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La surveillance de la radioactivité

Article de Jean-Luc Lachaume, Gerno Linden, Fabrice Leprieur, de la DGSNR et de l’IRSN.

La surveillance de l’environnement et celle des populations sont indissociables. Il s’agit de procéder à l’analyse systématique des différents milieux susceptibles d’être contaminés et avec lesquels les populations peuvent être quotidiennement en contact. Les nombreux résultats des mesures effectuées dans des conditions parfaitement reconductibles et sur des périodes de temps suffisantes fondent l’information de base. Tous les éléments qui constituent le milieu où vit l’homme sont surveillés. Le contrôle s’effectue sur l’air, les poussières atmosphériques, les précipitations, les sols et les sédiments, les végétaux terrestres, sur les eaux de toute nature, sur la faune et la flore aquatique, ainsi que sur les principaux constituants de la chaîne alimentaire humaine. La direction générale de la sûreté nucléaire et de la radioprotection (DGSNR) est chargée d’organiser la surveillance radiologique sur l’ensemble du territoire, l’institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), établissement public, assure la partie technique de cette surveillance.

Une surveillance globale du territoire

L’objectif de cette surveillance est non seulement d’évaluer la dose reçue par les populations mais également d’évaluer l’impact sur l’environnement des activités humaines, industrielles ou médicales, mettant en œuvre des radioéléments. Il importe donc de pouvoir comparer les données d’exposition résultant de cette surveillance qui couvre l’ensemble du territoire national, avec celles auxquelles les populations sont naturellement soumises du fait des caractéristiques radioactives des terrains qu’elles occupent. Les modalités de cette surveillance seront différentes selon qu’on se trouve ou non à proximité d’un site nucléaire autorisé à pratiquer des rejets d’effluents radioactifs liquides ou gazeux. Dans la pratique, deux types de surveillance sont donc régulièrement pratiqués, d’une part ce qui pourrait être qualifié de « surveillance globale du territoire », et d’autre part la surveillance exercée réglementairement autour des sites nucléaires de toute nature. Indépendamment de ces deux axes qui constituent la toile de fond de l’activité quotidienne, des interventions ou des campagnes ponctuelles de mesures peuvent être pratiquées à la demande des autorités nationales en charge de la radioprotection ou territoriales qui suspectent une contamination de tel ou tel site relevant de leur juridiction.
La surveillance globale du territoire s’appuie sur trois types de réseaux complémentaires :
– des stations de prélèvements manuels ou automatiques, situées dans l’environnement en général ou à proximité des sites nucléaires,
– des stations d’alerte entièrement automatisées (réseaux Téléray, Hydrotéléray, Téléhydro, et balises aérosols) permettant une surveillance en temps réel,
– des stations représentatives de la radioactivité naturelle du territoire français car éloignées de toute activité nucléaire significative (stations de référence IRSN, réseau OPERA).
Cette surveillance, renforcée autour des sites nucléaires, s’effectue régulièrement sur près de mille stations localisées sur tout le territoire national. Sept stations particulières sont implantées pour la plupart depuis le début des années 60 en milieu rural, éloignées de toute activité nucléaire significative et représentant les différentes régions climatiques françaises. Afin de constituer une évaluation réaliste de la radioactivité en France, le cahier des charges de ces stations dites « de référence » comporte l’analyse des divers composants (aérosols, eaux, sols, végétaux, lait, animaux) permettant l’étude du transfert des radionucléides à l’environnement puis à l’homme. Ces stations ont permis d’observer sur plus de quarante ans la variation du bruit de fond radioactif ambiant sur le territoire national, l’évolution de la contamination artificielle imputable aux activités militaires (essais atmosphériques d’armes nucléaires) et civiles (développement de l’industrie nucléaire, accident de Tchernobyl) et enfin la diminution significative du marquage radioactif de l’environnement qui a suivie. Les stations du réseau OPERA (Observatoire PErmanent de la RAdioactivité de l’environnement), également localisées loin des sites nucléaires, sont choisies pour être représentatives de la radioactivité naturelle du territoire français. Elles donnent ainsi accès à des données périodiquement réactualisées qui complètent celles obtenues par les réseaux de surveillance « réglementaire ».

