La présente invention concerne un procédé d’évaluation de la teneur en uranium d’au moins une région d’intérêt d’un sous-sol traversé par un puits de forage par spectrométrie gamma, le sous-sol comprenant au moins une première région de calibration et une deuxième région de calibration traversées par le puits de forage, la première région de calibration présentant un premier déséquilibre radioactif, la deuxième région de calibration présentant un deuxième déséquilibre radioactif distinct du premier déséquilibre radioactif.

L’uranium est présent naturellement sous la forme de trois isotopes : l’ ²³⁸ U, l’ ²³⁵ U et l’ ²³⁴ U, ce dernier étant issu de la chaîne de désintégration de l’ ²³⁸ U. L’ ²³⁸ U est très largement majoritaire et représente plus de 99,3 % en fraction massique de l’uranium total.

L’ ²³⁸ U et l’ ²³⁵ U se désintègrent successivement en différents éléments chimiques appelés éléments fils jusqu’à ce que l’élément chimique obtenu soit stable. Chaque désintégration s’accompagne le plus souvent de l’émission de photons de haute énergie encore appelés rayonnements X ou gamma dont le spectre énergétique est typiquement compris entre quelques dizaines de keV et plus de 2000 keV. L’unité de mesure du rayonnement s’exprime en coups par unité de temps, par exemple en coups par seconde.

En exploration minière, il est connu d’utiliser le rayonnement gamma émis par les formations géologiques pour caractériser ces dernières et plus particulièrement la teneur en uranium des formations géologiques du sous-sol. Ce type de mesures est réalisé notamment en forage. Ces mesures permettent typiquement de caractériser le potentiel uranifère d’une région. Lorsqu’un gisement est découvert, les mesures de rayonnement gamma en forage sont également utilisées pour l’estimation des réserves en uranium du gisement. La précision de ces mesures et le traitement qui est fait pour obtenir les teneurs en uranium associées sont par conséquent critiques.

Classiquement, en forage, on mesure le rayonnement gamma total sur l’ensemble du spectre énergétique, sous la forme d’un comptage total, tout le long du forage en déplaçant un détecteur scintillateur. Le détecteur scintillateur comprend, par un exemple un cristal d’iodure de sodium (Nal). Cette méthode fonctionne relativement bien lorsqu’il existe un équilibre entre les différentes chaînes de filiation de l’uranium. Dans ce cas, le rayonnement gamma total est sensiblement proportionnel à la teneur en uranium de la formation. Un coefficient d’étalonnage, propre au détecteur de rayonnement gamma, relie le rayonnement total mesuré et la teneur en uranium de la formation. Le coefficient de calibration est obtenu par simulation ou encore expérimentalement à partir d’échantillons étalons.

Néanmoins, dans le cas d’un déséquilibre des chaînes de filiation de l’uranium, cette méthode conduit à sous-estimer ou à surestimer la teneur en uranium dans les formations géologiques. Un tel déséquilibre est généralement constaté pour les gisements de faible teneur en uranium sujet à des phénomènes de lixiviation différentielle (e.g. gisement d’uranium de type « roll fronts ») qui constituent une part importante des gisements d’uranium exploités dans le monde.

L’invention a pour but de pallier ces inconvénients, en proposant un procédé d’évaluation de la teneur en uranium d’au moins une région d’intérêt d’un sous-sol traversé par un puits de forage qui soit fiable et qui permette d’obtenir des valeurs de teneur en uranium précises, même en cas de déséquilibre entre les différentes chaînes de filiation de l’uranium.

À cet effet, l’invention concerne un procédé du type précité, comprenant les étapes suivantes : a) acquérir au moins un premier et un deuxième spectres énergétiques de rayonnement gamma de calibration respectivement dans les première et deuxième régions de calibration, chacun des spectres énergétiques de calibration comprenant au moins : - une première bande d’énergie relative à une contribution uranium, la première bande comprenant au moins une raie énergétique à 92 keV du ²³⁴ Th et une raie énergétique du rayonnement X de fluorescence de l’uranium à 98 keV,

