Impact des rejets radioactifs

Et le pire, c’est qu’elle y est AUTORISÉE ! Même par l’ASN ! Et le tritium, ce n’est que la partie émergée de l’iceberg qui fond ! Carbone 14, iode et gaz rares radioactifs, produits de fission et d’activation…

En tout, ce sont CENT QUARANTE MILLE MILLIARDS DE BECQUERELS que la centrale est autorisée à rejeter dans l’environnement. 140 000 000 000 000 de désintégrations PAR SECONDE, juste pour un an !

Bref, cet article, vous l’aurez compris, porte sur les rejets radioactifs des centrales nucléaires (ou autres installations), et la manière dont on en calcule l’impact sur la santé.

Cet article est un complément à un article précédent :

Rejets radioactifs de l’usine Orano la Hague

Il a pour but d’expliciter la méthode conduisant aux chiffres présentés dans cet ancien article.

Et pour ceux qui n’auraient pas les idées claires sur les notions de dose, d’exposition externe et de contamination interne ou externe, sur les différences entre alpha et gamma… Quelques rappels préliminaires ici.

Chiffres des rejets

On va commencer par une cascade de chiffres, pour avoir quelques ordres de grandeur en tête. C’est pas forcément intéressant à lire en détail, notez juste les écarts entre liquide/gazeux et entre les différents radionucléides 🙂.

Il s’agit des rejets radioactifs de la centrale de Nogent sur Seine, en 2017. Pourquoi celle-ci ? Parce qu’elle est en amont de Paris et donc est susceptible d’intéresser le plus grand nombre, tout simplement 😊 !

Tritium : 54 795 GBq par voie liquide, 1 154 par voie atmosphérique. 
Les limites légales sont respectivement de 83 886 et 8 000, donc atteintes à 65% et 14%.

Carbone 14
39 GBq par voie liquide, 318 GBq à l’atmosphère.
Limites : 190 et 1400. Atteintes à 21 et 23%.

Iodes radioactifs :
0,010 GBq dans l’eau, 0,090 GBq à l’atmosphère. 
Les limites sont à 0,10 et 0,80, atteintes à 10% et 11%.

Gaz rares (argon, krypton, xénon) radioactifs :
Uniquement par voie gazeuse, 4 366 GBq sur une limite à 45 000 atteinte à 10%.

Autres radionucléides
0,25 GBq par voie liquide, 0,0030 par voie atmosphérique.
Les limites respectives sont à 25 et 0,80, donc atteintes à max 1%.

Du coup, une centrale nucléaire, oui, ça rejette de la radioactivité dans l’environnement. Ça serait mentir de le nier.
Une centrale à charbon aussi, au passage. Ou une usine d’engrais phosphatés, ou de traitement de minerais quelconques.
Mais la bonne nouvelle, c’est qu’il y a des limites, et respectées avec des marges solides comme on l’a vu dans les chiffres précédents : au maximum, les rejets atteignent 65% de la limite (pour le tritium par voie liquide).

Relation dose-santé

Et ces limites, elles se basent sur quoi ?

Et bien entre autres sur la manière de respecter une exposition annuelle totale inférieure à 1 mSv pour les populations avoisinantes.
Il y a aussi des considérations liées à la biodiversité, par exemple, mais je vais me focaliser ici sur la santé humaine.

Rappels :
1 mSv (millisievert), c’est la dose maximale d’exposition autorisée, en France, à la radioactivité liée aux activités industrielles. Ça ne prend ni en compte la radioactivité naturelle (2,4 mSv/an en moyenne), ni l’exposition médicale.
Une dose efficace en mSv, ça prend en compte aussi bien le type de rayonnement que son énergie, le mode d’exposition (interne, externe…), la durée, et la cible (adulte, enfant…).
Une dose de 1000 mSv ou plus, on sait que ça a des effets directs (déterministes) sur la santé.
Une dose de 100 à 1000 mSv, ça a des effets probabilistes, ou stochastiques : va augmente les risques de contracter un cancer, notamment (en gros, de 0,5 points par centaine de mSv).
En dessous de 100 mSv, c’est flou. Y’a deux principaux modèles : le modèle à seuil (aucun effet jusqu’à 100 mSv), le modèle linéaire sans seuil (le risque croît linéairement avec la dose entre 0 et 100 mSv). La réalité est vraisemblablement quelque part entre les deux.

