Production : Universcience 2012

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L’on a donc tôt fait de faire porter la responsabilité de ces pointes de consommation par grand froid au chauffage électrique qui a pris, en raison de son attractivité économique, des parts de marché importantes dans la construction neuve jusque récemment. Mais qu’en est-il vraiment ?

En 1990, lorsque j’étais Directeur général d’EDF, la baisse d’1°C des températures hivernales, se traduisait par un accroissement de consommation de l’ordre de 1100 mégawatts, soit l’équivalent de deux grosses unités de production électrique brûlant du fioul ou du charbon. Aujourd’hui, cette sensibilité de la consommation hivernale à la température aurait plus que doublé : une baisse de température de un degré entraîne un accroissement de la consommation de 2300 mégawatts. Or, durant la même période (1990-2011), la consommation d’électricité pour le chauffage des logements « tout-électriques » a progressé d’à peine plus de 20 %. Le développement du chauffage électrique, en tant que mode de chauffage principal, ne peut donc expliquer qu’une petite partie de l’accroissement de la sensibilité des consommations à la température.

Alors qui est le coupable de ces pics de consommation ? Le suspect n°1 est, évidemment, le chauffage électrique d’appoint que certains qualifient de « sauvage ». Bon an mal an, 1 million d’appareils de chauffage électriques mobiles sont vendus en France, en particulier en grandes surfaces. Nombre d’entre eux  sont mis en service en période de grand froid, dans les locaux mal chauffés et/ou mal isolés.

Quelles solutions seraient envisageables, sachant qu’affronter les pointes de consommation coûte cher à la collectivité nationale, en investissement, en combustible,  voire en importation ? Il est de toute façon à craindre que ces pointes se répercuteront tôt ou tard sur les factures des consommateurs.  Alors que faire ? Interdire l’achat des appareils de chauffage électrique mobiles n’est pas concevable…

L’appel au civisme, avec une attention particulière aux utilisations superficielles d’électricité, est, lui, une bonne chose : il a eu des effets bénéfiques durant l’actuelle vague de froid mais ses effets ne peuvent être que limités.

La vraie solution est de pouvoir s’appuyer sur un portefeuille de consommations « effaçables » à la demande de l’exploitant du réseau, dont la plus grande part pourrait être précisément constituée par des « logements électriques » : dans un logement bien isolé, on ne perd rien en confort à faire fonctionner le chauffage un peu l’après-midi et un peu la nuit,  plutôt que de le pousser au maximum pendant la pointe de 19 heures ! L’innovation en matière de régulation est donc stratégique autant qu’incontournable.

La maîtrise des pointes de consommation électrique passera donc par une régulation-programmation fine des logements électriques en dialogue avec l’opérateur de réseau, à travers les smart grids de l’avenir. Et, dans une vision d’avenir et de manière quelque peu paradoxale, plus il y aura de logements électriques, mieux la régulation du réseau sera assurée !

Par Jean Bergougnoux, Président de l’association Equilibre des Energies

(Crédit photo : AFP)

L’ADEME part de ce constat pour évaluer les impacts environnementaux des TIC et a lancé dans ce but une étude, réalisée elle aussi par BIOIS, et accompagnée des avis d’experts indépendants. L’ADEME retient trois usages pour en faire analyser les cycles de vie : les courriers électroniques, les requêtes et l’utilisation de supports comme les clés USB.

Les résultats de l’étude, en termes d’impacts potentiels, sont illustrés, selon l’ADEME,  à travers la lecture des trois indicateurs les plus pertinents : le potentiel de changement climatique, l’épuisement potentiel des métaux, reflétant la consommation des ressources et l’épuisement potentiel des ressources fossiles, lié notamment au mix énergétique utilisé.

247 milliards de courriels ont été échangés chaque jour dans le monde en 2009, y compris les spams. Pour 2013, on en prévoit 507 milliards… En France, en se fondant sur des chiffres moyens (entreprise de 100 personnes, 58 courriels reçus par personne, 33 envoyés, d’une taille moyenne d’un Mo), cela entraîne, sur 220 jours ouvrés, 13,6 tonnes d’émission de gaz à effet de serre.

