L accident de Tchernobyl et la pollution dans le Mercantour. Le Lac du Boréon : un espace bucolique ou un espace radioactif?

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1 L accident de Tchernobyl et la pollution dans le Mercantour Le Lac du Boréon : un espace bucolique ou un espace radioactif? Maj: 13 oct 2010

2 Préliminaire Comme tout le monde le sait, en 1986 le nuage radioactif de Tchernobyl s est arrêté aux frontières de la France suite aux injonctions de l Administration. Il en résulte un manque d information sur le problème en France. Suite aux importantes différences d appréciation des organismes sur un même sujet, la collecte de données tant techniques que médicales s avère difficile, et les résultats sont quelquefois contradictoires. Nous avons cherché à être rationnel, en ne rapportant que des faits, de façon à vous apporter une information la plus neutre et la plus objective possible. Nous ne sommes pas détenteurs de la vérité. Les données chiffrées du document ne sont donc pas garanties malgré toutes les précautions prises.

3 Plan 1. L accident du réacteur de Tchernobyl L événement et la dispersion Qu est qu un réacteur nucléaire Rappels sur la radioactivité 2. Description de l écosystème du Boréon Définition d un écosystème et du trophisme Le milieu, faune et flore L eau 3. Impact sur l écosystème La contamination sur la zone du Boréon Détection et mesures 4. Impact sur les populations

4 1. L accident du réacteur de Tchernobyl La radioactivité

5 1. L accident : événement et dispersion Tchernobyl : explosion du réacteur le 26 avril 1986; passage du nuage sur la France du 30 avril au 5 mai. Émission en quantités considérables de césium 137 (85 PBq, période 30 ans ) et d iode 131 (1760 PBq, période 8 jours). En France, le nuage a produit une radioactivité moyenne de 5000 Bq / m2 et la population a été exposée globalement à 10 msv, soit 3 fois la radioactivité habituelle. Note: Unité P = peta = 10 puissance 15 =1 million de milliards

6 Réacteur nucléaire Mw 3000 Puissance du réacteur 700 Chaleur Comment définir un réacteur: - combustible ( RBMK uranium 235 à 1,5%)) - modérateur ( RBMK = graphite ) - fluide de refroidissement ( RBMK = eau bouillante ) - protection L accident fait suite à une incroyable série de dysfonctionnements humains. Explosion survenue pendant une série d essais tendant à vérifier le comportement du réacteur dans sa zone d instabilité tout en coupant la réfrigération. Essais conduits de manière inadéquate. -on place le réacteur dans sa zone d instabilité à 23 h - une mauvaise manœuvre provoque l instabilité du réacteur qui entre en rétroaction positive: la puissance s emballe - on débranche les sécurités et on poursuit la manœuvre - on injecte de l eau pour refroidir mais la radiolyse de l eau forme un mélange détonant de H2 et O2 - explosion du mélange H2 + O2 à 1h 23: destruction du réacteur et du toit de la centrale - le graphite s enflamme et projette dans l atmosphère des particules radioactives - le cœur du réacteur est en fusion - des milliers d ouvriers chargés de «nettoyer» la zone sont gravement irradiés et plus de personnes sont évacués. L accident de Tchernobyl n est pas un accident nucléaire mais un accident industriel.

7 La Radioactivité Pierre et Marie Curie 1898 Henri Becquerel 1896 Ont partagé le prix Nobel de physique en 1903

8 Structure d un atome Noyau + Protons + Neutrons 0 Electrons - Hélium

9 Les isotopes Deux atomes sont dits isotopes s'ils ont le même nombre de protons mais un nombre de neutrons différent. Exemples L Hydrogène a 1 proton et 0, 1, ou 2 neutrons H1 l Hydrogène dit léger H2 le Deutérium H3 le Tritium Le Carbone contient: 6 protons et 6 neutrons = C 12 ou 6 protons et 8 neutrons = C 14

