23,15

4,1 25.6

5.9 28

7,6 30,4

9,3 32,7

11,1 35,1

12,8 37,4

16,3 42,1

19,8 46,7

23,3 51,3

26,9 55,9

30,3 60,4

33,8 65

37,3 69,5

40.8 73,9

44,4 78,4

7

;, i.

1,1 22,3

2,8 24,7

4.6 27,1

6,3 29,5

8,1 31,8

9,8 34,2

11,5 36,5

15,1 41,2

18,6 45,8

22,1 50,4

25,6 55

29,2 59.5

32,7 64.1

36,2 68,6

39,7 73,1

43,3 77.5

8

;, i.

1.5 23.8

3.3 26.2

5,1 28.6

6.8 30.9

8,6 33,3

10.3 35.6

13.8 40,3

17,3 44,9

20,9 49,5

24,4 54.1

28,0 58.6

35,5 63,1

35,1 67,6

.18.6 72.1

42,1 76,6

9

yl, ;.;

0,3 22,9

2,0 25.1

3,8 27,7

5,5 30,0

7,3 32,4

0,1 34,7

12,6 .19,4

16,1 44,0

19,7 48,6

23,2 53,2

26,8 57,7

30.4 12,2

33,9 66,7

37,5 71.2

41 75,7

",oi, >.,

0,8 24,4

2,6 26,8

4,3 29,2

6,0 31,5

7,8 33,8

11,4 38,5

14,9 43,1

18,5 47,7

22 52,3

25,6 56.8

29,2 61,3

32,8 65,8

36,3 70.3

39,0 74,8

12

0,1

1,9

ifi5,4

8,9

12,5

16,1

19,6

23,2

26,8

30,4

14

37,6

25

27,4

29,7

32.0

36.7

41,3

45,9

50,4

54,9

59,5

64

68.5

72,9

14

X, X.

1,2

3

6,5

10,5

13,7

17,3

20,9

24,5

28,1

31,7

35,3

27,9

30,2

34,9

39,5

44,1

48,6

53,1

57,6

62,1

66,6

71.

15

il i.

0,6 28,4

4,2 33,1

7,8 37,7

11.3 42,2

14.9 46,8

18,5 51,3

22,1 55,8

25,7 60,3

29.4 64,8

33 69,2

18

il 2,

1,8 31.3

5.4 25.5

9 40,4

12.6 45

16,2 49,5

19,8 54

23,4 58,5

27,1 62,9

30.7 67,4

20

3,1 34

6,7 38,6

10.3 43,1

13,6 47,6

17,5 52,1

21,1 56,6

24,8 61,1

28.4 65,5

22

il A,

0,7 32,2

4,3 36.8

8 41,3

11,6 45,8

15,2 50.3

18.8 54.8

22.5 59.2

26.1 63,7

24

i, i.

2

5,6

9.3

12,9

6,5

20,2

23,8

34,9

39,5

44

41,5

52,9

57,4

61,9

26

2, 2,

3,4 37.6

7 42.1

10,6 46.6

14,3 37.1

17,9 55,6

21,6 60

28

X, X,

M 35,8

4,7 40,3

8,3 44,8

12 49.3

15.5 53,7

19,3 58.2

OD4?

Tableau donnant, pour une loi de Poisson et la probabilité I a = 0,95, les limites X] et X2 de l'intervalle de confiance de la différence N = N2 A^i pour( /V| ^28

des temps de comptage égaux ii = rj = / dans le cas où ( ^ < fifi

T)a,

Dtt

i->

VOo\ON

Ni-*

N,

7

g

9

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

34

38

42

46

50

S4

S8

62

66

1

i, i.

0

0,16 13,6

1,00 14,9

1,8 16,2

2,7 17.5

4,3 20,1

6,0 22,6

7.8 25,1

9,3 27,6

11,0 30,0

12,6 32,4

14,2 34,8

15,8 37,2

17,4 39,6

19.1 41.9

22,4 46,6

25.8 51,2

29.1 55.9

32,6 60,4

36,0 65,0

39,4 69,5

42,9 74,1

46,4 78,6

49,5 83,0

2

.1, i.

0

0,3 15,4

1,1 16,7

2.8 19.2

4,5 21,7

6.2 24,2

7,8 26,7

9,5 29.1

11.2 31.5

12,9 33,9

14,6 36.3

16.2 38,7

17,9 41,0

21,2 45.7

24,6 50,3

28,0 54,9

31,4 59,5

34,9 64,1

38.3 68,6

41.8 73,1

45.3 77.6

48.3 82,1

3

i, i.

