Sur la migration sélective des isotopes et des éléments par thermodiffusiondans les solutions. Applications de l'effet thermogravitionnel en milieu poreux ; observations expérimentales et conséquences géochimiques

The first part is a theoretical development on the thermodiffusion phenomena, completed by measures of the Soret coefficients for several salt solutions (BaCl2, LiI, UO2 (NO3) 2). The second part is dedicated to experimental studies on the thermogravitationnel effect in porous media showing possibilities of modification of isotopic abundance of elements by the effect of thermodiffusion (18O and D in the natural water, and 41K in solutions of potassium chloride and sulphate). The third part shows the possibilities of selective migration of elements able to consider the use of thermodiffusion processes for differential concentration of high added value elements, such as rare earths. Then, also, it's shown that selective migrations of elements by recovery of the habitually lost calorific energies contained in industrial wastes or geothermal emergencies at temperatures under 100°C. At last, a schematic modelling of thermogravitational action on natural hydrothermal convective circuits is applied to the well known geothermal of Salton-Sea (USA).Le couplage thermodiffusion-convection (effet thermogravitationnel) peut aboutir, dans des colonnes à garnissage poreux, à des variations considérables de concentration. La première partie de la thèse est une mise au point théorique sur les phénomènes de thermodiffusion, complétée par les mesures de coefficients de Soret de plusieurs solutions salines (BaCl2, LiI, UO2(NO3)2, …). La deuxième partie est consacrée à des études expérimentales sur l'effet thermogravitationnel en milieu poreux pour montrer les possibilités de modification des abondances isotopiques des éléments sous l'action de la thermodiffusion (18O et D dans l'eau naturelle, et 41K dans des solutions de chlorure ou de sulfate de potassium). Dans la troisième partie on montre, aussi, les possibilités de migrations sélectives d'éléments permettant d'envisager l'utilisation des processus de thermodiffusion pour la concentration différentielle d'éléments à haute valeur ajoutée, tels que les terres rares. Il y est aussi montré une modélisation schématique de genèse des concentrations minérales sous l'action des gradients géothermiques naturels induisant des circuits convectifs sur de longues durées avec une application au géotherme de Salton-Sea (USA)