Modélisation des spectres alpha d’aérosols radioactifs et métrologie des données d’entrée par technologie des micro-capteurs aérosol – Application aux moniteurs de radioprotection utilisés dans des atmosphères atypiques par rapport aux référentiels normat

Dans les installations nucléaires, la surveillance de la contamination atmosphérique repose principalement sur les moniteurs CAM (Continuous Air Monitors). Dans des environnements complexes comme les chantiers de démantèlement, ces appareils génèrent des nombreuses fausses alarmes en α artificiel. Ces erreurs de mesure résultent des interactions entre trois granulométries d'aérosols : les fractions libres et attachées des descendants du radon et les aérosols micrométriques inactifs liés au chantier (Hoarau, 2020).

Afin de comprendre finement l'ensemble des mécanismes d'interactions entre ces trois granulométries dans le dépôt, des représentations numériques ont été développées. Les premiers travaux réalisés ont mis en évidence la pertinence de cette approche (Dougniaux, 2022).

Dans cette thèse, la modélisation combine deux codes de calculs : le code DALEC pour simuler le dépôt d'aérosols sur le filtre utilisant les méthodes de diffusion limitée par l'agrégation, et le code Geant4 pour modéliser le transport des rayonnements.

Dans le cas des sources plus complexes, comme les aérosols, une prise en compte rigoureuse des paramètres influençant la modélisation permet d'étudier la bonne représentation du dépôt dans DALEC. Les résultats obtenus se révèlent particulièrement pertinents pour des sources idéales, telles que la source de radon issue du dispositif ASD du LNHB. Un modèle de réponse du détecteur a ainsi été établi.

Une série d’expériences a été menée avec des aérosols sphériques en acier inoxydable, et les mêmes conditions ont été reproduites par simulation. Les résultats révèlent des améliorations significatives par rapport aux simulations antérieures, bien qu’ils ne concordent pas parfaitement avec les données expérimentales. Cela suggère que des phénomènes supplémentaires doivent être pris en compte, notamment l’influence de la charge électrostatique des aérosols. 

Comparée aux modèles existants, tels que ceux reposant sur des ajustements empiriques de pics, l’approche développée dans le cadre de cette thèse présente l’avantage d’établir un lien direct entre la physique des aérosols et celle des interactions rayonnement‑matière. Cette approche pourrait ainsi permettre une application plus généralisable à différentes configurations de détecteurs et de types d’aérosols.