0 15,8

1,3 18,9

3,0 20,9

4,7 23,3

6.4 25.8

8,1 28,2

9.8 30,6

11,6 33,0

13,3 35,4

15 37,8

16,7 40,1

20,1 44,8

23,4 49,4

26,8 54,1

30,3 58,6

33,7 63.2

37,2 67,7

40.7 72,2

44,2 76,7

47,7 81,2

4

A, i.

0 17,5

1,6 20.0

3,3 22,5

5,0 24.9

6,8 27,3

8,5 29,8

10.2 32,1

11.9 34,5

13.7 36,9

15.4 39.2

18.8 43,9

22.3 48,5

25,7 53,1

29,1 57,7

32,6 62,3

36,1 66,8

39,6 71,3

43,1 75,8

46,6 80.3

5

'l| 'I;

0,27 19,1

2 21.6

3,7 24,n

5,4 26,5

7,2 28.9

8,9 31,3

10,6 33,6

12,4 36

14,1 38,3

17.6 43,0

21,1 47.6

24,6 52,2

28,0 56,8

31,5 61,4

34,9 65,9

38.4 70,4

41,9 74,9

45,5 79,4

6

i, i.

0,66 20,7

2,4 23,15

4,1 25.6

5.9 28

7,6 30,4

9,3 32,7

11,1 35,1

12,8 37,4

16,3 42,1

19,8 46,7

23,3 51,3

26,9 55,9

30,3 60,4

33,8 65

37,3 69,5

40.8 73,9

44,4 78,4

7

;, i.

1,1 22,3

2,8 24,7

4.6 27,1

6,3 29,5

8,1 31,8

9,8 34,2

11,5 36,5

15,1 41,2

18,6 45,8

22,1 50,4

25,6 55

29,2 59.5

32,7 64.1

36,2 68,6

39,7 73,1

43,3 77.5

8

;, i.

1.5 23.8

3.3 26.2

5,1 28.6

6.8 30.9

8,6 33,3

10.3 35.6

13.8 40,3

17,3 44,9

20,9 49,5

24,4 54.1

28,0 58.6

35,5 63,1

35,1 67,6

.18.6 72.1

42,1 76,6

9

yl, ;.;

0,3 22,9

2,0 25.1

3,8 27,7

5,5 30,0

7,3 32,4

0,1 34,7

12,6 .19,4

16,1 44,0

19,7 48,6

23,2 53,2

26,8 57,7

30.4 12,2

33,9 66,7

37,5 71.2

41 75,7

",oi, >.,

0,8 24,4

2,6 26,8

4,3 29,2

6,0 31,5

7,8 33,8

11,4 38,5

14,9 43,1

18,5 47,7

22 52,3

25,6 56.8

29,2 61,3

32,8 65,8

36,3 70.3

39,0 74,8

12

0,1

1,9

ifi5,4

8,9

12,5

16,1

19,6

23,2

26,8

30,4

14

37,6

25

27,4

29,7

32.0

36.7

41,3

45,9

50,4

54,9

59,5

64

68.5

72,9

14

X, X.

1,2

3

6,5

10,5

13,7

17,3

20,9

24,5

28,1

31,7

35,3

27,9

30,2

34,9

39,5

44,1

48,6

53,1

57,6

62,1

66,6

71.

15

il i.

0,6 28,4

4,2 33,1

7,8 37,7

11.3 42,2

14.9 46,8

18,5 51,3

22,1 55,8

25,7 60,3

29.4 64,8

33 69,2

18

il 2,

1,8 31.3

5.4 25.5

9 40,4

12.6 45

16,2 49,5

19,8 54

23,4 58,5

27,1 62,9

30.7 67,4

20

3,1 34

6,7 38,6

10.3 43,1

13,6 47,6

17,5 52,1

21,1 56,6

24,8 61,1

28.4 65,5

22

il A,

0,7 32,2

4,3 36.8

8 41,3

11,6 45,8

15,2 50.3

18.8 54.8

22.5 59.2

26.1 63,7

24

i, i.

