etude numerique et experimentale du comportement du radon et ses descendants dans une habitation: application a la dosimetrie

Abstract

La présente thèse porte sur l’étude, numérique et expérimentale du comportement du radon et de ses descendants dans les locaux ventilés. En effet, les cavités ventilées sont généralement considérées comme étant une approximation pour la modélisation des locaux ventilés. Pour mener à bien cette étude, nous avons choisi un modèle numérique basé sur la résolution des équations régissant les transferts de quantité de mouvement, de chaleur et de la concentration du radon. La première partie du mémoire est consacrée à quelques généralités sur le radon et ses descendants, les méthodes des mesures ainsi qu’à la revue bibliographique des travaux réalisés ultérieurement. La démarche suivie est décrite dans le chapitre 2. Celle-ci est basée sur l’approximation de Boussinesq. Le modèle K-epsilon est utilisé pour traiter la turbulence. La discrétisation des équations est réalisée à l’aide de la méthode des volumes finis associée à l’algorithme SIMPLER pour traiter le couplage pression-vitesse. Nous avons aussi évalué les activités volumiques ainsi que le taux d’exhalation du radon dans les différents échantillons des matériaux de construction en utilisant la méthode des efficacités de détection des détecteurs solides de traces nucléaires de types CR-39 et LR-115 II. Dans la seconde partie, nous considérons d’abord le transfert de chaleur et du radon (222Rn) dans des cavités bidimensionnelles ventilées soumises à des gradients de température et de concentration. Le principal but visé est: a) de valider le modèle considéré en confrontant nos résultats avec ceux de la littérature et b) d’étudier l’influence de la ventilation sur la qualité de l’air intérieur. Les résultats obtenus révèlent que le modèle adopté prédit correctement les transferts thermique et massique (222Rn). Ensuite, nous appliquons cette approche au cas des pièces tridimensionnelles ventilées soumises à des gradients de température et de concentration du radon. Les indices de qualité de l’air et d’efficacité de la ventilation sont calculés et discutés. Nous achevons ce travail en analysant l’influence des paramètres météorologiques sur le comportement du radon et ses descendants de l’air intérieur dans une maison. Cette analyse concerne différents valeurs de ventilation, de température et de l’humidité relative en vue de diminuer tout risque d’exposition des public aux rayonnements alpha émis par les descendants de courtes périodes du gaz radon (218Po et 214Po) dans l’air intérieur. Enfin, Un nouveau modèle dosimétrique a été développé pour la détermination des doses de rayonnements reçue par les populations générales dues aux descendants de courte période du radon suite à l’inhalation de l’air intérieur. Il a été montré que les enfants d’âge compris entre 5 et 10 ans sont les plus exposés aux doses de radiations émises par le 218Po et 214Po. Nous avons validé notre modèle dosimétrique en utilisant les modèles proposés par La Commission Internationale de la Protection Radiologique (ICRP) et la Comité Scientifique des Nations Unies sur les effets des radiations atomiques (UNSCEAR).