La mesure de la radioactivité

L’IRSN dispose de laboratoires, accrédités par le COFRAC (COmité FRançais d’ACcréditation), très performants dans la mesure des radionucléides présents à l’état de traces dans des échantillons de l’environnement. Le SERNAT (Service d’Études et de Recherches radioécologiques dans les milieux NATurels) et le SSEI (Service de Surveillance de l’Environnement et de l’Intervention) effectuent les mesurages des principaux radionucléides émetteurs alpha, bêta et gamma, et développent les méthodologies nécessaires en abaissant en permanence les limites de détection. Les trente mille échantillons collectés annuellement par le SSEI donnent lieu à environ quatre-vingt-dix mille mesures.

Les réseaux de surveillance de l’environnement

Ce réseau traite chaque année près de seize mille échantillons (aérosols, eaux de toute nature, sols et sédiments, végétaux et animaux terrestres et aquatiques, lait et produits transformés) prélevés dans l’environnement et donnant lieu à vingt-trois mille mesures effectuées par le SSEI au Vésinet. Le suivi des eaux destinées à la consommation représente au total près de cinq cents prélèvements annuels. Par ailleurs, une cinquantaine de dossiers d’eaux d’adduction concernant des forages, des puits ou des sources, destinées à l’alimentation en eau potable sont instruits chaque année. Des analyses sont également réalisées sur une centaine d’eaux minérales et thermales, françaises et étrangères, à l’occasion d’un nouvel agrément d’exploitation. L’évaluation sanitaire effectuée sur ces eaux de consommation est réalisée en cohérence avec les recommandations de l’OMS et la Directive européenne 98/83/CE. Le réseau de surveillance de l’environnement comprend également des stations de prélèvement d’eaux et de sédiments sur les grands fleuves français, trente points de collecte des eaux de pluie et vingt points de contrôles des eaux de mer du littoral en métropole et dans les DOM-TOM. Une vingtaine d’anciens sites miniers ou industriels sont régulièrement contrôlés ainsi que les rejets hospitaliers issus des grandes villes.
Trente-quatre stations de prélèvement d’aérosols sur filtre cellulose surveillent quotidiennement la radioactivité des poussières atmosphériques, soit environ douze mille filtres par an. La sensibilité des mesures effectuées sur ces filtres a permis de détecter dans les stations du Sud-Est de la France (Nice, Montfaucon) le passage du « nuage radioactif » provenant de l’incinération accidentelle d’une source de césium 137 dans le four d’une aciérie à Algésiras (Sud de l’Espagne) en juin 1998. Les niveaux de césium 137 mis en évidence dans cette affaire (jusqu’à 2 mBq/m3), bien que supérieurs aux niveaux classiquement mesurés dans l’atmosphère (de l’ordre du µBq/m3), étaient toutefois de 1 000 à 10 000 fois inférieurs à ceux observés en France juste après l’accident de Tchernobyl.
Le contrôle radiologique de la chaîne alimentaire s’effectue de plusieurs façons. Chaque année, soixante rations alimentaires sont prélevées dans des cantines scolaires et au restaurant du Vésinet et donnent lieu à deux cent cinquante mesures. Une centaine de thyroïdes de bovins (sensibles à l’iode 131) sont prélevées dans les abattoirs régionaux. Deux cent cinquante contrôles de radioactivité sont effectués sur des denrées alimentaires d’importation ou d’exportation, à la demande des Services Vétérinaires et de la Répression des Fraudes. Une centaine de poissons issus du marché national de Rungis sont également analysés chaque année. Les sept-cents prélèvements de lait, en provenance de tous les départements français, sont effectués en coopération avec les DDASS. Des prélèvements annuels de blés (trois cents silos provenant de quatre-vingt-quatre départements) sont réalisés en collaboration avec l’ONIC (Office National Interprofessionnel des Céréales). La surveillance de la faune et de la flore aquatique s’effectue en liaison avec IFREMER qui transmet chaque année à l’IRSN une centaine de prélèvements de poissons, crustacés et mollusques, ainsi que des plantes marines, pêchés ou collectés sur les côtes françaises.

Les réseaux de surveillance réglementaire autour des sites nucléaires

La surveillance de l’environnement des installations nucléaires de base (INB) et des autres installations concerne quarante et un sites nucléaires dont vingt et une centrales nucléaires de production d’électricité (EDF).
Le réseau de surveillance des aérosols autour des sites nucléaires (trente six stations) totalise plus de treize mille filtres par an. Près de deux mille trois cents échantillons d’eaux de surface, cent quarante d’eaux souterraines, cinq cents d’eaux de refroidissement des CNPE, quatre-vingts d’eaux de mer et une centaine d’eaux diverses sont prélevés chaque année de façon manuelle ou par hydrocollecteur. Trois cents prélèvements de boues de décantation et de sédiments sont également effectués. Le contrôle radiologique du lait de vache réalisé auprès de fermes à proximité des INB porte sur plus de trois cents échantillons. La surveillance de la faune aquatique (mollusques, poissons, crustacés) concerne près d’une centaine de prélèvements dont une grande partie provient de la presqu’île du Cotentin au voisinage de la Hague. Enfin, un contrôle radiologique est effectué sur près de cent prélèvements annuels de végétaux terrestres (herbes, mousses, blés) et aquatiques (algues).