10 La radioactivité naturelle : 3 modes de désintégration lpha : Emission d un noyau d hélium Bêta : Emission d un électron Gamma : Rayonnement de photons

11 Air : 3 cm 600 m 3 m papier qq cm de aluminium carton vitre bois 10 cm plomb 60 cm béton Les combinaisons des travailleurs du nucléaire n arrêtent pas les rayons

12 La radioactivité artificielle : fission et fusion nucléaires La fission nucléaire = casse d un noyau lourd en 2 plus légers 1 neutron U 236 neutron Xe 140 Sr 94 U 235 neutron 1g d U = 10 t de charbon

13 La période ou demi-vie La période est le temps nécessaire pour que la moitié des atomes présents dans un échantillon se soient désintégrés. atomes Plus la période est courte, plus l énergie est grande Périodes Les périodes des différents atomes varient d une fraction de seconde à plusieurs milliards d années Polonium : 0,16 milliseconde Iode 131 : 8 jours Césium 137 : 30 ans Carbone 14 : ans Potassium 40 : 1,35 milliard d années Uranium 238 : 4,5 milliards d années Thorium 232 : 14 milliards d années Rubidium : 47 milliards d années

14 Les mesures de la radioactivité Activité Grandeur mesurée Unités BECQUEREL (Bq) 1 Bq = 1 désintégration/s Dose absorbée : Quantité d'énergie reçue par unité de masse Equivalent de dose : Effet des rayonnements sur l'organisme GRAY (Gy) SIEVERT (Sv) Becquere l Gray Sievert Granite : 1000 Bq / kg Lait : 7 Bq / litre Corps humain : 114 Bq / kg Eau de mer : 10 Bq / litre 1 g de radium : 10 milliards Bq Bequerels = nb de ballons envoyés Gray = nb de ballons reçus par la personne Sievert = conséquences de l impact des ballons sur la personne ( ex: impact sur la figure ou sur la jambe ). 1 séance de radiothérapie = 2 Gy 5à15Gy=destructiondelamoelle osseuse = MORT dans les 30 jours 50 Gy = MORT dans les 48 heures

15 Radioactivité moyenne en msv / an 0,66 0,70 0,87 1,31 0,87 0,70 0,70 1,22 1,05 0,96 0,87 0,96 1,05 Inférieure à 1 Proche de 1 0,96 1,66 1,31 0,87 Entre 1 et 1,5 0,79 1,14 1,05 0,74 Supérieur à 1,5 1,74

16 Les sources de radioactivité Rayons cosmiques 0,4 msv Total = 3,1 msv / an Téléviseur 0,1 msv Radon 1,3 msv Corps humain 0,2 msv Matériaux terrestres 0,3 msv Centrales nucléaires 0,01 msv Examens médicaux 0,5 msv Cadrans lumineux 0,02 msv Sources naturelles = 64 % Alimentation Sources artificielles = 36 % 0,5 msv

17 Le Radon fenêtres sol nappe phréatique substrat rocheux puisard drain Concentration moyenne en radon dans les habitations En Bq / m 3 de 0 à 50 de 51 à 100 de 101 à 150 Supérieur à 150

18 Les effets biologiques de l exposition aux radiations Deux catégories : - Irradiation - Contamination La gravité dépend de - la dose reçue - le temps d exposition - l âge - la sensibilité des organes atteints (thyroïde, ADN, gamètes, squelette ) Les effets sont obligatoires ou aléatoires Obligatoires : seuils au-dessus desquels on développe obligatoirement des symptômes Aléatoires : cancers, leucémies, anomalies génétiques ou héréditaires,

19 2. L écosystème du Boréon - Mercantour

20 Un milieu physique La vie dans le milieu

21 Les 5 éléments de base nécessaires à la vie

22 Définitions importantes Ecologie Etude du rapport des êtres vivants avec leur milieu naturel Ecosystème Ensemble d'êtres vivants reliés entre eux, ainsi qu'au milieu ambiant, par des échanges infiniment variés. L'aquarium est un écosystème Niveau trophique Ensemble des organismes de l écosystème qui obtiennent leur énergie à partir du même étage alimentaire Chaine alimentaire Transfert de la nourriture d un niveau trophique à un autre Qui mange qui et quoi?

