L’eau contaminée au tritium de Fukushima

Point de situation au Japon

Beaucoup l'ont vu, et beaucoup m'ont d'ailleurs demandé mon avis, le Japon envisage de larguer dans le Pacifique un million de mètre cubes (ou un milliard de litres si vous lisez des journaux qui aiment les gros chiffres) d'eaux radioactives.

— Tristan Kamin ☢️ (@TristanKamin) August 22, 2019

Ces eaux sont pompées dans la centrale accidentée de Fukushima, où elles sont notamment renouvelées par le ruissellement des eaux souterraines, les pluies et les fuites éventuelles des circuits de refroidissement des cœurs fondus.

Vu l’environnement, elles se chargent en particules radioactives de tous genres : Césium 137 et 134, Cobalt 60, Antimoine 125, Ruthénium 106, Strontium 90, Iode 129 et Hydrogène 3 (tritium), pour les plus gros. Des produits de fission radioactifs et aux demi-vies suffisamment longues pour que leur quantités n’aient pas beaucoup baissé depuis l’accident.

Au fil des ans, TEPCO a mis au point un procédé de décontamination de ces eaux. Double filtration du césium et du strontium par ceux procédés différents (KURION et SARRY), puis désalinisation de l’eau, puis traitement dans l’Advanced Liquid Processing System (ALPS). Ce dernier est constitué d’une unité de coprécipitation et de traitement du fer, d’une autre pour les carbonates. Puis l’eau traverse une cascade de 16 tours d’adsorption de deux types différents.

À la sortie de tout ça, les eaux sont très faiblement contaminées (certains éléments passent même sous les limites de détectabilité), quitte à devoir refaire un passage pour les radionucléides les plus embêtants, et on pourrait presque les rejeter en mer, en conformité avec les autorisations de rejets de la centrale du temps où elle fonctionnait normalement.

On pourrait… Mais KURION, SARRY et l’ALPS ne touchent pas au tritium. Le tritium vous le savez, c’est un isotope de l’hydrogène, qu’on retrouve en général (en tout cas dans ce genre de circonstances) dans les molécules d’eau. Donc aucun filtre, aucun traitement chimique ne peut le séparer de l’eau : il n’est pas dedans, il EST l’eau. Et bien que très peu radiotoxique, on le retrouve en quantités énormes et largement au-dessus de ce qu’on pouvait trouver dans les effluents de la centrale en exploitation. Et donc au-dessus de ce qu’elle est autorisée à rejeter.

Du coup, faute de mieux, TEPCO entrepose depuis des années ces eaux dans des grandes citernes, mais pourrait manquer de place pour celles-ci d’ici 2022, apparemment. Donc l’industriel veut quand même rejeter ces eaux dans l’océan, malgré le tritium.

« Quoi, rejeter des eaux chargées en radioactivité artificielle, au delà des normes autorisées pour la centrale nucléaire, non mais ça va pas… » Du calme. Le tritium, pour rappel, c’est très très peu radiotoxique. Ça veut dire que c’est radioactif, mais une radioactivité très faible, uniquement des rayons β (pas d’α destructeur ni de γ pénétrant) et encore, des β de très faible énergie.

Les rayons β du potassium 40, par exemple (un radioélément naturel présent dans notre organisme) sont 100x plus énergétiques. Et en cas d’ingestion, des rayonnements α seraient encore largement pires.

Il faut donc beaucoup de tritium pour constituer un risque. Beaucoup comment ? Et bien… Beaucoup plus que ce que la centrale rejette ordinairement. Bon, je connais pas en détail le cas de Fukushima ni du nuc japonais… Mais d’expérience, je pense pouvoir deviner comment la limite de rejet a été établie.

L’autorité de sûreté (enfin, ce qui servait d’autorité de sûreté aux japonais) a calculé combien la centrale pouvait rejeter sans que ça soit un gros risque pour les populations et l’environnement. Ils ont trouvé une valeur annuelle (disons arbitrairement 100 TBq/an) probablement supérieure à tout ce que la centrale rejetterait en 40 ans (disons 40 TBq), et c’était con de fixer ça comme limite de rejets annuels. Absurdément élevé.

Alors ils ont demandé à TEPCO combien ils prévoyaient de rejeter annuellement (disons 1 TBq/an), et ils ont autorisé ça + une marge (pour les aléas d’exploitation). Et paf, ça fait une limite de rejets (à, arbitrairement, 1,2 TBq/an).