Décupler le nombre de destinataires d’un courriel de 1 Mo revient à multiplier par 4 l’impact sur le changement climatique. En mesurant sur 2, 3 ou 4 destinataires, l’étude montre qu’environ 6 g éqCO2 supplémentaires sont émis par destinataire. Cela représente 44 kg éqCO2 par an et par employé : « Réduire de 10 % l’envoi de courriels incluant systématiquement son responsable et un de ses collègues au sein d’une entreprise de 100 personnes permet un gain d’environ 1 tonne équivalent CO2 sur l’année (soit environ 1 aller-retour Paris/New-York). »

L’impression d’une pièce jointe de 4 pages  a bien entendu une forte influence sur le potentiel de changement climatique, et le format d’impression demandé n’y est pas étranger. Par contre les impacts de la lecture de cette même pièce sur l’écran sont directement liés au temps d’utilisation de l’ordinateur : « Diminuer de 10 % le taux d’impression des courriels reçus par les employés d’une entreprise de 100 personnes permet d’économiser 5 tonnes équivalent CO2 sur un an (soit l’équivalent d’environ 5 allers-retours New-York/Paris). »

En comparant l’envoi d’un courriel de 1 Mo à une personne à l’envoi du même courriel à une personne qui le stocke 6 mois sur son serveur et à une autre qui le sauvegarde 3 mois avant de le supprimer, l’étude montre que « plus le courriel est conservé longtemps, plus il a un impact négatif sur le potentiel de changement climatique. Son rôle dans l’épuisement du potentiel de ressources fossiles est également accru. »

Les scenarii ont également permis de mesurer  la différence d’émissions de gaz à effet de serre si 10 % de ces employés de cette même entreprise française de 100 personnes envoient les documents sans les compresser, passant donc ainsi à un message de 10 Mo : « Diminuer de 10 % la proportion d’envoi de courriels de 10 Mo au sein d’une entreprise de 100 personnes permettrait un gain de 8 tonnes équivalent CO2 sur un an (équivalent à 8 allers-retours New-York/Paris). »

Les deux autres volets de l’étude, sur les requêtes sur le Web et les clés USB feront l’objet de la deuxième partie de cet article. Mais trois recommandations sont d’ores et déjà de mise :

• Éviter d’imprimer systématiquement chaque document, quelle que soit sa nature ;
• Rationaliser le nombre de destinataires des courriels ;
• Nettoyer régulièrement sa messagerie électronique.

Par Claudine / blog EcoCO₂

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Quels sont les effets sur le long terme des doses diffuses ? Ceux-ci sont plus délicats à quantifier que les effets à court terme. Je suivrais pour en expliquer les effets le raisonnement de Richard Muller dans son cours « physics for future presidents ». On considère qu’une exposition à 25 Sv a 100 % de chances d’induire un cancer. Cela peut sembler paradoxale puisqu’on a vu que l’on meurt très rapidement « par empoisonnement » à partir de 10 Sv. La solution de ce paradoxe est dans ce qu’on appelle l’hypothèse linéaire : on suppose qu’il est équivalent de soumettre 1 personne à 25 Sv et 25 000 personnes à 1 mSv. Cela peut sembler absurde et cette hypothèse est souvent remise en cause par les spécialistes. Cependant, il faut bien garder à l’esprit que l’apparition d’un cancer n’est pas « systématique » et qu’il faut raisonner de manière statistique.

En application du principe de précaution, les organismes nationaux et internationaux utilisent cette hypothèse pour quantifier les conséquences des expositions aux faibles doses de radioactivité. Sans rentrer dans la controverse (parfois violente), nous retiendrons cette hypothèse et allons en explorer les conséquences.

Pour 25 000 personnes soumises à 1 mSv, statistiquement, 1 personne développera 1 cancer

On pourra également retenir que l’exposition à 1 mSv augmente notre probabilité d’avoir un cancer de 1/25000 soit 0,004 %.

Voyons les conséquences de cette hypothèse. En France, la dose environnementale annuelle reçue du fait de la radioactivité naturelle et médicale est de 3 à 4 mSv par individus (avec de fortes variations selon l’endroit où l’on vit, son métier, etc.). Soit une dose de 3,5×60 millions = 210 millions mSv reçue annuellement en France. Cela provoque donc à priori 210 millions divisé par 25 000 = 8 400 cancers par an. Ce chiffre peut sembler énorme mais il est encore loin derrière les 66 000 décès par an lié au tabagisme. Il est également à comparer à la probabilité de mourir d’un cancer qui est de l’ordre de 25 % (moins pour les femmes et plus pour les hommes). 8400 personnes souffrant d’un cancer représente 0,014 % de la population totale. Cela veut donc dire que l’environnement radioactif participe de 0,014 % au 25 % de risque d’avoir un cancer.

