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Radioactivité artificielle

Généralités

Dernière mise à jour : 15/05/2007

Quelques notions

La radioactivité est la propriété qu’ont les corps radioactifs de se transformer spontanément en d’autres corps. Cette transformation s’accompagne de l’émission de rayonnements ionisants, qui peuvent infliger des lésions à la matière vivante qu’ils traversent. Elle est mesurée par l’unité becquerel (Bq) qui correspond à 1 transformation par seconde (mesure de l’activité).

Découverte par le physicien français Henri Becquerel en 1896, la radioactivité est un phénomène naturel. Elle existe depuis l’origine des temps. L’homme a donc toujours vécu dans une atmosphère radioactive. Cinquante et un éléments chimiques, présents dans le milieu, sont naturellement radioactifs. Outre ces éléments, la radioactivité naturelle provient, en grande partie, de la présence d’un gaz radioactif, le radon.

Depuis les années quarante, il convient d’adjoindre à ces éléments radioactifs naturels, les 1 500 éléments artificiellement créés. Ces éléments sont, pour la plupart, le fait de travaux et d’essais militaires, de l’industrie nucléaire et des activités nucléaires diffuses, des applications médicales, regroupées sous le vocable "nucléaire diffus".
Le développement de l’utilisation de ces éléments radioactifs est également à l’origine de déchets radioactifs.

Schématisation des sources de radioactivité

La radioactivité est donc d’origine naturelle ou artificielle :

Répartition des principales sources d’exposition naturelles et artificielles
Répartition des principales sources d’exposition naturelles et artificielles

La radioactivité naturelle est la principale source d’exposition aux rayonnements (environ 56 %) pour l’homme :

  • par l’intermédiaire d’un gaz rare, le radon (il provient essentiellement de la désintégration de l’uranium présent dans le couche terrestre ; la nature du sol est donc un des éléments déterminants de l’exposition au radon).
  • par l’intermédiaire des minéraux terrestres (des roches comme le granit par exemple contiennent des traces d’uranium légèrement radioactif).
  • par l’intermédiaire du rayonnement cosmique (il provient de l’espace et augmente rapidement avec l’altitude) L’exposition naturelle provient également de la radioactivité propre du corps humain (environ 8 %).
    Au travers l’alimentation ou en respirant, des éléments radioactifs qui ont été produits par les rayonnements cosmiques ou telluriques sont assimilés).

La radioactivité « non-naturelle » (environ 36 %) provient en quasi-totalité d’examens médicaux et de certaines thérapies. La contribution du non médical est principalement due aux rayons X émis par les écrans des téléviseurs ou ordinateurs, aux radiations émises par les détecteurs de fumée, les cadrans lumineux, et aux retombées du nucléaire.

Les types de rayonnement

Trois types de rayonnements existent :

  • Le rayonnement alpha, très nocif pour la santé mais peu pénétrant. Une feuille de papier suffit à l’arrêter.
  • Le rayonnement bêta, plus pénétrant que le rayonnement alpha mais moins nocif pour les organismes. Le rayonnement bêta ne parcourt que quelques mètres dans l’air et est arrêté par une feuille d’aluminium.
  • Le rayonnement gamma, peut se manifester seule ou accompagner la radioactivité alpha ou bêta. Le rayonnement gamma est le plus pénétrant des trois rayonnements. Il peut parcourir des centaines de mètres dans l’air. Une forte épaisseur de béton ou de plomb l’arrête.

La "radioactivité artificielle" est de même nature que la « radioactivité naturelle », mais les rayonnements sont produits en laboratoire ou dans des réacteurs et peuvent atteindre des intensités bien supérieures à la radioactivité naturelle.