Indépendante des enjeux sanitaires, et environnementaux, car bien plus basse que ça (100 TBq/an aurait été acceptable de ce point de vue).

Du coup, on comprend que TEPCO aimerait bien faire péter cette limite, sans pour autant faire péter les seuils sanitaires, pour rejeter cette eau (par exemple gratter le droit de rejeter 20 TBq/an).

Et je pense que ce serait une bonne chose parce que des rejets contrôlés, ça peut être bien fait. Entreposer indéfiniment, par contre, c’est courir un risque croissant et inutile d’un accident et donc de rejets non contrôlés, avec des conséquences potentiellement déplaisantes. Tout d’un coup, n’importe où, bof.

Comparaison avec un cas français

Bon, du coup, on peut rejeter un peu plus en mer que ce qui est normalement autorisé pour la centrale. Mais jusqu’à combien, avant d’avoir un impact environnemental ou sanitaire ? Alors j’ai pas les ressources ni les compétences pour improviser une étude d’impact exhaustive, là, sur la centrale de Fukushima. Alors je vais plutôt raisonner par analogie… Mais comprenez que l’analogie a ses limites, donc des marges s’imposeront peut-être.

Je vais faire une comparaison avec la plus grosse source de tritium artificiel au monde depuis la fin des essais nucléaires, j’ai nommé l’usine Orano de la Hague, l’usine française de retraitement du combustible nucléaire usé.

Du tritium, il s’en forme un peu dans le circuit primaire des réacteurs nucléaires, par capture des neutrons par le lithium et le bore présents pour des raisons de chimie et de contrôle de la réaction nucléaire. Il se retrouve dans les rejets des centrales dont on a tant parlé. Mais il s’en forme aussi, et pas qu’un peu, directement dans le combustible ! Parce que certaines fissions produisent non pas deux mais trois produits de fission, l’un étant alors le tritium.

En principe, ce tritium reste dans le combustible. Mais quand le combustible arrive à l’usine de la Hague pour être retraité, ce tritium et tous les autres produits de fission sont libérés et chacun gérés à leur manière. Séparés, concentrés, calcinés et vitrifiés, pour la plupart. Mais, comme dans les réacteurs, le tritium ne peut pas être facilement séparé chimiquement et, compte tenu de sa très faible radiotoxicité, y’a pas vraiment de problème à le rejeter, il se retrouve donc dans les effluents de l’usine qui sont contrôlés, encadrés mais au final rejetés en mer.

Pour une centrale nucléaire, les rejets annuels maximaux autorisés pour le tritium sont de l’ordre de quelques dizaines à une grosse centaine de térabecquerels (TBq). Pour l’usine de la Hague, la limite légale dans les rejets liquides est à 18500 TBq par an. Vous voyez le changement d’ordre de grandeur ? Dans la pratique, toute fois, ils ne sont « que » de 10 000 à 13 000 TBq/an. Quant à ‘impact de ces rejets, j’en ai déjà parlé ici et là. Mais on va reprendre les principales conclusions.

Je vais remonter aux chiffres de 2016, parce que je les ai de manière plus détaillés que les années plus récentes. Les rejets radioactifs liquides de l’usine cette année là, ils ressemblent à ça. Attention, échelle log.

Et si on regarde la dose pour la population de référence la plus élevée aux rejets liquides…

Pour ceux qui ne seraient pas à l’aise avec l’échelle log, pour que vous compreniez : les rejets, sans échelle logarithmique, ça ressemble à ça, selon l’échelle :

Pour les doses, c’est plus lisible par contre, donc si vous préférez :

Pourquoi je vous montre tout ça ? Et bien voyez : le tritium, c’est 99,9% des rejets liquides de l’usine cette année là. Mais c’est 0,10% de la dose. Ça relativise plutôt bien, pour la centième fois, la dangerosité du tritium.

Le tritium, dans l’impact radiologique total de l’usine de l’ordre de 15 µSv, il pèse pour 18 nSv. Un cinquième de dose équivalent banane par an ! #BananaForScale. On doit ça à sa très faible radiotoxicité, et à sa dilution super facile dans l’eau. On reparlera un peu de dilution en fin de thread, d’ailleurs.

Maintenant, si on en revenait un peu à Fukushima ? Il faut se demander quelle quantité de tritium TEPCO veut rejeter, pour se demander où on se place par rapport à la Hague !

