Transferts des radionucléides dans l’air, les sols et les cours d’eau - Éléments de radioécologie opérationnelle

La présence de radionucléides (atomes radioactifs) dans l’environnement induit une exposition des populations humaines, végétales et animales, aux rayonnements qu’ils émettent ; ces radionucléides sont d’origine naturelle ou artificielle . Les radionucléides artificiels présents dans l’environnement français proviennent essentiellement des retombées des essais atmosphériques d’armes nucléaires et des retombées de l’accident de Tchernobyl, ainsi que des rejets radioactifs qui résultent de différentes activités humaines, notamment celles qui sont liées à la production d’énergie d’origine nucléaire.

La radioécologie étudie les transferts des radionucléides dans l’environnement. Elle s’appuie sur différents domaines scientifiques parmi lesquels on peut citer l’écologie pour ce qui concerne les relations entre les organismes et l’environnement dans lequel ils vivent, avec des composantes de sciences humaines (notamment la géographie) et d’agronomie au sens large (comprenant les techniques d’élevage) pour mieux prendre en compte les relations complexes qu’entretient plus spécifiquement l’homme avec son environnement. Des éléments de biologie, de physique et de géochimie interviennent également dans l’étude des phénomènes et mécanismes de transfert observés in situ ou expérimentalement. De plus, les mathématiques participent à la construction de modèles qui permettent de synthétiser quantitativement les connaissances et qui sont utilisés de manière opérationnelle à des fins de prédiction, notamment pour les études d’impact des installations nucléaires.

Avec la radiotoxicologie et la radiobiologie qui ont respectivement pour objectifs d’étudier la toxicité des radionucléides sur les organismes vivants et les effets biologiques des rayonnements, la radioécologie contribue à la radioprotection des populations.

Cet article traite de la dispersion des radionucléides dans l’air, de leur dépôt sur les surfaces, de leur migration dans les sols et de leur dispersion dans les cours d’eau. Après une description des phénomènes qui régissent ces transferts, des exemples de modélisation (équations et valeurs des paramètres) sont présentés pour permettre au lecteur de se faire une idée de l’intensité des transferts et d’effectuer des estimations d’activités volumiques, surfaciques ou massiques dans les milieux concernés.

Les phénomènes intervenant dans ces transferts et les modélisations les plus avancées dont ils font l’objet étant complexes, cet article ne présente que les modèles les plus simples utilisés en radioécologie opérationnelle. Toutefois, leur mise en œuvre pouvant s’avérer encore longue et complexe, ces modèles ont été programmés dans des codes de calcul. C’est pourquoi, le présent article présente également des formules simplifiées issues des modèles, qui permettent, dans les conditions indiquées, d’estimer des ordres de grandeur des activités massiques et volumiques environnementales, sans recourir à un code de calcul.

Cet article est complété par un deuxième article traitant des transferts des radionucléides dans les denrées alimentaires [BN 3 908] et d’un troisième article traitant de l’influence du fonctionnement normal des installations nucléaires du fait de leurs rejets de radionucléides [BN 3 909]. Les principales grandeurs utilisées dans ces trois articles sont définies dans l’article de A. Biau et J.P. Vidal [SL 6 160].