Autre exemple d’application de l’hypothèse énoncée plus haut : chacun d’entre nous est radioactif (du fait entre autre du carbone 14 et du potassium 14). La dose reçue est d’environ 0,25 mSv/an. Le risque de cancer par auto-contamination est donc de 0,25×0,004=0,001 %. Ce chiffre est insignifiant devant le risque naturel. Cependant, il signifie malgré tout qu’environ 600 personnes développent un cancer auto-induit en France chaque année !

Combien de personnes sont mortes à Hiroshima des conséquences à long terme de la radioactivité ? Selon Richard Muller, moins de 1 %. Cela peut paraitre paradoxale mais voyons le raisonnement : à part les personnes loin du centre de l’explosion, très peu de personnes ont survécus aux effets conventionnels de la bombe (effet thermique de l’explosion sous la forme d’une boule de feu) et aux effets à court terme d’une exposition à la radioactivité. Les meilleurs estimations donnent 52 000 survivants qui ont reçu une dose moyenne de 200 mSv. Cela induit que 200×52000=10 400 000 mSv ont été reçues. En divisant par 25 000 on arrive à 416 cancers soit 0,8 % des 52 000 survivants. On estime le nombre de victimes d’Hiroshima entre 50 000 et 150 000, il y a donc eu moins de 1 % de mort par cancer du fait de la bombe.

L’exemple de Tchernobyl

Un dernier exemple très controversé, ce qui nous permettra de voir les limites de ce raisonnement : les conséquences de l’accident de Tchernobyl. En 1986, l’un des réacteur de la centrale nucléaire de Tchernobyl explose du fait d’une succession d’erreurs humaines (voir le descriptif de l’accident sur le site astrosurf). Des matériaux radioactifs furent dégagés dans l’atmosphère et se dispersèrent dans toute l’europe (voir l’image satellite ci-contre). On estime que l’humanité a reçu une dose de 600 000 000 mSv. Cet accident aurait donc induit 600 000 000/25 000 = 24 000 cancers (il s’agit d’une estimation grossière, qui relève plus de l’ordre de grandeur que du décompte exact des cancers). Mais ses conséquences ne s’arrêtent pas là. En effet, ces considérations statistiques ne décompte que les cancers directement induits par la radioactivité et ne prennent pas en compte le processus de mutation génétique (pathologies cardiaques, diabètes, naissances difformes, etc.) qui peut se répercuter de générations en générations, affectant plus particulièrement les enfants, 20 ans après la catastrophe (voir par exemple cet article sur le site d’UNICEF).

Il est évident que les conséquences d’une radio-exposition sont complexes. Inhaler des poussières radio-actives n’a pas les mêmes conséquences qu’une exposition à la radioactivité par la peau. Certains organes sont plus sensibles que d’autres, certains sujet également (en particulier les enfants, les adolescents et les femmes enceintes). Les considérations statistiques ne prennent pas en compte les individus (par définition) et lorsqu’on dit que telle exposition induit 100 cancers de plus que la normalité ce qui est insignifiant statistiquement, c’est toujours 100 cancers de trop, surtout si un choix politique permet de les éviter. Néanmoins, ces estimations permettent de donner une idée des conséquences d’une exposition à une faible dose de radioactivité. Sans minimiser les effets d’une catastrophe du type Tchernobyl, elles permettent de relativiser les effets de la radioactivité naturelle : vivre dans une belle maison en granit rose a certainement beaucoup plus de conséquences positives que de conséquences négatives liées à l’activité radioactive du granit (qui contient des traces d’uranium).

Par Cédric Lémery

Source : http://lewebpedagogique.com/physique/les-effets-biologiques-de-la-radioactivite-ii-les-effets-a-long-terme/

Techniques de l’Ingénieur : Pour commencer, pourriez-vous nous présenter le SESURE et le réseau Téléray ?

Nathalie Chaptal Gradoz : Le SESURE est le service qui gère les programmes de surveillance radiologique sur le territoire français. Cette surveillance s’effectue notamment au moyen d’appareils installés sur le terrain. Ces moyens dits « fixes » peuvent être des sondes ou des appareils de prélèvement automatique de poussière de l’air ou dans l’eau.  