2

5,6

9.3

12,9

6,5

20,2

23,8

34,9

39,5

44

41,5

52,9

57,4

61,9

26

2, 2,

3,4 37.6

7 42.1

10,6 46.6

14,3 37.1

17,9 55,6

21,6 60

28

X, X,

M 35,8

4,7 40,3

8,3 44,8

12 49.3

15.5 53,7

19,3 58.2

OD4?

Tableau donnant, pour une loi de Poisson et la probabilité I a = 0,95, les limites X] et X2 de l'intervalle de confiance de la différence N = N2 A^i pour( /V| ^28

des temps de comptage égaux ii = rj = / dans le cas où ( ^ < fifi

- 85

Loi de Poisson peu dissymétrique (assimilable à une loi de Gauss ou loi normale).

a) Une seule variable aléatoire.

Ce sera le cas où le bruit de fond Cj est négligeable vis-à-vis du taux net C et la variable aléatoireCl = C + Cl K, C sera seulement utilisée :

C2 = OU c = ^ (avec ij = t)h '

l'erreur type des taux nets C étant .^'^/i, le pourcentage d'erreur probable est donné par :

\00 i^yfcft lOOu,V =

V^

Exemple

Un bruit de fond a été compté pendant / = 100 mn avec A^, = 144 impulsions d'oùCl = 1,44 c/mn et un élément radioactif a donné pendant le même temps A^2 = 40 000impulsions d'où C2 = 400 c/mn.

Nous pouvons négliger C, devant C et calculer le pourcentage d'erreur probable à partir dela valeur de C2. Pour P = \ - a = 0,95 on a m, = 1,96 et V :

V'40 000

Remarque importante.

La formule V = 100 uJyjN montre que la précision de la mesure est proportionnelle à \¡y!N mais il y a lieude remarquer que cela n'est vrai que lorsqu'il n'y a qu'une seule variable aléatoire ou qu'on peut négliger le bruitde fond. On a trop tendance à ne considérer que ce cas particulier qu'on étend quelquefois abusivement à cause dela simplicité des formules qui s'y rattachent.


Les nombres A^,, N2 sont suffisamment grands pour* que nous puissions admettre que chacun de ces entiersaléatoires soit distribué suivant la loi de Poisson assimilable à une loi de Gauss ; les fractiles inférieurs et supérieurssont alors égaux au fractile m, de la loi normale.

Les taux de comptage Cj et C2 suivent des distributions de Gauss (théorème limite-central) et la différenceC = C2 Cl suit approximativement une loi de Gauss, de variance égale à la somme des variances des moyennesCl, C2 ce qui permet d'écrire le pourcentage d'erreur probable du taux net C :

^ ^ "^ C2-C1

Ce pourcentage d'erreur probable peut êire déterminé au moyen d'abaques en remarquant que pour une pro¬babilité donnée (1 a) le pourcentage K visé s'obtiendra pour des nombres d'impulsions A^, et A^2 Q"' ^ont fonc¬tion du rapport R C2/C1.

Pour chaque couple de valeurs : (K, 1 - ot) il existe un temps total de comptage « minimum y> T = ti + t2

qui est fonction du rapport R, autrement dit à chaque couple (C,, C2) correspond un couple optimum {Ni,N^ dès

que le couple (K, 1 - a) est fixé. A partir des temps /i et rj liés à la condition T = ij -l- ^2 « minimum », on peutmontrer que, si on maintient /2 constant et si on fait tendre ti vers Î2 ^^ précision de la mesure est très peu amélio¬rée ; on s'aperçoit ainsi qu'il est inutile d'avoir un temps de comptage ti de bruit de fond supérieur au temps ij.

La mesure la plus précise est obtenue lorsque ij = ¡2, mais elle est très peu différente de celle déduite du couple(il, ^2) qui donne le couple optimum (TV,, .^2)-


- 85

Loi de Poisson peu dissymétrique (assimilable à une loi de Gauss ou loi normale).

a) Une seule variable aléatoire.

Ce sera le cas où le bruit de fond Cj est négligeable vis-à-vis du taux net C et la variable aléatoireCl = C + Cl K, C sera seulement utilisée :

C2 = OU c = ^ (avec ij = t)h '

l'erreur type des taux nets C étant .^'^/i, le pourcentage d'erreur probable est donné par :

\00 i^yfcft lOOu,V =

V^

Exemple

Un bruit de fond a été compté pendant / = 100 mn avec A^, = 144 impulsions d'oùCl = 1,44 c/mn et un élément radioactif a donné pendant le même temps A^2 = 40 000impulsions d'où C2 = 400 c/mn.