Les réseaux de télémesure

Ces réseaux, par leur capacité à mesurer toute variation anormale de la radioactivité dans l’environnement (air, aérosols, eau), permettent de détecter des incidents non identifiés. Par ailleurs, en cas d’incident ou d’accident, leur rôle serait important pour la décision, l’optimisation des interventions et des contre-mesures mises en œuvre par les pouvoirs publics ainsi que pour l’information permanente des populations.
Le réseau Téléray est constitué de sondes, mesurant en permanence la radioactivité ambiante (artificielle et naturelle). Ce réseau qui a été mis en œuvre à partir de 1991 s’est progressivement développé pour couvrir la totalité du territoire national (cent-quatre-vingts stations). Il permet notamment d’alerter automatiquement le poste centralisateur de l’IRSN au Vésinet dès qu’une anomalie de la radioactivité ambiante est décelée. Les différents niveaux d’alarme préréglés permettent, en cas de dépassement de seuil, d’adapter la fréquence d’interrogation des sondes, les cycles de mesure et l’actualisation des données. Dans un souci de transparence, le réseau permet aussi de fournir quotidiennement à la population une information précise sur l’état de la radioactivité locale ambiante (Minitel 3614 Téléray, Internet www.irsn.org).
Le réseau Hydrotéléray permet de surveiller en continu la radioactivité de l’eau des principaux fleuves français. Les stations communiquent leurs résultats à l’unité centrale de gestion au Vésinet et déclenchent des alarmes en cas d’augmentation anormale de la radioactivité. Un hydrocollecteur est activé en cas d’alarme et prélève alors directement un échantillon d’eau. L’unité centrale interroge quotidiennement chaque station et collecte les mesures comprenant notamment les spectres. Actuellement ce réseau comporte six stations situées à Angers (Loire), Croissy (Seine), Vallabrègues (Rhône), Lauterbourg (Rhin), Rancennes (Meuse) et Leyrac (Garonne). D’autres stations seront installées au cours des prochaines années.
Le réseau Téléhydro est constitué de stations de mesures automatisées destinées au contrôle de la radioactivité des eaux usées des grandes villes. Ces stations sont installées dans les usines d’épuration et communiquent en temps réel leurs résultats à un poste centralisateur au Vésinet. Ce réseau est dédié au suivi des rejets d’effluents liquides contenant des radioéléments émetteurs gamma, issus de sources non scellées provenant de la médecine nucléaire (radiodiagnostic par scintigraphie, radiothérapie métabolique) mais aussi des industries nucléaires ou des laboratoires. Les stations sont préréglées pour détecter automatiquement la présence de trois radioéléments et effectuent également un comptage sur tout le spectre gamma. Des alarmes sont déclenchées et transmises en cas de dépassement d’un seuil préréglé pour chacune de ces quatre mesures. Ce réseau comporte actuellement six stations (Achères, Rennes, Toulouse, Poitiers, Lyon et Rouen) et sera prochainement complété par six nouvelles installations.
Le réseau de Balises Aérosols est destiné au contrôle en continu de la radioactivité des aérosols. Il permet de déceler la présence dans l’atmosphère de radioéléments émetteurs alpha (uranium, plutonium, curium, etc.) ou émetteurs bêta et gamma (cobalt 60, césium 137). Ces balises donnent également le niveau de la radioactivité naturelle des descendants solides du radon 222 et du radon 220 (thoron), deux gaz radioactifs émanant du sol. Le réseau comporte actuellement neuf stations opérationnelles (Le Vésinet, Strasbourg, Tours, Bourges, Lyon, Montélimar, Nice, Toulouse, Biarritz) auxquelles viendront rapidement s’ajouter de nouvelles implantations sur le territoire national (voir carte 1).