23 Un écosystème c est d abord des sols et des reliefs Gélas : 3153m Pluton de granite de l Argentera : roche siliceuse Le Salèse Charriage glaciaire Roches variées, à dominante siliceuses Réseau hydrographique transverse Dénivelés importants Roche métamorphique : migmatite des Adus roche siliceuse Lac du Boréon : 1500 m

24 Un écosystème c est aussi une organisation de la montagne et de la végétation

25

26 Un écosystème c est aussi un climat

27 Un écosystème c est surtout une occupation du milieu par les êtres vivants L air Domaine du vautour, de l aigle. Se nourrissent d animaux morts ou vivants. Haute montagne Faible végétation, Herbe rare mais très riche. Domaine du chamois, du bouquetin La prairie Domaine du mouton, de la marmotte. La couche de transition entre le végétal et le minéral est un piège pour les nucléides La forêt Essentiellement composée de mélèzes qui perdent leurs feuilles en hiver = litière favorable à l installation des producteurs ainsi qu à la concentration de la pollution. Domaine des champignons, du sanglier. Le sol Domaine des détrivores qui vont consommer les organismes morts pour alimenter les animaux des étages supérieurs. C est un niveau trophique. L eau L eau est présente dans tous les étages. Elle sert d habitat à le vie aquatique. Elle transporte les radionucléides. L homme occupe tous les étages et intervient dans tous les niveaux trophiques.

28 Forêts de mélèzes La Cougourde 2921m Prairies Mines ( Salèse ) Vallon du Boréon Zones humides

29 Le réseau hydraulique Lac Long 2574 m Lac Négre 2345 m Lac de Trécoulpas 2156 m Lac de La Foux 2184 m Lac des Adus 2134m Madonne de F. Alimentation en eau potable de la ville de Nice Boréon 1475 m La Vésubie Usine EDF St Martin 746m Le réseau hydrographique est transverse: l eau est omniprésente dans la zone. Un paradoxe : le Boréon et La Foux sont des lacs dont l eau est remplacée continuellement. L eau potable de la ville de Nice provient du haut bassin du Mercantour. Des mesures réalisées dans le Var par la Fac de Nice ont montré que les concentrations étaient extrêmement faibles.

30 Lac Long 2574m Lac Nègre 2345m Lac des Adus 2134 m Lac de Trécoulpas 2156m On observe très bien la différence de végétation selon l altitude

31 La chaîne alimentaire: transfert d énergie d un niveau trophique à un niveau trophique supérieur. Atmosphère Vautours, aigles Qui mange qui? Qui est mangé et par qui? Producteurs : tous les organismes du sol qui consomment la matière organique morte. Consommateurs : herbivores et carnivores Niveau trophique : ensemble des organismes qui obtiennent leur énergie à partir du même étage alimentaire Montagne Forêts, prairies Chamois, bouquetins marmottes loups herbe vache lait fromage gibiers, lapins, renards, loups, sangliers Homme : consommateur ultime. Lui aussi consomme dans tous les niveaux. Homme Les sols campagnols Sédiments champignons végétaux insectes Détritivores (micros organismes, vers de terre, etc)