Les données les plus récentes que j’ai, elles sont là :

Avec ça tu devrais avoir de quoi alimenter ton moulin. Données au 31 mars 2019.https://t.co/ikUrI3gltB

— Zi time (@Zitime) August 14, 2019

Mais elles sont en Bq/L, et secteur de citernes d’eau par secteur. Donc il y a un énorme travail de traitement, pour avoir des Bq, que je n’ai pas le courage de faire ^^

En revanche, la source nous donne une information importante : même en écartant le tritium, une partie de l’eau contaminée n’est pas encore apte au rejet en mer, en raison de concentrations non négligeables en autres radionucléides. Donc même si TEPCO obtenait une autorisation de rejet plus élevée pour le tritium, seule une partie (à priori une majorité) de l’eau pourrait être rejetée, réglant le problème de place, mais il y aurait un travail de décontamination supplémentaire à réaliser pour le reste du stock d’eau, à ne pas oublier le jour venu.

Toujours est-il qu’avec tout ça, on ne connaît pas la quantité de tritium stockée. Donc on va repartir de ce document là, pas trop vieux, que j’ai piqué sur le site du gouvernement japonais.

7,6.10¹⁴ Bq dans 820 000 m³. On va faire les brutes et considérer que le volume et l’activité vont avoir doublé d’ici le jour où ils iront rejeter tout ça. On part donc sur 15.10¹⁴ Bq, soit 1500 TBq. L’usine de la Hague, pour rappel, a le droit à 18 500 TBq PAR AN.

Et vu qu’elle rejette autour de 12 000 TBq/an, on pourrait ajouter toute le tritium entreposé à Fukushima dans UN AN de ses rejets sans qu’elle ne dépasse ses limites… Et sans que la dose n’augmente beaucoup (ajoutez 20% à un cinquième de banane…).

Vous comprenez pourquoi je me tape la tête contre les murs (heureusement dimensionnés à pire que ça) quand je vois les cris et titres alarmistes contre ces rejets d’eau tritiée ? Y’a pas vraiment de risque environnemental, dans ces rejets de tritium. Les soucis, c’est d’avoir les autorisations pour rejeter plus qu’actuellement autorisé, et puis les problèmes sociétaux, notamment pour les pêcheurs : les gens, incapables de jauger le risque, ne vont plus vouloir acheter (à nouveau) de poissons de la région ! S’ajoute à cela un aspect politique avec la Corée du Sud, relativement hostile envers le Japon sur le plan économique, qui joue sur ces rejets pour menacer de sanctions économiques.

Bon, allez, il peut y avoir un souci d’ordre radiologique quand même.

Les limites de la comparaison

Les conditions, pour maximiser la dilution, sont vraiment idéales pour la Hague. Les courants y sont exceptionnels (d’ailleurs, on voulait construire un parc d’hydroliennes dans le Raz Blanchard, à cet endroit même !)

Donc les concentrations en tritium et autres radionucléides retombent très très vite quand on s’éloigne. Vous pouvez aller voir vous-même les mesures sur ce site. Par exemple, ci-dessous, on a les mesures de concentration en tritium dans l’eau de mer tout proche du point de rejet à différents moments de l’année. Quelques dizaines de Bq/L, on peut trouver ça dans les eaux douce en aval de centrales nucléaires sans que ça ne soit choquant (si, si!)

Je ne suis absolument pas sûr que le Japon puisse rassembler des conditions semblables pour les eaux entreposées à Fukushima. Là est la grosse limite de la comparaison. Peut-être que le tritium se diluera dix fois moins bien là-bas. C’est juste à garder en tête pour comprendre qu’on ne bazarde pas tout d’un coup (ça, et les autres radionucléides que je mentionnais précédemment).

Après, il y a des parades à cela. Étaler dans le temps les rejets, après tout, s’il faut le faire sur cinq ou dix ans, et bien pourquoi pas ? On peut aussi construire une conduite de rejet qui irait chercher, peut-être sur plusieurs kilomètres (voire un vrai pipeline de 50 ou 100 km) un site mieux agité ? Ou encore rejeter à différents endroits, éloignés les uns des autres, en veillant à ce que les courants ne viennent pas tout concentrer au même endroit.

Mais voilà, je tenais à dire que ce n’est pas parce que la Hague pourrait tout rejeter en moins d’un an qu’il faut que le Japon fasse pareil. Y’a pas le feu, on peut faire les choses le plus soigneusement possible.

Mais attendre sans rien faire indéfiniment, c’est moins défendable.