Récupération améliorée de l'uranium par champ électrique dans des formations hétérogènes / Enhanced ISR of uranium with Electric field in heterogenous formations

Université de Pau et des Pays de l'Adour

Contexte et objectifs

Dans le cadre de la Chaire Industrielle ANR SATURNE menée en partenariat avec Orano, nous recrutons un(e) doctorant(e) afin d'étudier l'effet des champs électriques sur la récupération de l'uranium (enhanced In-Situ Recovery, ISR).

L'objectif principal de ces travaux est d'améliorer l'efficacité des opérations de récupération en stimulant la mobilisation de l'uranium dans des zones mésoporeuses. Une attention particulière sera portée à l'étude du procédé autour de formations géologiques représentatives de gisements à forte teneur, au Canada.

Le ou la candidat(e) contribuera à la compréhension des mécanismes physiques et chimiques impliqués dans ces procédés grâce à la mise en œuvre d'approches expérimentales innovantes et de techniques avancées de caractérisation. Les travaux porteront notamment sur le suivi de la distribution des fluides en présence d'un champ électrique et donc de la mobilisation de l'uranium dans des milieux poreux représentatifs des conditions réservoir.

Missions

• La conception et la réalisation d'expériences de laboratoire visant à optimiser l'effet électrique par rapport aux effets escomptés et en déduire les mécanismes associés à la récupération in situ de l'uranium ;
• Le développement et la mise en œuvre de techniques d'imagerie avancées, notamment la tomographie à rayons X, afin de suivre la distribution des fluides, et l'amélioration de la perméabilité associé à l'ISR ;
• La réalisation d'analyses par ICP-MS pour quantifier les concentrations en uranium et évaluer les performances des procédés étudiés mais aussi l'évolution des teneurs en pénalisants ;
• L'interprétation des résultats expérimentaux et la contribution au développement de modèles numériques permettant de prédire la réponse du réservoir et l'efficacité des stratégies de récupération ;
• La collaboration étroite avec les équipes de Recherche et Développement d'Orano afin de favoriser le transfert des connaissances acquises vers les applications industrielles.

Profil recherché

• Diplôme de Master (ou équivalent) en physique, génie électrique, géosciences, , chimie, génie pétrolier ou discipline connexe ;
• Solides connaissances en physique des milieux poreux, transferts réactifs, hydrogéologie, mécanique des fluides ou domaines apparentés ;
• Solides connaissances en Génie électrique et plus précisement dans le domaine des hautes tensions ;
• Une expérience en imagerie avancée par rayons X, notamment en tomographie RX, est fortement souhaitée ;
• Capacité à travailler de manière autonome tout en s'intégrant efficacement dans un environnement de recherche multidisciplinaire ;
• Excellentes qualités de communication, de rédaction scientifique et de travail collaboratif.

Environnement de recherche

Le doctorat sera réalisé au sein de l'Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA), dans le cadre de la Chaire Industrielle ANR SATURNE associant Orano, le Laboratoire des Fluides Complexes UMR 5150 et le SIAME (équipe PHT). Il offre un accès à des plateformes expérimentales de pointe, à des équipements avancés d'imagerie et à des interactions régulières avec des experts industriels impliqués dans le développement des technologies de récupération in situ de nouvelle génération.

Context and Objectives

As part of the ANR Industrial Chair SATURNE, carried out in partnership with Orano, we are recruiting a PhD candidate to study the effect of electric fields on uranium recovery (enhanced In-Situ Recovery, ISR).

The main objective of this research is to improve recovery efficiency by enhancing uranium mobilization within mesoporous zones. Particular attention will be given to geological formations representative of high-grade uranium deposits, notably in Canada.

The candidate will contribute to the understanding of the physical and chemical mechanisms involved in these processes through innovative experimental approaches and advanced characterization techniques. The work will focus in particular on monitoring fluid distribution under an applied electric field and the resulting uranium mobilization in porous media representative of reservoir conditions.

Missions

• Design and implementation of laboratory experiments aimed at optimizing the electrical effect with respect to the expected outcomes, and identifying the mechanisms associated with in-situ uranium recovery;
• Development and application of advanced imaging techniques, in particular X-ray computed tomography, to monitor fluid distribution and permeability enhancement associated with ISR;
• ICP-MS analyses to quantify uranium concentrations, evaluate process performance, and monitor changes in impurity contents;
• Interpretation of experimental results and contribution to the development of numerical models capable of predicting reservoir response and recovery strategy efficiency;
• Close collaboration with Orano's Research and Development teams to facilitate the transfer of knowledge toward industrial applications.

Candidate Profile

• Master's degree (or equivalent) in physics, electrical engineering, geosciences, chemistry, petroleum engineering, or a related discipline;
• Strong knowledge of porous media physics, reactive transport, hydrology, fluid mechanics, or related fields;
• Strong background in electrical engineering, particularly in high-voltage systems;
• Experience in advanced X-ray imaging techniques, especially X-ray computed tomography, is highly desirable;
• Ability to work independently while effectively integrating into a multidisciplinary research environment;
• Excellent communication, scientific writing, and teamwork skills.

Research Environment

The PhD will be carried out at the University of Pau and the Adour Region (UPPA), within the ANR Industrial Chair SATURNE, in collaboration with Orano, the Laboratory of Complex Fluids (UMR 5150), and SIAME (PHT team). The position provides access to state-of-the-art experimental platforms, advanced imaging facilities, and regular interactions with industrial experts involved in the development of next-generation in-situ recovery technologies.

Début de la thèse : 01/10/2026

Funding category: Autre financement publicANR Financement d'Agences de financement de la recherche

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