- une deuxième bande d’énergie relative à une contribution radon, la deuxième bande comprenant au moins une raie énergétique à 609 keV du ²¹⁴ Bi, et - une bande énergétique centrée sur une raie énergétique à 1001 keV du ^234m Pa, b) obtenir respectivement au moins le premier déséquilibre radioactif de l’uranium associé au premier spectre énergétique de calibration et le deuxième déséquilibre radioactif de l’uranium associé au deuxième spectre énergétique de calibration, c) calculer au moins un premier ratio et un deuxième ratio entre l’aire de la première bande d’énergie et l’aire de deuxième bande d’énergie respectivement du premier spectre énergétique de calibration et du deuxième spectre énergétique de calibration, d) calculer un premier coefficient et un deuxième coefficient à partir des au moins premier et deuxième déséquilibres radioactifs de l’uranium obtenus et des au moins premier et deuxième ratios calculés, e) acquérir au moins un spectre énergétique de rayonnement gamma associé à la région d’intérêt, le spectre énergétique comprenant au moins la première bande d’énergie et la deuxième bande d’énergie, f) calculer la teneur en uranium dans la région d’intérêt en utilisant l’aire de la première bande d’énergie, l’aire de la deuxième bande d’énergie et l’aire nette de la raie énergétique à 609 keV du ²¹⁴ Bi du spectre énergétique acquis dans la région d’intérêt, et les premiers et deuxième coefficients calculés.

Ainsi, le procédé selon l’invention permet d’évaluer la teneur en uranium des formations du sous-sol de manière fiable à partir d’un calibration réalisée in situ et en tenant compte de la présence éventuel d’un déséquilibre radioactif.

Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé selon l’invention comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

- la première bande d’énergie est sensiblement comprise entre 87 keV et 110 keV et la deuxième bande d’énergie est sensiblement comprise entre 560 keV et 660 keV ;

- le premier déséquilibre radioactif de l’uranium et/ou le deuxième déséquilibre radioactif de l’uranium sont calculés en utilisant respectivement l’aire nette de la raie énergétique à 1001 keV et l’aire nette de la raie énergétique à 609 keV de chacun des premier et deuxième spectres énergétiques de calibration ; - le procédé comprend une étape préliminaire d’identification de la première région de calibration et/ou de la deuxième région de calibration par mesure du comptage total de rayonnement gamma ou par acquisition d’un spectre de rayonnement gamma et calcul d’un ratio entre l’aire de la première bande d’énergie et l’aire de deuxième bande d’énergie le long du puits de forage ; - le premier coefficient et le deuxième coefficient sont calculés par régression linéaire des au moins premier et deuxième ratios calculés en fonction des au moins premier et deuxième déséquilibres radioactifs obtenus ;

- le premier coefficient et le deuxième coefficient sont calculés en utilisant l’équation :

C _Uk étant l’aire de la première bande d’énergie du spectre énergétique de la région de calibration (18, 20, 22) considérée, C _Rnk étant l’aire de la deuxième bande d’énergie du spectre énergétique de la région de calibration considérée, D _k étant le déséquilibre radioactif de l’uranium de la région de calibration d’indice k, a étant le premier coefficient, b étant le deuxième coefficient ;

- le puits de forage traverse au moins une troisième région de calibration, la troisième région de calibration présentant un troisième déséquilibre différent des premier et deuxième déséquilibres, le procédé comprenant l’acquisition d’au moins un troisième spectre de rayonnement gamma de calibration associé à la troisième région de calibration, l’obtention d’un troisième déséquilibre radioactif, le calcul d’un troisième ratio, les premier et deuxième coefficients étant calculés en utilisant en outre le troisième déséquilibre radioactif et le troisième ratio ;

- la deuxième région de calibration est située entre la première région de calibration et la troisième région de calibration le long du puits de forage.

L’invention concerne également un dispositif d’évaluation de la teneur en uranium d’une région d’intérêt d’un sous-sol traversé par un puits de forage par spectrométrie gamma, le sous-sol comprenant au moins une première région de calibration et une deuxième région de calibration traversées par le puits de forage, la première région de calibration présentant un premier déséquilibre, la deuxième région de calibration présentant un deuxième déséquilibre différent du premier déséquilibre, le dispositif comprenant :

- une sonde spectrométrique comportant un détecteur scintillateur,

- un module d’acquisition connecté à la sonde spectrométrique, le module d’acquisition étant configuré pour acquérir au moins un premier spectre énergétique de rayonnement gamma de calibration associé à la première région de calibration, un deuxième spectre énergétique de rayonnement gamma de calibration associé à la deuxième région de calibration et un spectre énergétique de rayonnement gamma associé à la région d’intérêt, chacun des spectres énergétiques de calibration comprenant au moins :

