Évaluation du risque radiologique et signatures géochimiques des filons de bostonite calc-alcaline

Des pierres qui brillent discrètement

Dans le désert oriental d’Égypte, certaines roches d’aspect ordinaire émettent des niveaux inhabituellement élevés de radiation naturelle. Ces roches, appelées filons de bostonite, sont de plus en plus exploitées et utilisées comme pierres décoratives et de construction. Cette étude pose une question simple mais importante : si l’on extrait ces roches du désert pour les amener dans nos maisons et lieux de travail, leur radioactivité naturelle pourrait-elle représenter un risque pour la santé au cours d’une exposition à long terme ?

D’où proviennent ces pierres particulières

Les filons de bostonite étudiés se trouvent dans la région d’El Sela–Qash Amir, partie de l’ancien bouclier arabonubien le long de la mer Rouge. Ici, des coulées de roche autrefois en fusion ont coupé des granites et des roches volcaniques plus anciennes, refroidissant ensuite en parois dures et à grain fin qui se détachent aujourd’hui dans le paysage. Ces filons sont riches en minéraux qui ont tendance à concentrer des éléments lourds tels que l’uranium, le thorium et le potassium. Parce que ces éléments sont naturellement radioactifs, les roches elles-mêmes émettent un filet continu de radiations invisibles dans leur environnement.

Mesurer la lueur à l’intérieur de la pierre

Pour déterminer la radioactivité réelle de ces filons de bostonite, les chercheurs ont prélevé 50 échantillons de roche et les ont apportés dans un laboratoire spécialisé. Là, ils ont broyé une partie de chaque échantillon et analysé sa composition chimique par fluorescence X, méthode qui révèle la quantité de chaque élément présent. Une autre portion a été scellée pendant plusieurs semaines puis placée dans un détecteur gamma, un instrument blindé qui capte les faibles éclairs de lumière produits lorsque les radiations frappent un cristal. À partir de ces mesures, l’équipe a calculé l’activité de trois radionucléides clés : uranium-238, thorium-232 et potassium-40, qui ensemble représentent la majeure partie de la radioactivité naturelle dans les roches communes.

Ce qui rend ces roches si différentes

Les résultats chimiques montrent que les filons de bostonite appartiennent à un type de roche riche en silice et en alcalins, similaire à la trachyte, avec des teneurs particulièrement élevées en sodium, potassium et fer. Les éléments traces généralement associés aux métaux rares, comme le niobium, le zirconium et l’yttrium, sont également fortement enrichis. Il s’agit d’une signature géochimique de magmas qui ont concentré des éléments lourds et rares lors de leur refroidissement. Conformément à cette signature, la radioactivité mesurée dépasse largement les valeurs moyennes mondiales de la croûte : l’uranium-238 atteint en moyenne 150 becquerels par kilogramme, le thorium-232 environ 103, et le potassium-40 environ 1379. À titre de comparaison, les valeurs de référence mondiales sont approximativement 35, 45 et 412, respectivement. Des tests statistiques montrent que l’uranium et le potassium varient le plus d’un échantillon à l’autre et sont les principaux facteurs des différences dans les indicateurs de risque radiologique, tandis que le thorium est réparti de manière plus uniforme.

Du fond naturel à l’exposition humaine

Une teneur élevée en radioéléments ne se traduit pas automatiquement par une exposition dangereuse ; l’important est la dose reçue par les personnes. L’équipe a donc combiné ses mesures en indicateurs de risque standard utilisés par les agences de protection contre les radiations. Ils ont calculé une activité « équivalente au radium » qui regroupe uranium, thorium et potassium sur une même échelle de danger, ainsi que des indices estimant la dose gamma externe, la dose efficace annuelle intérieure et extérieure, et le risque de cancer supplémentaire sur une vie entière lié à une exposition prolongée. De nombreux échantillons de bostonite dépassent la limite communément recommandée pour les matériaux de construction, avec des taux de dose absorbée dans l’air en moyenne environ trois fois supérieurs au fond extérieur mondial. Les doses calculées à l’intérieur atteignent parfois ou dépassent la recommandation de 1 millisievert par an pour le public, et les valeurs de risque de cancer à vie excédentaire se situent dans une plage de préoccupation faible à modérée par rapport aux repères standards.

Ce que cela signifie pour l’usage quotidien

En termes simples, l’étude montre que les filons de bostonite d’El Sela–Qash Amir sont attractifs sur le plan chimique mais problématiques sur le plan radiologique. Leur composition minérale concentre des grains contenant de l’uranium et du thorium qui augmentent les niveaux de radiation au-delà de ce qui est généralement considéré comme sûr pour une utilisation non restreinte dans des espaces domestiques ou clos. Les auteurs concluent que ces roches doivent être surveillées et réglementées si elles sont utilisées comme pierre de construction ou décorative. Ils recommandent des contrôles réguliers de la radioactivité dans les carrières, la maîtrise de la poussière et des évaluations d’exposition pour les travailleurs, ainsi que la cartographie des « points chauds » locaux. Avec de telles précautions et une utilisation sélective, la société peut tirer avantage de la valeur économique de ces pierres tout en maintenant la lueur cachée de la radioactivité naturelle dans des limites acceptables.

Citation: Gawad, A.E.A., El Rahman, R.M.A. & Hanfi, M.Y. Radiological risk assessment and geochemical signatures of calc-alkaline bostonite dikes. Sci Rep 16, 12748 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45855-w

Mots-clés: radioactivité naturelle, sécurité des pierres de construction, roches riches en uranium, spectrométrie gamma, risque sanitaire lié aux radiations