Cartographie Du Gamma Ambiant Dans La Wilaya De Jijel
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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE MOHAMED SEDDIK BEN YAHIA - JIJEL FACULTE DES SCIENCES EXACTES ET INFORMATIQUE DEPARTEMENT DE PHYSIQUE Série: ……………………… Mémoire présenté pour obtenir le diplôme de Master en physique Spécialité : physique médicale Par Zetili Fatima Alioueche Fatima Zohra Intitulé Cartographie du gamma ambiant dans la wilaya de Jijel Soutenue le : 26 /10 /2020 devant le jury : Président : N. OUNOUGHI Dr. Univ. Jijel Rapporteur : F.Z. DEHIMI Dr. CRNA. Alger A. BELAFRITES Pr. Univ. Jijel Examinateurs : A. TEDJANI Dr. Univ. Jijel REMERCIEMENTS Avant tout, nous remercions DIEU, le tout puissant, pour la force, La volonté, la santé et la patience qu’il nos donné pour accomplir ce travail. Nous tenons à exprimer notre grand respect et notre gratitude A notre encadreur DR. DEHIMI FATMA ZOHRA, et Pr. A. BELAFRITES pour nos avoir honoré en acceptant de diriger notre mémoire, pour son encadrement de qualité, ses précieuses suggestion scientifique, et sa patience tout Au long de ce travail. Nos vifs remerciements au membre de jury d’avoir bien voulu évaluer ce mémoire. Nous exprimons notre profonde reconnaissance à tous les enseignants qui ont contribué à notre formation, depuis le primaire jusqu’à l’université, pour le savoir et les connaissances qu’ils nous ont inculqué. Pour terminer, Merci pour tous ceux qui, par leurs remarques et leurs conseils, ont contribué à la réalisation de ce travail. I DEDICACES Je remercie dieu toute puissant de m’avoir donné la force et le courage de finir ce modeste travail que je dédie : A la personne la plus digne de mon estime et de mon respect, qui s’est toujours sacrifié pour me voir réussir, qui éclaire mon chemin et m’illumine de douceur et d’amour, qui m’a toujours poussé, m’encourager et qui motivé dans mes études, mon soutien moral et financier et ma source de joie et de bonheur, que dieu te garde pour nous ‘’papa’’. A ma très chère ‘’maman’’ en signe d’amour, de reconnaissance, de tendresse et de gratitude pour tous les soutiens et les sacrifices dont elle a fait preuve à mon égard et qui n’a pas cessé de m’encourager et de prier pour moi, celle à qui je souhaite une longue vie. A mon très cher et adorable frère Mbaerk et mes chères sœurs avec Surtout la petite princesse de maison Meriem avec tous mes vœux de bonheur, de santé et de réussite. A mon fiancé Younes pour les efforts qu’il a faits pour moi. A mon encadreur DR. DEHIMI FATMA ZOHRA pour ses précieux conseils, son aide, sa disponibilité et sa contribution générale à l’élaboration de ce travail. A mon binôme Fatima, pour leur patience et leur persistance et avec lequel j’ai partagé mes bons et mauvais moments inoubliables. A tous, mes chères amies A mes collègues de la promotion 2019-2020. A tous ceux qui ont contribué de près ou de loin pour ce travail soit possible, je vous dis MERCI. II Dédicace D’abord je remercie le bon dieu notre créateur de nos avoir donné les forces, la volonté et le courage afin d’accomplir ce travail. A mes nobles parents, Aucune dédicace n’est susceptible de vous exprimer ma profonde affection et mon immense gratitude pour tous les sacrifices que vous avez consentis pour mon éducation et mes études, qui sont toujours présent quand j’ai besoin d’eux. « Etudier, fais de ton mieux, persévères ! Il ne te reste que quelques mois et tu auras ton diplôme » -papa et maman - Que dieu vous prête bonne santés, longue vie afin que je puisse, à mon tour, vous combler A mes sœurs, mes frères, et à ma famille et mon marie Mohamed Veuillez trouver ici l’expression de mes profonds sentiments de respect et reconnaissance pour le soutien, les encouragements et la motivation que vous n’avez cessé de me porter. A mes ami(e)s, et enseignant(e)s, A vous toutes/tous, soit depuis le primaire, le moyen, lycée ou bien l’université. A mon binôme, Fatima Zohra A tous ceux qui m’ont aidé de près ou de loin III Table de Matières Table des matières Liste figures Liste des tableaux Introduction générale…………………………………………………………….... 01 Chapitre1 : Généralités sur la radioactivité 1. Introduction ……………………………………………………………………... 02 1.1. Structure de l’atome …………………………………………….. ………… 02 1.1.1 Classification des noyaux………………………………………….………… 03 1.1.2. Vallée de stabilité …………………………………………………………… 03 1.2. La radioactivité ……………………………………………………………….. 04 1.2.1 Historique…………………………………………………………………...... 05 1.2.2 Loi de décroissance radioactive……………………………………..………. 05 1.2.3 Période radioactive…………………………………………………………... 06 1.2.4 Activité radioactive ………………………………………………………….. 06 1.3 Désintégration radioactive…………………………………………….............. 07 1.3.1 Désintégration alpha ………………………………………………………… 07 1.3.2 Désintégration beta …………………………………………………………. 