32 3. La contamination de l écosystème

33 4 mots clefs pour expliquer la pollution radioactive du Mercantour : dépôts, humus, lessivage, concentration Dépôt Episode pluvieux : la pluie est le vecteur principal. Transfert des éléments radioactifs (césium et iode ) en milieu terrestre. La concentration est maximale en altitude. Humus La fine couche superficielle sert de support aux éléments radioactifs. Le transfert se fait par le système racinaire. herbe, arbustes (baies), arbres etc vers de terre, escargots, limaces, lapins, mulots, renards vaches, sangliers, homme Lessivage La fine couche d humus est fragile. Elle est entrainée par le ruissellement et s accumule dans les points bas, les lacs. Etc. Concentration et mesures La concentration est variable suivant la zone d impact. Selon que les mesures de contamination sont effectuées sur la pente ou dans la prairie les résultats seront complètement différents (la marmotte ou le cheval). Concentrations max relevées dans le sol en Cs 137 : Bq/kg à Isola au Boréon dans le Vallon du Cavalet. Valeur moyenne: 5000 Bq. Actuellement la pollution radioactive est concentrée dans des taches disséminées suivant le relief : c est ce qu on appelle le «léopard du Mercantour». Notion de bassin collecteur Attention : le bassin collecteur peut être extrêmement petit ( quelques m2 ) Gialorgues ( Haute Tinée)

34 Valeurs relevées Date explosion : 26 avril 1986 Espèces Localisation Date de prélèvement Durée Contamination Cs (Bq/kg) Bolets Lombarde août ans de 200 à 2800 Myrtilles Lombarde août ans de 14 à 136 Framboises Lombarde août ans de 0,4 à 5,5 Fromage Isola août ans de 0,02 à 3,2 Lait Isola sept ans de 1,3 à 6,2 Petit gibier de 10 à 1250 Miel de 0 à 250 Sanglier de 50 à 5000 Poissons de 0 à 10 Attention : ces chiffres doivent pris avec prudence et sont simplement des ordres de grandeur. Les valeurs sont largement variables suivant les sources et les ponts de mesure. Sources : Tchernobyl, la France contaminée, de Jean-Michel Jacquemin

35 Cas particuliers de forte concentration Le sanglier couvre tous les niveaux trophiques de l écosystème local en raison de son régime alimentaire particulier. Il utilise donc les niveaux : - producteurs (larves etc) - consommateurs primaires (herbivores - consommateurs secondaires carnivores (escargots) - consommateurs tertiaires carnivores (charognes). La concentration peut être élevée. Valeur moyenne 1000 Bq / kg. Mais on a trouvé un sanglier dans le Jura avec Bq / kg, en Suisse un avec Bq / kg. Mais, selon les spécialistes, le césium se résorbe en 3 mois. Pour le cerf la valeur moyenne est beaucoup plus faible en raison de son régime. Le champignon (sporophore) est un producteur végétal. Dix centimètres cubes d'un sol fertile et très riche en matières organiques peuvent contenir jusqu'à 1 km de filaments mycéliens. La concentration peut être élevée : Cs 130 Bq / kg dans des lactaires délicieux du Boréon Classification : - très sensibles : bolets, cèpes, pieds de mouton - moyennement sensibles : girolles, trompettes de la mort - peu sensibles : rosés des prés, coulemelles

36 4. Impact sur la santé de la population

37 Iode 131 L'iode 131 est un isotope radioactif de l iode. L'iode se fixe sur la thyroïde, une glande qui joue un rôle crucial dans la croissance. C'est la raison pour laquelle les nourrissons et les très jeunes enfants ainsi que les adolescents sont beaucoup plus sensibles que les adultes à l'ingestion d'iode radioactif. A très petite dose l iode 131 est un médicament. A forte dose c est un produit de fission dangereux qui provoque des cancers. Elément à vie très courte (8 jours) extrêmement radioactif, très soluble dans l eau et en particulier dans la pluie. Émetteur de rayons bêta. Contamination par inhalation et ingestion (lait). Très mobile dans l environnement : dépôt, captation par les feuilles, les racines, ingestion par les animaux, etc