- une première bande d’énergie relative à une contribution uranium, la première bande comprenant au moins une raie énergétique à 92 keV du ²³⁴ Th et une raie énergétique du rayonnement X de fluorescence de l’uranium à 98 keV,

- une deuxième bande d’énergie relative à une contribution radon, la deuxième bande comprenant au moins une raie énergétique à 609 keV du ²¹⁴ Bi, et

- une bande d’énergie centrée sur une raie énergétique à 1001 keV,

- un module d’obtention pour obtenir les au moins premier et deuxième déséquilibres radioactifs de l’uranium associés aux premier et deuxième spectres énergétiques de calibration, - un premier module de calcul pour calculer au moins un premier ratio et un deuxième ratio entre l’aire de la première bande d’énergie et l’aire de la deuxième bande d’énergie respectivement du premier spectre énergétique de calibration et du deuxième spectre énergétique de calibration,

- un deuxième module de calcul pour calculer un premier coefficient et un deuxième coefficient à partir des au moins premier et deuxième déséquilibres radioactif de l’uranium obtenus par le module d’obtention et des premier et deuxième ratios calculés par le premier module de calcul,

- un troisième module de calcul de la teneur en uranium dans la région d’intérêt en utilisant l’aire de la première bande d’énergie, l’aire de la deuxième bande d’énergie et l’aire nette de la raie énergétique à 609 keV du ²¹⁴ Bi du spectre acquis dans la région d’intérêt par le module d’acquisition, et les premiers et deuxième coefficients calculés par le deuxième module de calcul.

Selon un mode de réalisation particulier, le module d’obtention comprend un sous- module de calcul pour calculer un déséquilibre radioactif de l’uranium en utilisant l’aire nette de la raie énergétique à 1001 keV et l’aire nette de la raie énergétique à 609 keV du spectre énergétique acquis par le module d’acquisition.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et faite, en se référant aux dessins parmi lesquels :

- [Fig 1] la figure 1 est une représentation schématique d’un puits de forage et d’un dispositif selon l’invention,

- [Fig 2] la figure 2 est un exemple de spectre de rayonnement gamma acquis par le module d’acquisition du dispositif de la figure 1 , et

- [Fig 3] la figure 3 est une représentation schématique d’un procédé selon l’invention.

Dans la suite de la description, les termes « teneur massique », « concentration massique » et « teneur » sont considérés comme synonymes. De même, les termes « raie », « raie énergétique », « pic » ou « pic énergétique » sont également considérés comme synonymes.

Un dispositif 100 d’évaluation de la teneur en uranium d’au moins une région d’intérêt 10 d’un sous-sol 11 traversé par un puits de forage 12 est représenté de manière schématique sur la figure 1 .

Par souci de simplification, le puits de forage 12 est représenté sur la figure 1 vertical, c’est-à-dire avec un pendage égal à 90°. En variante, le puits de forage 12 n’est pas vertical et présente un pendage et un azimut quelconques. Le puits de forage 12 est réalisé au travers d’une pluralité de formations géologiques 14. Par exemple, le puits de forage 12 est réalisé à des fins d’exploration pour rechercher un éventuel gisement d’uranium 16. En variante, le puits de forage 10 est réalisé à des fins de développement d’un gisement identifié. Les informations collectées dans le puits de forage 12 sont alors utilisées pour l’estimation des réserves d’uranium du gisement 16.

En référence à la figure 1 , le puits de forage 12 traverse notamment au moins une première région 18, appelée première région de calibration, et une deuxième région 20, appelée deuxième région de calibration.

Le puits de forage 12 traverse également au moins une région de référence, préférentiellement située au-dessus de la première région de calibration 18.

La région de référence est une région non minéralisée. Par « région non minéralisée », on entend une région dans laquelle la teneur en uranium est faible, inférieure à un seuil de référence.

Le seuil de référence est par exemple compris entre 10 ppm et 50 ppm.

La première région de calibration 18 présente une première teneur en uranium. La deuxième région de calibration 20 présente une deuxième teneur en uranium.

De la même manière, la première région de calibration 18 présente un premier déséquilibre radioactif de l’uranium Di et la deuxième région de calibration 20 présente un deuxième déséquilibre radioactif de l’uranium D ₂ .

