Par une matinée ensoleillée de printemps, Stephen Wangari rejoint d’autres jeunes scientifiques du Laboratoire d’hydrologie isotopique de l’AIEA qui transportent des pompes, des flacons, des récipients en plastique et des tubes jusqu’à un bras de mer tranquille du Danube, près du Siège de l’AIEA, à Vienne. Sur la rive herbeuse, ils connectent les appareils, immergent un tube dans l’eau et mettent en marche une pompe. L’eau commence à circuler dans l’installation, que les scientifiques surveillent de près. 

? Il s’agit d’un essai visant à améliorer le prélèvement d’échantillons d’eau ?, explique Astrid Harjung, chercheuse au laboratoire. ? Cela n’a pas l’air très enthousiasmant, n’est-ce pas ? ?, dit-elle le sourire aux lèvres, en montrant les objets étalés sur l’herbe. ? Mais des essais sur le terrain comme celui-ci nous donnent l’occasion de tester et d’adapter le matériel dans des conditions réelles afin que l’échantillonnage puisse être effectué aussi efficacement que possible. ?

Astrid et son équipe mettent au point une nouvelle méthode faisant appel au soufre 35 pour suivre la migration des eaux de surface – et des contaminants qu’elles peuvent contenir – vers les eaux souterraines.

? Le soufre 35, qui a une période courte, de 87 jours, se trouve naturellement dans les précipitations ?, explique Astrid. ? Le tra?age nous permet de déterminer rapidement si les eaux souterraines d’un lieu particulier sont exposées aux contaminants. Cela pourrait être particulièrement utile, par exemple, dans les camps de réfugiés dépourvus d’installations sanitaires correctes ou dans les zones touchées par des catastrophes naturelles. ?

Stephen a participé à la mise au point initiale des analyses à l’aide du soufre 35 alors qu’il était stagiaire au laboratoire. Après avoir travaillé un certain temps dans un laboratoire au Kenya, son pays d’origine, il est de retour à l’AIEA en tant que technicien au Laboratoire d’hydrologie isotopique, où ses travaux portent davantage sur le tritium que sur le soufre 35.

Le tritium est un isotope de l’hydrogène dont la période est de 12,3 ans, ce qui permet d’obtenir des informations concernant le cycle de l’eau sur une période d’une cinquantaine d’années. Ces informations aident les hydrologues et les gestionnaires de l’eau à comprendre les variations à long terme de la recharge des eaux souterraines, le degré de connexion des aquifères aux systèmes d’eau de surface et comment cela se traduit pour la durabilité des eaux souterraines.

Aider les états Membres à procéder à l’analyse du tritium est une fonction essentielle du Laboratoire d’hydrologie isotopique depuis plus de 60 ans.

Alors que les collègues de Stephen poursuivent leur travail sur la rive, il leur dit rapidement au revoir et se rend au laboratoire pour traiter des échantillons d’eau pour le Réseau mondial de mesure des isotopes dans les précipitations.

Il vérifie si de nouveaux échantillons d’eau ont été envoyés par des états Membres et constate que c’est le cas de plusieurs. Sa journée sera consacrée à les purifier, les enrichir et les mesurer.

Stephen place chaque échantillon dans un système de purification d’eau. Il connecte des tubes qui guideront l’eau à travers de minuscules colonnes remplies de résines échangeuses d’ions – matériaux spéciaux qui agissent comme des aimants sur les sels et autres particules chargées, les éliminant de l’eau. Ce processus durant environ une heure, Stephen en profite pour actualiser la base de données sur les échantillons du laboratoire. 

Une fois la purification de l’eau terminée, les échantillons sont prêts pour l’étape suivante : l’enrichissement. Stephen les insère dans le système d’enrichissement par électrolyse, appareil de deux mètres de long à la structure en acier, bordée de cables, d’écrans numériques et de rangées de tubes. L’électricité commence à circuler dans le système.

Contrairement au soufre 35, qui flotte librement dans l’eau, le tritium fait partie intégrante de la molécule d’eau et ne peut donc pas être simplement filtré pour être mesuré. L’électrolyse sépare progressivement les molécules d’eau en hydrogène et en oxygène, réduisant le volume de l’eau et concentrant par conséquent le tritium.

Stephen vérifie et entretient régulièrement les appareils et supervise le processus d’enrichissement, qui peut durer jusqu’à deux semaines. Il veille à ce que l’électricité circulant dans les échantillons soit progressivement augmentée en fonction des besoins.

? Nous nous effor?ons toujours d’améliorer le processus d’enrichissement, déclare-t-il. La concentration de tritium est très faible et difficile à mesurer. Un enrichissement efficace est essentiel pour obtenir des informations fiables à partir des échantillons. ?

Bien que le tritium soit très concentré après le processus d’enrichissement, il reste à peine détectable dans les échantillons d’eau. La moindre contamination par les rayonnements de l’atmosphère peut fausser les mesures des échantillons. C’est la raison pour laquelle Stephen transporte ces derniers, enrichis, dans une salle située à plusieurs étages sous terre et recouverte d’une épaisse couche de béton qui la protège du rayonnement ambiant. Là, il mélange soigneusement chaque échantillon avec une solution chimique et les place dans des appareils qui en mesureront la signature radioactive au cours des 24 heures suivantes.

à l’étage, la journée touche à sa fin. Astrid est revenue du terrain et elle et Stephen se racontent leur journée. Ils sont satisfaits des progrès accomplis et discutent de leurs taches pour le jour suivant.

? Notre travail ici nous relie à de nombreuses régions du monde ?, déclare Stephen, alors qu’il accroche sa blouse et s’apprête à rentrer chez lui. ? Notre travail vient en appui de domaines si nombreux – l’agriculture, les changements climatiques, la santé publique et bien d’autres encore. Je suis fier de la contribution que j’apporte. ?