Les effets d’exposition à la radioactivité

  • Les radiations auxquelles ont été exposés les êtres vivants provoquent des effets variés et pour certains irréversibles. En effet, toute radiation ionisante interagit sur tout tissu vivant, mais la gravité des effets dépend du type de radiations, de la dose absorbée, du taux d’absorption et de la radiosensibilité des tissus concernés. Les effets biologiques (i.e. sur toute vie) varient selon l’intensité et la nature du rayonnement et selon la durée d’exposition. Ils sont classés en :
  • effets précoces et "déterministes" dus à de très fortes doses de radiations. Ils entraînent des effets biologiques pouvant provoquer, dans les quelques heures à quelques jours qui suivent l’exposition, la mort de toute vie ou une déplétion cellulaire qui n’entraîne pas toujours la mort de l’organisme ;
  • effets différés dits "stochastiques" qui entraînent des mutations de l’ADN. Ces effets peuvent se manifester tardivement (plus de 10 ans après l’exposition) ;
  • effets génétiques également "stochastiques" qui concernent la descendance des sujets irradiés ;
  • effets tératogènes portant atteinte à l’embryon ou au fœtus.

La Commission Internationale de Protection Radiologique (CIPR) s’accorde à dire que toute dose de rayonnement comporte un risque cancérigène et génétique.

  • On parle aussi de contamination radioactive si l’on respire ou l’on avale un produit radioactif. La contamination peut se propager par exemple dans la chaîne alimentaire.
    Lors d’accidents, des rejets dans l’atmosphère ou des rejets liquides contenant des substances radioactives peuvent donc exposer les populations directement ou par le biais de la contamination de l’environnement (faune et flore, eau).

Les observatoires de la radioactivité

Depuis fin février 2002, l’Office de Protection contre les Rayonnements Ionisants (OPRI) et l’Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire (IPSN) qui effectuaient régulièrement des mesures de la radioactivité ambiante sont réunis au sein de l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN).

L’IRSN possède plusieurs réseaux d’études et de surveillance de la radioactivité dans l’environnement qui analysent soit en temps réel, soit en temps différé plusieurs paramètres comme l’air, les poussières atmosphériques, l’eau des rivières ainsi que la faune et la flore.

Le Réseau OPERA - Observatoire permanent de la radioactivité

Son rôle principal est d’observer la radioactivité d’origine naturelle et artificielle présente dans l’environnement.

Au sein de ces 34 stations, ce réseau dispose de 4 types d’observatoires de la radioactivité ambiante : atmosphérique, marin, terrestre et fluvial.

Une station de l’observatoire marin est implantée à La Rochelle depuis le 1er mars 1994. Cette station de La Rochelle enregistre également les traces dues à la production, dans le passé, d’éléments radioactifs artificiels comme les essais nucléaires et l’accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl. Ainsi, les mollusques filtreurs (tels que les moules) et les algues contiennent du potassium 40 naturel (40K) et du Césium 137 d’origine artificielle (137Cs).

Le Réseau Téléray - Réseau national d’alerte

C’est un réseau d’alerte exclusivement consacré à la protection sanitaire des populations.
Il effectue des mesures permanentes du rayonnement gamma dans l’air ambiant.

Ce réseau d’alarme est constitué de 180 stations de mesure de l’air, dont 5 en Poitou-Charentes : Angoulême (16), Bressuire (79), La Rochelle (17), Poitiers (86) et Civaux (86). Les mesures s’expriment en nanoGray par heure (nGy/h) et dépendent de l’environnement des stations de mesure (les matériaux des bâtiments, les roches, la météo, l’activité nucléaire...) (IRSN, 2003).

La valeur d’alarme, concernant le débit de dose engendré par le rayonnement gamma en France, a été fixée par l’IRSN à 350 nGy/h. Cette valeur correspond à trois fois la valeur moyenne du débit de dose ambiant national.
Les Deux-Sèvres (Bressuire) détient la dose de rayonnement ambiant la plus élevée de la région. Néanmoins la valeur maximale de débit de dose ambiant, atteinte par le tracé de ce département, reste inférieure à 350 nGy/h.