38 Césium 137 Élément à vie moyenne (30 ans) La période de trente ans du césium est un avantage et un inconvénient : il est à 1400 fois moins actif que l'iode 131 mais dure plus longtemps. Émetteur bêta et gamma. Moins mobile que l iode, il reste en surface. Il se fixe dans les minéraux, dans le sol, dans l humus et se concentre dans la chaîne alimentaire. La concentration est variable : de 15 à 500 Bq pour les champignons et également jusqu à 5000 Bq pour le sanglier. Se fixe dans les muscles, les tissus mous, (le cœur), les os. La concentration dans l atmosphère a subi 2 pics importants : - la campagne d essais nucléaires dans l atmosphère dans les années Tchernobyl en

39 Les normes de sécurité Normes internationales (1928) = 1 msv / an pour la population 20 msv / an pour les travailleurs du nucléaire En France, ces taux ont été relevés à 5 msv / an pour la population 50 msv / an pour les travailleurs du nucléaire Rappel En France, le nuage a produit une radioactivité moyenne de 5000 Bq / m2 et la population a été exposée globalement à 10 msv. La communauté internationales admet des valeurs plus élevées: - moins de 200 msv: aucun effet - de 0,2 à 1,5 msv: lésions cutanées, nécroses - de 1,5 à 5 Sv: fatigue, chute de numération sanguine, - de 5 à 10Sv: céphalées, diarrhées. Une chance sur 2 de survivre sans traitement - + de 10 Sv: coma, mort

40 Accident de Tchernobyl

41 Qui risque quoi? Le sievert mesure l impact de la radioactivité sur le corps humain. La relation entre les becquerels et les sieverts est très difficile à établir. Pour les aliments on se contentera généralement de donner la valeur en becquerels. Ne pas oublier que le risque provient principalement de l accumulation et de la durée. Attention : les temps de latence sont difficiles à définir. Ils sont porteurs d une grande incertitude. Exemple: l amiante. Et les risques doivent être associés à ceux de la radioactivité naturelle, du radon, à sa propre radioactivité, etc

42 Le randonneur Actuellement on peut considérer que les risques sont extrêmement faibles pour le promeneur du fait du faible temps d exposition et de la concentration de la pollution en des points très particuliers. Un pique nique + sieste sur une zone contaminée = 1µSv. Le randonneur ne risque absolument rien. Le berger Dans le cas plausible d un berger qui chaque année à l automne va remplir son congélateur de cèpes en y ajoutant 1 ou 2 sangliers, qui va en manger de manière régulière toute l année, qui consomme son fromage et son lait, boit l eau de sa source et qui vit sur une tache contaminée, le risque est peutêtre plus important. Sur la photo on voit bien les facteurs de concentration : points bas donc ruissellement et concentration, forêt champignons. Pour ce genre de situation l IRSN donne 1 msv/an, ce qui est négligeable. Même le berger ne risque rien.

43 Le consommateur de champignons La consommation d une omelette de champignons peut donner une dose de 10 µ Sv. Attention quand même : certains champignons comme les cèpes sont très absorbants, d autres comme les coulemelles pas du tout. Il faut 100 omelettes pour arriver à 1mSv alors que la norme est de 5 msv et que jusqu à 200 msv il n y a pas de risque. L amateur de champignons ne risque rien. L amateur de sanglier Un sanglier normal fait 1000 Bq soit une quantité négligeable, soit 10 Bq / kg. Le chasseur ne risque rien.

44 Une vache qui consomme 50 kg d herbe du Haut Mercantour produit un lait dont l activité est d environ 7 Bq / litre. Cette activité est 100 fois supérieur à celle d un lait de plaine. Mais 100 X 0,0000. = rien Et rien est plus petit que sa propre radioactivité Fromage Isola, août 1999 (13 ans) de 0,02 à 3,2 Bq / kg Lait Isola, sept 2000 (14 ans) de 1,3 à 6,2 Bq / kg

45 Le buveur d eau En effet l eau a certainement transporté les radioéléments. Mais il y a longtemps qu ils ont été lessivés et transportés en mer. Une mesure de radioactivité effectuée par la faculté de Nice dans le Var a donné des valeurs infinitésimales. L eau s est comportée comme un vecteur et a permis de nettoyer les lacs et rivières. L eau n est pas contaminée. Les animaux sauvages Ex : le loup, le sanglier etc Merci pour lui, le loup se porte très bien. Il a une alimentation assez spécialisée (mouflons, moutons, etc) Mais il attrape aussi les mulots, etc Le sanglier se nourrit dans tous les étages et il est le meilleur concentrateur animal. Il absorbe donc des doses considérables, ce qui ne semblent pas l affecter vu la prolifération actuelle.