Nous pouvons négliger C, devant C et calculer le pourcentage d'erreur probable à partir dela valeur de C2. Pour P = \ - a = 0,95 on a m, = 1,96 et V :

V'40 000

Remarque importante.

La formule V = 100 uJyjN montre que la précision de la mesure est proportionnelle à \¡y!N mais il y a lieude remarquer que cela n'est vrai que lorsqu'il n'y a qu'une seule variable aléatoire ou qu'on peut négliger le bruitde fond. On a trop tendance à ne considérer que ce cas particulier qu'on étend quelquefois abusivement à cause dela simplicité des formules qui s'y rattachent.


Les nombres A^,, N2 sont suffisamment grands pour* que nous puissions admettre que chacun de ces entiersaléatoires soit distribué suivant la loi de Poisson assimilable à une loi de Gauss ; les fractiles inférieurs et supérieurssont alors égaux au fractile m, de la loi normale.

Les taux de comptage Cj et C2 suivent des distributions de Gauss (théorème limite-central) et la différenceC = C2 Cl suit approximativement une loi de Gauss, de variance égale à la somme des variances des moyennesCl, C2 ce qui permet d'écrire le pourcentage d'erreur probable du taux net C :

^ ^ "^ C2-C1

Ce pourcentage d'erreur probable peut êire déterminé au moyen d'abaques en remarquant que pour une pro¬babilité donnée (1 a) le pourcentage K visé s'obtiendra pour des nombres d'impulsions A^, et A^2 Q"' ^ont fonc¬tion du rapport R C2/C1.

Pour chaque couple de valeurs : (K, 1 - ot) il existe un temps total de comptage « minimum y> T = ti + t2

qui est fonction du rapport R, autrement dit à chaque couple (C,, C2) correspond un couple optimum {Ni,N^ dès

que le couple (K, 1 - a) est fixé. A partir des temps /i et rj liés à la condition T = ij -l- ^2 « minimum », on peutmontrer que, si on maintient /2 constant et si on fait tendre ti vers Î2 ^^ précision de la mesure est très peu amélio¬rée ; on s'aperçoit ainsi qu'il est inutile d'avoir un temps de comptage ti de bruit de fond supérieur au temps ij.

La mesure la plus précise est obtenue lorsque ij = ¡2, mais elle est très peu différente de celle déduite du couple(il, ^2) qui donne le couple optimum (TV,, .^2)-


- 86

Les calculs conduisent aux résultats suivants

Cf(l -H VC2/C1)

(C2 - Cl)'

ou en fonction du rapport R = C2/C1

(24)

(C2 - Cl)2

1 +y/R(R - D'

1 -I- y/R

(R - D'R . V^

^2 '-sdonc -r = Ry RNi ^

Les temps sont connus à partir des relations :

Al = C, Í, N2 = C2 Í2

on trouve en fonction de R un rapport des temps : t^/ti = y^ÎR.

Remarques sur le rendement de l'appareil de mesure.

Tout ce qui a été établi au cours de ce texte suppose que le rendement p de l'appareil de mesure soit parfaite¬ment connu ou tout au moins que l'erreur commise sur l'évaluation de p soit négligeable devant le pourcentaged'erreur V fi.xé par le niveau de comptage.

Si on désigne par V le pourcentage d'erreur donné par l'abaque et v le pourcentage d'erreur du rendement p,ces 2 erreurs liées à la même probabilité 1 a, le pourcentage d'erreur réel V sur la mesure du taux net C, toujoursavec la même probabilité 1 a. sera :

F' = X F^ -I- y- .

Cela montre que si v n'est pas négligeable devant V, le pourcentage réel V sera supérieur au pourcentage V théo¬rique de l'abaque et l'erreur minimum qui pourra être atteinte sera : K' = i;. Le calcul montre que si 1; ^ F/2 la vraievaleur de F est entachée d'une erreur au plus égale à = 0,1 V.

Ainsi tant que le pourcentage d'erreur sur le rendement est au plus égal à la moitié du pourcentage d'erreur Vde l'abaque, on pourra prendre ce dernier comme pourcentage réel d'erreur.