De préférence, la première région de calibration 18 et la deuxième région de calibration 20 sont des régions minéralisées. Par « région minéralisée », on entend une région dans laquelle la teneur en uranium est supérieure au seuil de référence, de préférence supérieure à un multiple du seuil de référence.

Le multiple est par exemple égal à 2, 3, 4 ou 5.

Dans la suite de la description, il est entendu que les teneurs des différentes régions de calibration 18, 20 et/ou région d’intérêt 10 correspondent à des teneurs moyennes en uranium pour lesdites régions considérées. De la même manière, les déséquilibres radioactifs de l’uranium correspondent à des déséquilibres moyens pour lesdites régions considérées.

Le dispositif 100 comprend une sonde spectrométrique 102 agencée pour être insérée dans le puits de forage 12 et une installation 104 de surface permettant de déplacer la sonde spectrométrique 102 le long du puits de forage 12 vers le haut et vers le bas selon la direction du puits de forage. Par exemple, l’installation de surface 104 comprend un treuil 106 et un dispositif 108 adapté pour connaître la position de la sonde spectrométrique à l’intérieur du puits de forage 12, par exemple une roue codeuse. La sonde spectrométrique 102 est reliée par un câble 110 à l’installation de surface 104. Le câble 110 permet à la fois le déplacement de la sonde spectrométrique 102 à l’intérieur du puits de forage 12, l’alimentation électrique de la sonde spectrométrique 102 et le transfert des mesures réalisées par la sonde spectrométrique 102.

La sonde spectrométrique 102 comprend un détecteur scintillateur. Le détecteur scintillateur comprend par exemple un cristal à bromure de lanthane (LaBr ₃ ) ou un cristal à iodure de sodium (Nal).

Le dispositif 100 comprend un calculateur 112 pour l’évaluation de la teneur en uranium de la région d’intérêt 10 du puits de forage 12, une unité d’affichage 114 connectée au calculateur 112 pour afficher les résultats fournis par le calculateur et une interface homme machine 116 pour contrôler le dispositif 100.

Le calculateur 112 comprend par exemple une base de données 118.

La base de données 118 est destinée par exemple à enregistrer les résultats fournis par le calculateur 112.

Le calculateur comprend un processeur 120 et une mémoire 122 recevant des modules logiciels. Le processeur 120 est capable d’exécuter les modules logiciels reçus dans la mémoire 122 pour calculer la teneur en uranium de la région d’intérêt 10.

La mémoire 122 comprend un module d’acquisition 124 d’au moins un premier spectre énergétique de rayonnement. Plus particulièrement, en utilisant l’installation de surface 104, le module d’acquisition 124 permet d’acquérir un spectre énergétique de rayonnement dans la première région 18 de calibration, dans la deuxième région 20 de calibration et dans une région d’intérêt 10 du puits de forage 12.

La sonde spectrométrique 102 est connectée au module d’acquisition 124 par le câble 110.

La figure 2 présente un exemple de spectre énergétique 200 acquis par le module d’acquisition 124.

Le spectre énergétique 200 représente le comptage gamma en fonction de l’énergie du rayonnement. Le comptage gamma s’exprime généralement en coups par seconde. L’énergie du rayonnement s’exprime généralement en kilo-électron-volts (keV).

Chaque spectre énergétique 200 comprend au moins :

- une première bande d’énergie Cu relative à une contribution uranium, la première bande comprenant au moins une raie énergétique à 92 keV du ²³⁴ Th et une raie énergétique du rayonnement X de fluorescence de l’uranium à 98 keV,

- une deuxième bande C _RH d’énergie relative à une contribution radon, la deuxième bande comprenant au moins une raie énergétique à 609 keV du ²¹⁴ Bi, et - une bande d’énergie centrée sur une raie énergétique à 1001 keV (non représentée sur la figure 2).

La première bande d’énergie correspond plus particulièrement à la contribution des radionucléides de la chaîne de désintégration de l’isotope ²³⁵ U, supposée en équilibre séculaire, et des radionucléides du haut de la chaîne de désintégration de l’isotope ²³⁸ U qui sont en équilibre séculaire. Ce groupe de radionucléides comprend les éléments ^234m p _a , ²¹¹ Pb, ²²³ Ra, ²¹⁹ Rn, ²²⁷ Th, ²³⁰ Th, ²³¹ Th, ²³⁴ Th, ²³⁵ U, ²³⁸ U.