46 Date explosion : 26 avril 1986, soit il y a 24 ans. Compte tenu de la valeur des périodes on sait que l iode 131 a disparu période 8 jours) et que le césium 137 est toujours dans la 1 ère période (30 ans), il a donc seulement perdu 50 % de son activité. Maintenant le mal est fait et ce qu il reste à faire, c est suivre l apparition éventuelle et l évolution des cancers. Donc, en réponse à la question de Nice Matin, on voit qu il aurait mieux valu prendre des mesures sanitaires immédiates pour informer et responsabiliser la population et lui indiquer les mesures de protection individuelles adaptées surtout par rapport à l iode qui est fixé par la thyroïde et est extrêmement radioactif. De même il aurait fallu faire une information objective sur les différents risques afin que chacun puisse prendre ses dispositions. Risques généralement très faibles sauf dans certains cas particuliers.

47 En résumé La radioactivité fait peur car elle est invisible, insidieuse et elle porte l image d Hiroshima. Néanmoins elle ne doit pas induire de comportements irrationnels. Il est très important d avoir des valeurs de référence : un scanner «corps entier» ou une mammographie équivaut à 12mSv soit une dose très faible équivalente à la dose accumulée en 20 ans par les résidents de zones faiblement contaminées suite à Tchernobyl (source : OMS). Le nuage de Tchernobyl a pollué le Mercantour avec de l iode 131 à vie courte et du césium 137 à vie longue. L absorption de l iode pendant le passage du nuage a certainement induit des cancers de la thyroïde. Actuellement les éléments de la chaîne alimentaire de l homme ont des valeurs très faibles, très en dessous des normes internationales. L exposition, même de longue durée, n amène que des valeurs elles aussi très en dessous des valeurs des normes internationales Les décès par cancers suite au passage du nuage ne peuvent pas être quantifiés. Les études faites sur Hiroshima et plus récemment sur Tchernobyl ne permettent pas de prédire de manière significative l apparition future de cancers (temps de latence inconnu, cf). amiante). La désinformation a eu des effets néfastes (démobilisation, suspicion) alors que d autres pays ont traité ce problème en responsabilisant la population. Raisonnablement on peut estimer qu actuellement le danger a globalement disparu.

48 Alors, le Boréon, espace bucolique? Ou bien espace radioactif? A chacun de choisir sa vérité. Mais, actuellement, on peut rationnellement affirmer que les risques sont très faibles et qu ils ont même disparu.

49 Références et annexes Institut de veille sanitaire: Institut de protection et sûreté nucléaire: IRSN : institut de radioprotection et sureté nucléaire CRII-RAD : Environnement, risques et santé, Volume, mars 2003 Effets radioactifs: hiroshimabomb.free.fr/effetsorg.html La Radioactivité: OMS Tchernobyl: Ce fameux nuage de Tchernobyl» par JM Jacquemin, éditions le Sang de la Terre Site perso: Unité P = peta = 10 puissance 15 =1 million de milliards

50 Uranium 238 Thorium 234 Pa 234 Uranium 234 Thorium 230 Radium 226 Radon 222 Filiation de l Uranium Polonium 218 Il faut 14 désintégrations successives pour obtenir un élément stable!!! Plomb 207 Polonium 210 Bismuth 210 Plomb 210 Polonium 214 Bismuth 214 Plomb 214 Emetteur Emetteur Noyau stable