Le Réseau EAU - Surveillance de la radioactivité dans l’eau, les boues et les sédiments

Il surveille la radioactivité des différents types d’eau (nappe phréatique, pluie, rivière, mer...), des boues et des sédiments.
Dans la région les points de prélèvement se situent à Bonneuil, Lussac-Les-Chateaux et au CNPE de Civaux (86) ; à La Rochelle (17) ; à St Laurent de Ceris (16). Il n’y a pas de surveillance en Deux-Sèvres.
Les résultats et leurs commentaires sont accessibles sur des cartes interactives :

http://eau.irsn.org/cartes.php

Le Réseau Téléhydro – Mesure en continu de la radioactivité des eaux usées traitées dans les stations d’épuration

Il permet l’étude des conséquences des pratiques de médecine nucléaires, des laboratoires de recherche ou des industries par la mesure des eaux usées à l’entrée des stations d’épuration des grandes agglomérations.
Une station est implantée à Poitiers :

http://www.sfrp.asso.fr/Montpellier...

A ces activités de surveillances, qualifiées de « Surveillance globale du territoire », s’ajoutent les réseaux de surveillance réglementaire autour des sites nucléaires de toute nature.

Le « ressenti » du citoyen

Les émissions radioactives naturelles sont assez méconnues du grand public, même si elles sont une préoccupation sanitaire des autorités pour ce qui concerne le radon présent dans les habitations.

La perception des risques liés à la radioactivité est essentiellement nucléaire, en grande partie liée à la production d’énergie électrique. Les accidents au sein des centrales nucléaires, en particulier celui de Tchernobyl (Ukraine, 1986), ont marqué durablement les esprits. De même, au jour le jour, les incidents de fonctionnement des centrales sont pour certains des signes précurseurs de situations qui contribueraient à une contamination chronique de l’environnement.

Enfin, les questions sur le devenir de certains déchets, fortement radioactifs, ne sont pas encore résolues et leur lègue aux générations futures est également un sujet d’inquiétude.

Aperçu des réponses de l’enquête réalisée par l’IRSN en 2005 sur la perception par les français des risques et de la sécurité concernant la radioactivité.
Le risque lié au radon dans les habitations est peu connu (40 % de non réponse) ou ce gaz est perçu comme comportant peu de risques (11 %).
Le risque des centrales nucléaires est jugé élevé par 41 % des français. 17 % seulement accordent crédibilité aux informations données sur les dangers.
La perception des retombées en France de l’accident de Tchernobyl est négative : 50 % jugent le risque élevé (60 % dans les régions les plus touchées par le nuage). Ils sont seulement 13 % à accorder leur confiance aux autorités pour les protéger et 78 % pour affirmer que la vérité sur les dangers n’est pas dite.
Le risque lié aux déchets radioactifs fait partie des risques les plus levés pour 53 % des français. La confiance accordée aux autorités pour les protéger est de 24 % ; la crédibilité des informations données de 11%.

Source : Baromètre IRSN 2006, « La perception des situations à risques par les français », avril 2006.

Les trois parties développées dans cette thématique concerneront donc le radon, le nucléaire et les déchets nucléaires.