Le réseau OPERA

Ce réseau de surveillance a pour missions principales l’observation de la radioactivité (d’origine naturelle et artificielle) présente dans l’environnement jusqu’aux niveaux de traces, ainsi que la compréhension des mécanismes et la fourniture de données de référence pour la modélisation des flux de transferts globaux des radionucléides entre les différents compartiments de l’environnement. Il compte trente-quatre stations qui effectuent périodiquement la collecte d’échantillons (aérosols, eaux de pluie, sol et sédiments, bio-indicateurs, produits de la chaîne alimentaire). Le champ de surveillance des observatoires couvre :
– le domaine atmosphérique : caractérisation des niveaux de radioactivité dans l’atmosphère, prélèvement en continu de poussières atmosphériques (aérosols) et collecte d’eaux de pluie dans huit stations (Alençon, Bordeaux, Orsay, Dijon, Charleville-Mézières, la Seyne-sur-mer, Papeete et Saint-Denis de la Réunion).
– le domaine marin : suivi radioécologique des littoraux français, suivi de l’impact des installations nucléaires de la vallée du Rhône et de la Manche et collecte d’échantillons marins dans une vingtaine de stations (littoral Atlantique, Manche et Méditerranée).
– le domaine terrestre : suivi radioécologique au sein d’une chaîne alimentaire (herbe, lait, fromage, viande), prélèvement de bio-indicateurs (mousses, lichens, thym) et d’indicateurs physiques (sol) dans six stations (Orsay, Alençon, Bordeaux, Clermont-Ferrand, Châteaurenard et Banon).
– le domaine fluvial : caractérisation de la radioactivité dans les matières en suspension et dans l’eau filtrée provenant de cours d’eau français. Cet observatoire couvre pour l’instant deux fleuves français, la Seine (Rouen) et le Rhône (Arles).
La mesure de la radioactivité est basée principalement sur la spectrométrie gamma réalisée au Laboratoire de mesure de la radioactivité de l’environnement (LMRE) de l’IRSN à Orsay dont les salles de mesure permettent la métrologie des traces et des ultra-traces des radionucléides présents dans les échantillons. Ce réseau permet donc le suivi environnemental de toutes les situations radiologiques liées à l’utilisation de l’ensemble des techniques nucléaires, et constitue un référentiel pour les études de terrain traitant des transferts de radionucléides dans l’environnement (voir cartes 2).
Qu’ils soient systématiques ou ponctuels, continus ou séquentiels, les contrôles effectués par l’IRSN contribuent à dresser un tableau représentatif de l’état de l’environnement national et des risques réellement encourus par les populations. Au-delà de cette appréciation qu’il se doit de fournir, l’IRSN a pour vocation d’assurer une vigilance constante permettant l’alerte efficace des autorités en cas d’incident ou d’accident nucléaire susceptible d’attenter à court terme à la santé des populations. C’est la raison pour laquelle des réseaux d’alerte en temps réel ont été mis en place.
L’expérience acquise depuis plus de quarante ans par les experts de l’IRSN dans ce domaine et la qualité des mesures, constamment améliorée, permettent aux autorités de disposer des meilleurs informations pour être alertées en cas d’anomalies et pour prendre les mesures qui s’imposent en cas de situation anormale ou de crise. Ces mesures sont également accessibles au public qui dispose ainsi d’une information fiable en temps réel.

Perspectives

Dans le cadre de la transposition d’une directive européenne (96/29 Euratom du 13 mai 1996), la France va élargir le réseau actuel de l’IRSN et constituer un réseau national de mesures de la radioactivité de l’environnement destiné à contribuer à l’estimation des doses auxquelles la population est soumise du fait de l’ensemble des activités nucléaires.
Ce réseau regroupera les résultats des analyses radiologiques de l’environnement contenues dans les programmes réglementaires destinés à surveiller l’impact des rejets issus des activités nucléaires, ainsi que les résultats des analyses radiologiques de l’environnement réalisées à la demande des collectivités territoriales, des services de l’État et de ses établissements publics ou des associations qui le sollicitent.
La gestion de ce réseau sera assurée par l’IRSN, alors que les orientations stratégiques seront définies par la DGSNR. Les laboratoires participant à ce réseau seront agréés par les ministres chargés de la santé et de l’environnement sur la base de critères techniques préalablement définis par arrêté ; ces critères d’agrément porteront sur la qualification des personnels des laboratoires, sur l’organisation du système de contrôle interne de la qualité et sur les résultats des essais d’intercomparaison auxquels participera le laboratoire, sous l’égide de l’IRSN. Une commission nationale d’agrément présidée par la DGSNR sera chargée d’examiner les candidatures et leur renouvellement.

© Les notes bleues de Bercy
La surveillance de la radioactivité