La raie énergétique à 92 keV est dominée principalement par les émissions de deux radionucléides :

- l’émission d’un rayon X à 93,35 keV (qui contribue au signal à 92 keV en raison de la résolution du scintillateur) lié à l’ ²³⁵ U. Cette émission provient de la réorganisation du cortège électronique de l’atome de thorium suite à la désintégration a de l’ ²³⁵ U vers le ²³¹ Th, et

- l’émission d’un doublet gamma du ²³⁴ Th à 92,38 keV et 92,80 keV (situé en haut de la chaîne de l’ ²³⁸ U).

La raie énergétique à 98 keV est dominée par quatre émissions :

- la fluorescence XK _ai de l’uranium à 98,439 keV,

- une émission spontanée X à 98,439 keV liée au ^234m Pa (en haut de la chaîne de l’ ²³⁸ U) qui fait suite à la conversion interne de son noyau fils ²³⁴ U,

- l’émission spontanée de deux rayons X liés au ²²³ Ra à 97,90 keV (chaîne de l’ ²³⁵ U) provenant de la réorganisation du cortège électronique de l’atome radon suite à la désintégration a du ²²³ Ra vers le ²¹⁹ Rn, et

- l’émission spontanée de deux rayons X liés au ²²⁶ Ra à 97,90 keV (chaîne de l’ ²³⁸ U) provenant de la réorganisation du cortège électronique de l’atome de radon suite à la désintégration a du ²²⁶ Ra vers le ²²² Rn.

La deuxième bande d’énergie correspond à la contribution de la fin de chaîne de l’uranium 238.

Les première bande d’énergie et deuxième bande d’énergie sont choisies par l’homme du métier de sorte à contenir au moins les émissions mentionnées ci-dessus. Notamment, les intervalles des première et deuxième bandes d’énergie sont choisis en fonction de la résolution du scintillateur qui influence la largeur à mi-hauteur des pics.

Par exemple, avec un scintillateur à cristal à iodure de sodium (Nal), la première bande d’énergie est par exemple comprise entre 87 keV et 110 keV. La deuxième bande d’énergie est par exemple comprise entre 560 keV et 660 keV. En variante, la deuxième bande d’énergie est beaucoup plus large, par exemple de 250 keV à 950 keV, pour augmenter la statistique de comptage sans toutefois inclure les contributions à 185 keV et à 1001 keV de l’uranium.

La mémoire 122 comprend en outre un module d’obtention 126 d’au moins un déséquilibre radioactif D. Plus particulièrement, le module d’obtention 126 permet d’obtenir un premier déséquilibre radioactif D ₁ de l’uranium et un deuxième déséquilibre radioactif D ₂ de l’uranium associés aux premier et deuxième spectres énergétiques de calibration.

Il est rappelé que l’équilibre séculaire est une situation où l’activité d’un radio isotope reste constante du fait que son taux de production (dû à la désintégration d’un isotope-parent) est égal à son taux de désintégration. Dans le cas contraire, on parle de déséquilibre radioactif. Dans la présente demande, le déséquilibre radioactif de l’uranium fait référence au déséquilibre moyen observé d’une part entre le radon ²²² Rn et l’uranium ²³⁸ U en raison de la volatilité du radon, et d’autre part entre le radium ²²⁶ Ra (père du radon ²²² Rn) et l’uranium ²³⁸ U dû à la lixiviation différentielle entre l’uranium et le radium. Par exemple, le module d’obtention 126 comprend un sous-module de calcul 128 d’un déséquilibre radioactif de l’uranium en utilisant l’aire nette de la raie énergétique à 1001 keV et l’aire nette de la raie énergétique à 609 keV du spectre énergétique acquis par le module d’acquisition 124. Plus particulièrement, le sous-module de calcul 128 permet le calcul du premier déséquilibre radioactif D ₁ de l’uranium et/ou du deuxième déséquilibre radioactif D ₂ de l’uranium en utilisant l’aire nette de la raie énergétique à 1001 keV et l’aire nette de la raie énergétique à 609 keV de chacun des premier spectre énergétique de calibration et deuxième spectre énergétique de calibration.

L’aire nette à 609 keV provient uniquement de l’émission gamma du ²¹⁴ Bi. Le bismuth 214 est situé en aval du radium 226 et du radon 222 dans la chaîne de désintégration de l’uranium 238.