Tout ça pour dire qu’avec 1 mSv pour le public comme limite légale, on prend quand même une grosse marge.
Pour les personnes soumises à une exposition professionnelle, la limite est de 6 ou de 20 mSv/an selon la catégorie de personnel.

Bon, du coup, si les centrales faisaient tous leurs rejets aux limites légales, on aurait au maximum 1 mSv/an pour la population voisine.
C’est déjà rassurant, mais : 🙋 quelle est la véritable exposition, compte tenu des rejets réels ? ☝Comment elle se mesure ?

Établissement des relations entre limites de rejets et doses

Et bien on ne peut pas la mesurer directement en faisant porter des dosimètres aux riverains, par exemple.
Parce qu’à part quelques radionucléides, on serait sous le seuil de détection, donc la mesure serait assez pourrie.
Du coup, l’on construit des modèles physiques, qui représentent les transferts entre la cheminée ou la conduite de rejets, jusqu’aux organes des riverains. Et l’on consolide ces modèles a l’aide de mesures et simulations, évidemment, c’pas fait au doigt mouillé.
Et c’est ce type de modélisation que je vais tenter de vous décrire.

Primo, il faut lister les rejets, par radioélément et par mode de rejet. Ça, on l’a fait. Il faut aussi prendre en compte la forme physico-chimique de chacun. Ensuite, il faut construire une représentation de l’environnement : on le modélise alors comme un ensemble de boîtes, reliées par des systèmes de transfert au sein desquels circulent les radioéléments.

Illustrons avec un cas simple, les rejets liquides. Cette modélisation ressemblerait à ça :

Les radionucléides peuvent sédimenter ou rester en suspension/solution dans l’eau, où ils sont susceptibles d’être absorbés par la faune aquatique, qui est elle-même susceptible d’être absorbée par les consommateurs de poisson ou fruits de mer (bon, pas pour Nogent 😇).

Maintenant, un cas plus complexe, les rejets gazeux. On va y aller pas à pas. Pour commencer, on va juste reprendre le schéma précédent et en changer la configuration – pas le contenu. 
Et lui donner une sombre teinte bleutée, parce que… Je trouve ça joli.

Tout y est, on est d’accord ? On se le met de côté, on reviendra le chercher plus tard. Maintenant, on ne va plus regarder que les rejets atmosphériques. 

Au début, c’est simple : de la radioactivité dans l’air, ça fait des rayonnements qui nous frappent.

Cet air radioactif, on ne fait pas que s’y mouvoir. On le respire aussi, un peu.
Et donc on inhale des atomes radioactifs qui, selon leur forme chimique, pourraient bien être retenus par nos poumons, voire être transférés dans le sang. 
Exposition interne, donc.

Maintenant ça devient rigolo.
Depuis le début, je fais de gros efforts pour parler de rejets à l’atmosphère, ou atmosphériques, et éviter de dire « gazeux ».
Parce qu’on n’a pas que des gaz, qui s’échappent des cheminées.

On a aussi des aérosols, autrement dit, des particules en suspension qui sont susceptibles de venir se déposer sur les sols, sur la végétation, et notamment s’il pleut. En effet, la pluie entraîne les aérosols avec elle.

D’ailleurs on peut faire pleuvoir dans l’enceinte de confinement, au titre de la mitigation d’un accident grave, pour piéger les aérosols et évite leur libération dans l’atmosphère si l’accident empire.

Mais revenons à nos rejets non accidentels : on a donc des dépôts radioactifs qui se forment sur la végétation (les feuilles surtout) et les sols. 
Et les dépôts au sol nous rayonnent dessus, sur la durée.

Quant aux dépôts sur les végétaux, ils vont circuler dans la plante et donc intégrer nos cultures, et, in fine, notre alimentation. 

Eeeet… Pas que la nôtre. Celle de nos élevages, aussi. 
(Vais-je attirer la hire de végétariens en mentionnant ce point ?)Et du coup, via la viande et le lait, les radionucléides vont se frayer un autre chemin vers nos assiettes et donc notre organisme. 