08 1.3.3 La capture électronique ……………………………………………………. 09 1.3.4 Désintégration gamma …………………………………………………….... 09 1.4 Filiation radioactive …………………………………………………………… 10 La Radioactivité dans l’environnement ………………………………………….. 11 1.5. La radioactivité naturelle ……………………………………………………. 11 1 .5.1 Le rayonnement cosmique …………………………………………………. 11 1.5.2 Le rayonnement tellurique …………………………………………………. 12 1.6. La radioactivité artificielle…………………………………………………… 15 1.6.1 La médecine et la biologie……………………………………………………. 15 1.6.2 L’industrie……………………………………………………………………. 15 IV 1.6.3 Les installations nucléaires …………………………………………………. 15 1.6.4 Les retombés des essais d’armes nucléaires ………………………............... 15 1.6.5 Les accidents nucléaires …………………………………………………...... 16 ➢ Accident de Tchernobyl …………………………………………………… 16 ➢ Accident de Fukushima ………………………….………………………... 18 2. Les notions de dose…………………………………………………….………… 19 2.1 Dose absorbée…………………………………………………………………... 19 2.2 Le débit de dose………………………………………………………………… 19 2.3 Dose équivalente……………………………………………………….............. 19 2.4 Dose efficace……………………………………………………………………. 20 2.5 Dose annuelle …………………………………………………………………... 20 Chapitre 2 : Détection des rayonnements gamma 1. Les rayonnements ionisants…………………………………………………….. 21 2. Détection des rayonnements gamma…………………………………………… 21 2.1. Diffusion Compton…………………………………………………………….. 21 2.2 Effet photoélectrique………………………………………………….……….. 22 2.3. Production de paires…………………………………………………………... 23 3. Détection des rayonnements gamma dans l'environnement………………….. 25 3.1. Détecteur Thermo scientific RadEye………………………………………… 25 3.2. Fonctionnement d'un scintillateur…………………………………………… 26 3.3. Fonctionnement d'un photomultiplicateur…………………………………... 28 Chapitre 3 : Mesures du gamma ambiant dans la région de Jijel 1. La carte géographique de la région de Jijel…………………………...……… 29 2. La carte géologique……………………………………………………................ 31 3. Description du logiciel QGIS………………………………………..…………... 33 3.1. Définition…………………………………………..…………….…………….. 33 3.2 Présentations de l'interface de QGIS……………………………..…………… 34 3.3. Les formats supportés par QGIS………………………………..…………… 38 3.4. Visualisation de données vectorielles sous QGIS…………….……………… 38 V 3.5. Fonctionnement………………………………………………….……………. 40 4. Mesures du gamma ambiant dans la willaya de Jijel…………………..……… 40 5. Résultats des débits de doses pour chaque daïra (valeur moyenne, écart-type, valeur minimale et maximale) .…………………………………… ……………… 42 6. Etablissement de la cartographie des débits de dose dans la wilaya de Jijel… 43 7. Discussion des résultats…………………………………..……….................... 46 8. Conclusion générale……………………….…………………..……….………... 48 Liste des figures Figure 1.1 : Structure de l’atome …………………………………………………. 03 Figure 1.2 : Diagramme de stabilité des noyaux …………………………………. 04 Figure 1.3 : Courbe de décroissance radioactive…………………………………. 06 Figure 1.4 : désintégration α ………………………………………………………. 07 Figure 1.5 Schémas de désintégration β : a) désintégration β-,b) désintégration β…………………………………………. 08 Figure 1.6 : désintégration gamma………………………………………………... 09 Figure 1.7 : familles radioactives : ………………………………………………... 14 de thorium 232, de l'uranium 238, de l'uranium 235 Figure 1.8 : Accident de Tchernobyl…………………………………..……........... 16 Figure 1.9 : Accident de Fukushima ……………………………………………… 18 Figure 2.1 Schéma de la diffusion Compton………………………………............ 22 Figure 2.2 Schéma de l’effet photoélectrique………………………….………….. 23 Figure 2.3 Schéma du processus de production de paires……………………….. 24 Figure 2.4 : Types d’interactions prépondérantes suivant l’énergie du photon 25 et le numéro atomique Z du milieu………………………………………………... VI Figure 2.5 : Mécanisme de scintillation dans le cristal NaI (Tl)………………….. 28 Figure 2.6 : Schéma de fonctionnement d’un photomultiplicateur…….…........... 28 Figure 3.1 : situation géographique de la ville de Jijel……………………………. 29 Figure 3.2 :(a) détail du bassin néo génique de Jijel, (b) bassin autour du littoral Jijelien, (c) la trouée de l’oued Taza dans le massif calcaire, (d) la chaîne 31 calcaire près de ziama................................................................................. Figure 3.3 : carte géologique de la région de Jijel………………………………… 33 Figure 3.4 : interface standard……………………………………………….……. 35 Figure 3.5 : affichage des communes d’Algérie………………………………… 39 Figure 3.6 : propriété de la couche affichée……………………………….............. 40 Figure 3.7 : cartographie de débits de doses dans la wilaya de Jijel…………… 45 VII Liste des tableaux : Tableau 1 : communes de Jijel organisées en11 Daïra…………………………… 30 Tableau 3 : Résultats des débits de doses pour chaque daïra (valeur moyenne, 42 écart-type, valeur minimale et maximale)................................................................ VIII Introduction