L’aire nette à 1001 keV provient uniquement de l’émission du ^234m Pa. Le protactinium 234 est situé en amont du radium 226 et du radon 222 dans la chaîne de désintégration de l’uranium 238.

Les aires nettes sont obtenues après soustraction du fond continu Compton, par exemple effectuée en utilisant un logiciel de traitement de spectres énergétiques.

La mémoire 122 comprend en outre un premier module de calcul 130 d’au moins un ratio — entre l’aire de la première bande d’énergie C _v et l’aire de la deuxième bande cRn d’énergie C _Rn du spectre énergétique acquis par le module d’acquisition 124. Plus particulièrement, le premier module de calcul 130 permet au moins le calcul d’un premier ratio — et un deuxième ratio — entre l’aire de la première bande d’énergie

C _U C _U2 et l’aire de la deuxième bande d’énergie C _Rni , C _Rjl2 respectivement du premier spectre énergétique de calibration et du deuxième spectre énergétique de calibration.

Les aires de la première bande d’énergie et de la deuxième bande d’énergie correspondent aux aires brutes sans correction du fond continu Compton.

La mémoire 122 comprend en outre un deuxième module de calcul 132 pour calculer un premier coefficient a et un deuxième coefficient b à partir des au moins premier et deuxième déséquilibres radioactifs D D ₂ de l’uranium obtenus par le module d’obtention 126.

Enfin, la mémoire 122 comprend un troisième module de calcul 134 pour calculer la teneur en uranium dans la région d’intérêt 10 du puits de forage 12 en utilisant l’aire de la première bande d’énergie C _y , l’aire de la deuxième bande d’énergie C _Rn et l’aire nette de la raie énergétique à 609 keV du ²¹⁴ Bi du spectre énergétique acquis dans la région d’intérêt 10 du puits de forage 12, et les premier et deuxième coefficients «^ calculés par le deuxième module de calcul.

Les modules 124, 126, 130, 132, 134 sont programmés pour mettre en oeuvre le procédé selon l’invention, décrit dans ce qui suit.

La figure 3 présente les étapes d’un procédé d’évaluation 300 de la teneur en uranium d’au moins une région d’intérêt 10 d’un sous-sol 11 par un puits de forage 12 selon l’invention.

Le procédé 300 comprend tout d’abord une étape d’acquisition 310 en utilisant l’installation 104 et le module d’acquisition 124 d’au moins un premier et un deuxième spectres énergétiques de rayonnement gamma de calibration respectivement dans la première et la deuxième régions 18, 20 de calibration du puits de forage 10.

Chacun des premier et deuxième spectres énergétiques de rayonnement gamma de calibration comprend au moins la première bande d’énergie, la deuxième bande d’énergie, et une bande énergétique centrée sur une raie énergétique à 1001 keV, tel que représenté par exemple sur la figure 2.

Les première et deuxième bandes d’énergie sont choisies comme expliquées plus haut.

De préférence, le temps d’acquisition du premier et du deuxième spectres énergétiques est compris entre quelques dizaines de minutes et plusieurs heures, par exemple, selon la teneur en uranium et le temps nécessaire pour détecter la raie à 1001 keV. Avantageusement, les première et deuxième régions 18, 20 de calibration sont identifiées lors d’une étape préliminaire d’identification des première et deuxième région 18, 20 de calibration.

Par exemple, le procédé 300 comprend une étape préliminaire d’identification par mesure du comptage total de rayonnement gamma le long du puits de forage. Pour ce faire, une sonde radiométrique de mesure par comptage total du rayonnement gamma est déplacé dans le puits de forage 12.

Plus particulièrement, cette étape préliminaire comprend l’identification d’une région de référence non minéralisée présentant un teneur en uranium inférieure au seuil de référence. La région de référence présente un comptage gamma de référence.

La première région 18 de calibration et la deuxième région 20 de calibration sont ensuite identifiées comme des régions présentant un taux de comptage gamma significativement supérieur au comptage gamma de référence, c’est-à-dire supérieur à un multiple du comptage gamma de référence.

La première région 18 de calibration et la deuxième région 20 de calibration sont de préférence choisies de manière à ce qu’elles présentent un ratio différent entre l’aire de la première bande d’énergie et l’aire de la deuxième bande d’énergie.