J’ajoute ça à mon diagramme, j’incorpore mes rejets liquides que j’avais mis de côté…

Et j’ai mon diagramme avec toutes mes boîtes et mes transferts !

D’ailleurs, depuis le début je parle de radionucléides, mais la méthode doit être assez semblable pour n’importe quels rejets chimiques également, quelle que soit l’industrie.

Par ailleurs, dans cet exposé, je zappe tout un pan du modèle… Tous les rejets dans les cours d’eau, qui alimentent les Hommes, la faune, et servent à irriguer les cultures qui alimentent les Hommes et la faune, tout en drainant éventuellement des sédiments et lavant les dépôts… Bref ça part dans tous les sens avec des interactions supplémentaires de partout, donc sachez que ça existe et c’est intégré dans les études, même si je ne développe pas !

Bref : modèles et mesures permettent d’établir des facteurs de transfert entres les différentes cases. Par exemple, la dispersion dans l’air, en fonction des vents et de l’altitude des points de rejets. Car plus on rejette haut, mieux ça se disperse avant de toucher le sol ! Du coup, la hauteur des cheminées des usines est souvent corrélée à la nocivité des rejets – ou en tout cas à la volonté de les diluer au mieux.

Sachant ceci, je trouve assez rassurant de voir que les cheminées des centrales nucléaires (attention ! je parle des cheminées, pas des tours de refroidissement !) n’atteignent pas 100 m… Alors que pour les centrales à biomasse (EnR !) ou charbon, on peut dépasser 300 m !

On a aussi des facteurs de dilution dans les eaux, de concentration dans la faune ou les sédiments, des facteurs de transfert à l’Homme en fonction des régimes alimentaires, de transfert des feuilles des végétaux vers les fruits ou les racines… Et, évidemment, des facteurs de conversion de l’exposition (externe ou interne) en dose.

Tout ceci, à chaque fois que c’est nécessaire, est nuancé pour chaque radionucléide : les gaz ne se déposent pas sur le sol, l’iode ne se concentre pas de la même façon dans les fruits de mer et dans les sédiments…

Et aussi nuancé par groupe de population : un agriculteur n’aura pas la même exposition qu’un citadin, un enfant sera plus vulnérable qu’un adulte, n’aura pas la même alimentation, le même débit respiratoire, etc.

Résultats

Tout ça c’est bien beau, mais pour quel résultat ? Il est de combien, l’impact réel de ces rejets de Nogent sur les Parisiens partent dans la campagne fuir la pollution le week-end ?

Voilà ce que ça donne pour 2017, en nSv.
Un nanosievert, c’est un milliardième de Sievert, c’est un millionième de la dose légale de 1 mSv/an dont on discutait au début.

On calcule les doses pour l’adulte, l’enfant de 10 ans, l’enfant d’1 an. Et ce, bien sûr, pour le groupe de population le plus impacté que l’ont ait identifié.

  • Rejets atmosphériques :
    • 8 nSv pour l’adulte
    • 8 nSv pour l’enfant de 10 ans
    • 13 nSv pour le bambin
  • Rejets liquides :
    • 340 nSv pour l’adulte
    • 390 nSv pour l’enfant
    • 480 nSv pour le bambin
  • Total :
    • Adulte : 348 nSv
    • Enfant : 398 nSv
    • Bambin : 493 nSv

Banana For Scale

L’ingestion d’une banane équivaut à l’engagement d’une dose efficace d’environ 120 nSv (source).

Donc pour la population la plus exposée aux rejets radioactifs de la centrale nucléaire de Nogent… 3 à 4 bananes par an.

Plus précisément, 2,9 bananes par an pour l’adulte, 4,1 bananes pour l’enfant d’un an : voilà l’ordre de grandeur du maximum de radioactivité auquel on s’expose en vivant un an à proximité d’une centrale nucléaire comme celle là.

Les drama s’effondrent !

La CRIIRAD préférera parler en « fois la normale ». Privilégiez plutôt la banane comme échelle de référence !

Source : XKCD

1 réflexion sur « Impact des rejets radioactifs »

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