Origines et comportements du tritium et du carbone 14 dans l’environnement
Bruit de fond des radionucléides artificiels en France métropolitaine

Entre 1945 et 1980, plus de 500 essais atmosphériques d’armes nucléaires ont été réalisés par les États-Unis, l’Union soviétique, le Royaume-Uni, la Chine et la France. Les essais américains et soviétiques ont été de loin les plus nombreux et les plus puissants ; ils ont été réalisés principalement entre 1951 et 1958, puis en 1961 et 1962, avant le traité mettant fin aux essais atmosphériques, ratifié en 1963 par les États-Unis, l’Union soviétique et le Royaume-Uni. Les essais atmosphériques ont relâché de nombreux radionucléides dans l’atmosphère, dont une vingtaine étaient régulièrement détectés et mesurés dans l’air en France . La plupart des radionucléides de période radioactive courte (inférieure à 3 ans) relâchés lors de ces essais ont disparu assez rapidement par décroissance radioactive. On ne mesure plus aujourd’hui dans l’environnement que du tritium (³H), du carbone 14 (¹⁴C), du césium 137 (¹³⁷Cs), du strontium 90 (⁹⁰Sr), des isotopes du plutonium (²³⁸Pu, ²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu et ²⁴¹Pu), ainsi que de l’américium 241 (²⁴¹Am) provenant de la désintégration du plutonium 241.

Les masses d’air contaminées par l’accident de Tchernobyl ont atteint la France au début du mois de mai 1986, principalement entre le 1^er et le 5 mai . Parmi la dizaine de radionucléides provenant de cet accident décelés dans l’air et dans des végétaux, les trois principaux ont été l’iode 131 et les césiums 134 et 137. L’iode 131 a largement disparu au cours des trois mois suivants par décroissance radioactive ; le césium 134 a pu être mesuré dans l’environnement jusqu’au début des années 2000 ; seul le césium 137 reste aujourd’hui décelable dans la plupart des composantes de l’environnement.

Les activités massiques et volumiques des radionucléides provenant des essais d’armes nucléaires et de l’accident de Tchernobyl dans les milieux atmosphériques, terrestres, aquatiques continentaux et marins, constituent l’essentiel du « bruit de fond » des radionucléides artificiels dans l’environnement français métropolitain. Ce bruit de fond diminue depuis la fin des retombées atmosphériques du fait de la décroissance radioactive et de différents phénomènes qui seront présentés plus loin.

Connaître le bruit de fond des radionucléides artificiels dans l’environnement français répond à plusieurs objectifs : estimer les expositions des populations qui en résultent, déterminer les activités massiques et volumiques ajoutées à ce bruit de fond du fait des rejets des installations nucléaires, et disposer de valeurs de référence dans l’éventualité d’un accident ou de toute autre cause d’augmentation de ce bruit de fond.

L’article qui suit présente une synthèse de la connaissance de ce bruit de fond et de son évolution entre 1960 et 2020, avec toute sa variabilité, notamment spatiale, établie sur la base de milliers de résultats de mesures.

Sauf mention contraire, les résultats de mesures utilisés pour cette synthèse ont été acquis par l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) dans le cadre de sa mission de surveillance radiologique de l’environnement et dans le cadre d’un suivi radioécologique annuel effectué à la demande d’EDF par l’IRSN et le laboratoire Subatech, en complément de la surveillance réglementaire effectuée autour des centres nucléaires de production d’électricité (CNPE). Les résultats de mesures relatifs aux années 1960 à 2002 ont été acquis par les organismes successifs qui ont été regroupés en 2002 au sein de l’IRSN. Les moyens de mesure utilisés par les exploitants d’installations nucléaires pour les plans de surveillance réglementaire qui leur sont prescrits ne permettent le plus souvent pas de mesurer les très faibles activités massiques et volumiques qui correspondent au bruit de fond des radionucléides artificiels dans l’environnement. Il en est souvent de même des mesures réalisées par les autres acteurs de la surveillance radiologique de l’environnement français. Par ailleurs, les plans de surveillance réglementaires des exploitants nucléaires portent principalement sur l’environnement proche de leurs installations qui peut être influencé par les rejets radioactifs correspondants.