Le procédé 300 comprend ensuite une étape 320 d’obtention respectivement d’au moins un premier déséquilibre radioactif D _± de l’uranium de la première région de calibration 18 et d’un deuxième déséquilibre radioactif D ₂ de l’uranium de la deuxième région de calibration 20.

L’étape d’obtention 320 comprend par exemple une étape de calcul 325 de chacun des déséquilibres radioactifs D D ₂ de l’uranium en utilisant respectivement l’aire nette de la raie énergétique à 1001 keV et l’aire nette de la raie énergétique à 609 keV de chacun des premier et deuxième spectres énergétiques de calibration.

Plus particulièrement, le déséquilibre D D ₂ dans chacune des régions de calibration 18, 20 est obtenu par l’équation (1) :

S _n (1001 keV)

^{D = K} ° ^X s _n ( 609 keV )

Avec D le déséquilibre radioactif de l’uranium, S _n (1001 keV ) l’aire nette de la raie énergétique à 1001 keV, S _n ( 609 keV ) l’aire nette de la raie énergétique à 609 keV, et K _D un coefficient de calibration. Le coefficient de calibration K _D est obtenu par simulation numérique ou expérimentalement en utilisant des blocs étalons ou en puits de référence.

Le premier déséquilibre D _± et le deuxième déséquilibre D ₂ sont par exemple obtenus par calcul à partir respectivement des aires nettes à 609 keV et 1001 keV du premier spectre énergétique de calibration acquis dans la première région 18 de calibration et du deuxième spectre énergétique de calibration acquis dans la deuxième région 20 de calibration.

Q

Le procédé 300 comprend alors le calcul 330 d’au moins un premier ratio — et u d’un deuxième ratio — entre l’aire la première bande d’énergie C _U C _U2 et l’aire de la deuxième bande d’énergie C _Rn C _{R l2} respectivement du premier spectre énergétique de calibration et du deuxième spectre énergétique de calibration.

_Q u _Q u

Les ratios — et — sont reliés aux déséquilibres radioactifs D _V D ₂ de l’uranium

^Rrii C Rn2 par l’équation (2) :

Avec D le déséquilibre radioactif de l’uranium, C _u et C _Rn respectivement les aires de la première bande d’énergie et de la deuxième bande d’énergie.

Ainsi, le procédé 300 comprend à partir des aires C _u et C _Rn de chacun des premier et deuxième spectres énergétiques et des déséquilibres radioactifs, le calcul 340 des coefficients a et b.

Dans l’exemple, cela conduit à résoudre un système de deux équations à deux inconnues (a et b).

Le procédé 300 comprend ensuite l’acquisition 350 d’au moins un spectre énergétique de rayonnement gamma de la région d’intérêt 10. La région d’intérêt 10 correspond à une région du puits de forage 12 dans laquelle est évaluée la teneur en uranium.

De préférence, le procédé 300 comprend l’acquisition d’une pluralité de spectres énergétiques de rayonnement gamma tout le long du puits de forage 12. Par exemple, le procédé comprend l’acquisition d’un spectre énergétique entre une pluralité de régions d’intérêt 10 espacés par un pas prédéterminé. Le pas prédéterminé est par exemple compris entre 50 cm et 2 m. Le procédé 300 comprend ensuite une étape de calcul 360 de la teneur en uranium dans la ou les régions d’intérêt 10 en utilisant l’aire de la première bande d’énergie C _y l’aire de la deuxième bande d’énergie C _Rn et l’aire nette de la raie énergétique à 609 keV du ²¹⁴ Bi de chaque spectre énergétique acquis dans la ou les régions d’intérêt 10 et les premier et deuxième coefficients a, b calculés ci-dessus.

Plus particulièrement, l’aire de la première bande d’énergie C _y et de la deuxième bande d’énergie C _Rn du spectre acquis dans la région d’intérêt 10 permettent de calculer le déséquilibre radioactif D, de l’uranium dans la région d’intérêt 10, en utilisant l’équation (2). La teneur en uranium dans la région d’intérêt 10 est ensuite calculée en utilisant l’équation (3) :

Cmy. = K ₂ X Di X A(Rrï)i

Où K ₂ est un coefficient d’étalonnage obtenus par simulation numérique ou expérimentalement, D _t est le déséquilibre radioactif de l’uranium de la région d’intérêt et A(Rrï). est l’activité en « radon » de la région d’intérêt 10.