- 86

Les calculs conduisent aux résultats suivants

Cf(l -H VC2/C1)

(C2 - Cl)'

ou en fonction du rapport R = C2/C1

(24)

(C2 - Cl)2

1 +y/R(R - D'

1 -I- y/R

(R - D'R . V^

^2 '-sdonc -r = Ry RNi ^

Les temps sont connus à partir des relations :

Al = C, Í, N2 = C2 Í2

on trouve en fonction de R un rapport des temps : t^/ti = y^ÎR.

Remarques sur le rendement de l'appareil de mesure.

Tout ce qui a été établi au cours de ce texte suppose que le rendement p de l'appareil de mesure soit parfaite¬ment connu ou tout au moins que l'erreur commise sur l'évaluation de p soit négligeable devant le pourcentaged'erreur V fi.xé par le niveau de comptage.

Si on désigne par V le pourcentage d'erreur donné par l'abaque et v le pourcentage d'erreur du rendement p,ces 2 erreurs liées à la même probabilité 1 a, le pourcentage d'erreur réel V sur la mesure du taux net C, toujoursavec la même probabilité 1 a. sera :

F' = X F^ -I- y- .

Cela montre que si v n'est pas négligeable devant V, le pourcentage réel V sera supérieur au pourcentage V théo¬rique de l'abaque et l'erreur minimum qui pourra être atteinte sera : K' = i;. Le calcul montre que si 1; ^ F/2 la vraievaleur de F est entachée d'une erreur au plus égale à = 0,1 V.

Ainsi tant que le pourcentage d'erreur sur le rendement est au plus égal à la moitié du pourcentage d'erreur Vde l'abaque, on pourra prendre ce dernier comme pourcentage réel d'erreur.


- 87 -

ANNEXE III# -«Ht- *«* «-N-H ««« ««--H-)(-)(-«* «M'-N-X-X-**-»

- 87 -

ANNEXE III# -«Ht- *«* «-N-H ««« ««--H-)(-)(-«* «M'-N-X-X-**-»

- 88

CARTES DE PROSPECTION

Comme nous l'avons indiqué dans nos conclusions, la mailleutilisée au cours de cette prospection -bien que suffisamment serréepour bon nombre d'indicateurs géochimiques- est certainement trop lâchepour permettre une exploitation optimum des données relatives au radondans le sol. Ce gaz, en effet, contrairement à l'hélium et surtout augaz carbonique, ne diffuse pas latéralement à partir des anomalies, sibien que ces dernières s'expriment en surface sous forme de bandes trèsétroites : une représentation graphique des résultats par des courbesd' iso-concentration serait alors illusoire.

Bornons-nous à remarquer que la zone de Bouillante (p. 89 et90) présente un certain nombre d'anomalies en radon tout aussi marquéesque celles qui frangent le secteur actuellement mis en production.

2 < A < 4

4 < A < 8

8 < A < 16

16 < A < 32

32 < A < 64

64 < A < 128

128 < A < 256

256 < A < 51 2

512 < A < 1024

1024 < A < 2048

pCi/1

- 88

CARTES DE PROSPECTION

Comme nous l'avons indiqué dans nos conclusions, la mailleutilisée au cours de cette prospection -bien que suffisamment serréepour bon nombre d'indicateurs géochimiques- est certainement trop lâchepour permettre une exploitation optimum des données relatives au radondans le sol. Ce gaz, en effet, contrairement à l'hélium et surtout augaz carbonique, ne diffuse pas latéralement à partir des anomalies, sibien que ces dernières s'expriment en surface sous forme de bandes trèsétroites : une représentation graphique des résultats par des courbesd' iso-concentration serait alors illusoire.

Bornons-nous à remarquer que la zone de Bouillante (p. 89 et90) présente un certain nombre d'anomalies en radon tout aussi marquéesque celles qui frangent le secteur actuellement mis en production.

2 < A < 4

4 < A < 8

8 < A < 16

16 < A < 32

32 < A < 64

64 < A < 128

128 < A < 256

256 < A < 51 2

512 < A < 1024

1024 < A < 2048

pCi/1

- 89 -

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SECTEUR DE BOUILLANTE

- 90 -

SECTEUR DE BOUILLANTE

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SECTEUR DE VIEUX-HABITANTS

- 92 -

SECTEUR DE VIEUX-HABITANTS

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SECTEUR DE MOSCOU (Plateau du Palmiste)

SECTEUR DE MOSCOU (Plateau du Palmiste)

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