  •  Pour aller plus loin
  • Becquerel : Unité SI de mesure, caractérisant l’activité radioactive d’un élément. Le Becquerel (Bq) est égal à 1 désintégration par seconde.
  • Césium : Numéro atomique 55. Métal rare et toxique dont l’aspect naturel est voisin du potassium (mou, jaune pâle). Il se trouve en traces dans divers silicates et dans un minéral rare, la pollucite. Les isotopes 134 (134Cs) et 137 (137Cs) sont des produits de la fission radioactive dont la période radioactive est de 2,2 ans pour le premier et de 30,17 ans pour le second.
  • Contamination radioactive : Présence indésirable, à un niveau significatif pour l’hygiène, de substances radioactives à la surface ou à l’intérieur d’un milieu quelconque. La contamination est effective lorsqu’il y a contact avec un ou plusieurs radioéléments.
  • Déchets radioactifs : Toutes matières dont l’utilisation ultérieure n’est pas prévue et qui contient un ou plusieurs nucléides, dont l’activité ou la concentration ne peut être négligée du point de vue de la radioprotection.
  • Déplétion : Diminution ou perte d’une substance, en particulier d’un électrolyte, contenue normalement dans un liquide de l’organisme (par exemple : déplétion potassique) ou amoindrissement de certaines réserves (par exemple : déplétion glycogénique du foie). Dans le cas des effets de la radioactivité sur un organisme, la déplétion peut engendrer des mutations génétiques.
  • Désintégration : Transformation spontanée d’un noyau atomique en un autre noyau atomique accompagnée de l’émission de particules et/ou de rayonnements électromagnétiques.
  • Nucléaire diffus : Sous ce terme sont regroupés les éléments radioactifs provenant de la médecine, des objets contenant des pièces à faible radioactivité, des sources scellées d’appareils de mesure ou de toute autre activité mettant en œuvre des radioéléments sans que cela ne soit son activité principale.
  • Radioactivité : Propriété d’un noyau atomique instable à se transformer spontanément en noyaux d’une autre espèce chimique.
  • Radioactivité artificielle : Découverte par Irène et Frédéric Joliot-Curie en 1934 (Prix Nobel en 1935). Rayonnement provenant de la désintégration de noyaux d’atomes qui n’existent pas dans la nature et qui sont issus des activités humaines (IRSN et DGSNR, Exposition " le nucléaire sous haute surveillance " - http://www.irsn.org/expo/expo_nucleaire.htm).
  • Radioactivité naturelle : Rayonnement provenant de la désintégration de noyaux d’atomes instables (potassium, radon,…) présents dans la nature (IRSN et DGSNR, Exposition " le nucléaire sous haute surveillance " - http://www.irsn.org/expo/expo_nucleaire.htm).
  • Réseau OPERA : Le réseau Opéra a deux objectifs : l’observation de la radioactivité d’origine naturelle et artificielle présente dans l’environnement (y compris à l’état de traces) ; et la compréhension des mécanismes de transferts des radionucléides dans l’environnement ainsi que l’estimation des flux. Opéra compte 34 stations qui effectuent périodiquement la collecte d’échantillons sur tout le territoire français (dont Papeete et St Denis de la Réunion) et dans les différents milieux.http://opera.irsn.org/opera/
  • Réseau Téléray : Le réseau national Téléray est un réseau d’alerte exclusivement consacré à la protection sanitaire des populations. Indépendant des exploitants nucléaires, il effectue une mesure permanente du rayonnement gamma dans l’air ambiant. Il compte 180 stations sur tout le territoire français métropolitain et les DOM-TOM, ainsi qu’à l’étranger, notamment dans les pays limitrophes. En cas d’incident, son rôle serait important pour aider les pouvoirs publics dans l’optimisation des interventions et le choix des contre-mesures. http://sws.irsn.fr/sws/mesure/index
  • Tératogène : Se dit des substances susceptibles de provoquer des malformations congénitales par une action sur l’embryon.
  • Uranium : Numéro atomique 92. Il existe trois isotopes naturels 238U, 239U et 234U. Le plus répandu, le 238U a une période de 4,46 milliards d’années. L’uranium se trouve dans des minéraux et principalement dans des granites (taux pouvant atteindre 15 à 25 g/t).
  • Radioprotection : La radioprotection est la protection contre les rayonnements ionisants, c’est-à-dire l’ensemble des règles, des procédures et des moyens de prévention et de surveillance visant à empêcher ou à réduire les effets nocifs des rayonnements ionisants produits sur les personnes, directement ou indirectement, y compris par les atteintes portées à l’environnement.
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