L’activité en « radon » de la région d’intérêt 10 est obtenu en utilisant l’équation

(4) :

Où S _n ( 609 keV). est l’aire nette de la raie à 609 keV du spectre énergétique dans la région d’intérêt 10,

Eff _emke v ^{est l e} ff ^ica cité du détecteur scintillateur à 609 keV, hm _ke v ( ²¹⁴ Si) est l’intensité d’émission du ²¹ⁱ Bi à 609 keV, c’est-à-dire le nombre de photons émis par désintégration,

Te est le temps de comptage (en seconde) corrigé du temps mort.

L’efficacité du détecteur scintillateur à 609 keV est par exemple calculé par simulation numérique.

Selon un mode de réalisation particulier, le procédé 300 comprend l’acquisition d’un troisième spectre énergétique de rayonnement gamma dans une troisième région 22 de calibration du puits 12 de forage. Par exemple, la troisième région 22 de calibration est une région minéralisée distincte de la première région 18 de calibration et de la deuxième région 20 de calibration.

La troisième région 22 de calibration présente un troisième déséquilibre D ₃ , de préférence distinct du premier déséquilibre D _± et du deuxième déséquilibre D ₂ .

La troisième région 22 de calibration est de préférence sélectionnée de manière similaire à la première région 18 de calibration et à la deuxième région 20 de calibration.

Par exemple, la première région 18 de calibration est située au-dessus de la deuxième région 20 de calibration selon la direction du puits de forage 12. La troisième région 22 de calibration est située en-dessous de la deuxième région 20 de calibration.

Le procédé 300 comprend alors l’acquisition d’un troisième spectre énergétique de rayonnement gamma dans la troisième région 22 de calibration et l’obtention d’un troisième déséquilibre D ₃ radioactif de l’uranium pour la troisième région 22 de calibration.

Plus particulièrement, de manière similaire à ce qui est fait pour la première région 18 de calibration, le procédé comprend une sous-étape de calcul d’un troisième déséquilibre radioactif D ₃ à partir des aires nettes à 609 keV et 1001 keV du troisième spectre énergétique de calibration acquis dans la troisième région 22 de calibration.

Le procédé comprend alors également le calcul d’au moins un troisième ratio —

CRn entre l’aire de la première bande d’énergie Cy ₃ e t l’aire de la deuxième bande d’énergie C _Rri3 du troisième spectre énergétique de calibration.

A partir, des déséquilibres radioactifs de l’uranium D _lt D ₂ , D ₃ et des aires C _u et C _Rn de chacun des premier, deuxième et troisième spectres énergétiques, les coefficients a et b sont calculés.

De préférence, le premier coefficient a et le deuxième coefficient b sont calculés par régression linéaire des au moins premier, deuxième et troisième ratios calculés et les au moins premier, deuxième et troisième déséquilibres radioactifs obtenus.

En variante encore, le procédé comprend l’acquisition de spectres énergétiques de calibration dans un nombre quelconque de régions de calibration.

En complément ou en variante, dans chacune des régions de calibration 18, 20, 22, une pluralité de spectres énergétiques de calibration est acquise et les étapes 310,

320, éventuellement 325 et 330 sont effectuées sur chacun desdits spectres de calibration.

Ceci permet d’évaluer une incertitude associée à la ou les teneurs en uranium dans la ou les régions d’intérêt obtenues par le procédé en traçant une courbe d’étalonnage représentant les multiples couples (D, ; C _UÎ /C _RHÎ ) à partir desquels il est possible d’estimer l’incertitude sur les coefficients a et b de la régression linéaire.

En variante encore, l’étape d’obtention du déséquilibre radioactif d’au moins une des régions de calibration 18, 20, 22 comprend une sous-étape d’assignation d’une valeur audit déséquilibre.

En effet, dans ce mode de réalisation, au moins une région de référence 18, 20, 22 est sélectionnée sur la base d’une information a priori provenant par exemple de mesures réalisées sur des carottes prélevées dans le puits de forage 10.

De préférence, au moins une région de calibration 18, 20, 22 est une région à très fort déséquilibre. L’étape d’obtention du déséquilibre radioactif de ladite région comprend alors l’assignation d’une valeur nulle audit déséquilibre radioactif.