D’autre part, nous réalisons des prélèvements manuels dans l’environnement proche de l’installation nucléaire ainsi qu’à distance de celle-ci, afin de mesurer la radioactivité générale ambiante, ce qu’on appelle « le bruit de fond », et l’impact de la centrale sur son environnement.

Parmi les moyens fixes, il y a le réseau d’alerte Téléray, constitué aujourd’hui de 185 sondes qui mesurent le débit de dose gamma ambiant dans l’air sur le territoire. Nous avons également un autre réseau très similaire installé dans l’eau des grands fleuves, en aval de toute installation nucléaire. Ceci afin de garantir une qualité radiologique des eaux qui quittent le territoire national.

Pour en revenir au réseau Téléray, les 185 sondes ont été installées à partir de 1991, suite au retour d’expérience de l’accident de Tchernobyl. Il y a 4 ou 5 ans, nous avons entamé un programme de rénovation de ce réseau, basé sur le constat que les sondes avaient atteint l’âge de 20 ans. Ces progrès technologiques se sont accompagnés de progrès dans la transmission des données, avec l’avènement de nouveaux réseaux et la constitution de bases de données plus solides.

Concrètement, une sonde Téléray calcule toutes les 10 minutes le débit de dose gamma ambiant dans l’air. Chaque sonde possède une mémoire telle que l’ensemble de ses données peut être archivé. En temps réel, les données sont transmises à notre système de supervision situé au Vésinet (78).

Si un écart à une gamme de variabilité attendue des données est enregistré, le système de supervision va immédiatement informer le personnel d’astreinte (24h/24) par le biais d’une alerte. Cette même personne est ensuite chargée de la gestion de l’alarme, et de la compréhension de la source du problème.

Parfois, ce sont juste des raisons liées à la météo. Certains orages sont capables de générer une élévation du taux de radioactivité ambiante, et donc de déclencher une alarme radiologique sans qu’il y ait pour autant une alerte.

Pourriez-vous nous en dire plus sur la procédure de gestion des alertes ?

Comme je vous l’ai dit, dans l’équipe de télésurveillance, il y a toujours une personne d’astreinte 24h/24, durant une semaine. En cas d’alarme, le système de supervision développé et mis en service depuis 2011, permet à cette personne de voir rapidement s’il s’agit d’une valeur ponctuelle, si les sondes à proximité ont enregistré une valeur anormale ou pas, etc. Cela permet d’évacuer tout de suite un certain nombre d’hypothèses.

Nous avons également un correspondant local, qui va être contacté et qui va procéder à quelques vérifications techniques.

Si en dépit de toutes ces raisons, nous ne parvenons pas à diagnostiquer un évènement ponctuel naturel, alors nous alertons en interne. Nous avons de fait une procédure pouvant conduire jusqu’à alerter un cadre d’astreinte à l’IRSN et jusqu’au début d’un gréement en situation de crise, au niveau national.

Vous parliez du seuil d’alerte. Sur quels critères est-il établi ?

En fonction de son implantation, une sonde va enregistrer, par exemple, une valeur moyenne constante de 100 nanosieverts par heure, correspondant au bruit de fond de la radioactivité naturelle à cet endroit-là. Le seuil d’alerte va alors être établi à 114 nanosieverts par heure de plus. Pourquoi ? Parce que si vous faites le calcul, au bout d’une année, vous aller arriver à 1 millisievert, et 1 millisievert correspond précisément à la valeur limite annuelle d’exposition du public à la radioactivité artificielle.

En raison des conditions météorologiques, on a parfois des pics qui dépassent facilement 200 nanosieverts. Si cela dure 5 minutes et que c’est une cause naturelle, ce n’est pas inquiétant.

Alors certes, le système veille, mais l’équipe de télésurveillance n’attend pas que l’alarme soit déclenchée pour être vigilante. Surtout si elle est avertie d’un danger quelque part.

Le seuil d’1 millisievert n’a donc jamais été atteint ?

Non, et heureusement. L’impact des activités nucléaires est seulement de quelques microsieverts par an. Le site de La Hague, par exemple, produit au maximum une dizaine de microsieverts par an de radioactivité ajoutée. On est donc très loin du 1 millisievert.

Quel a été l’impact du passage du panache radioactif de Fukushima en mars 2011 ?

Compte tenu de la distance par rapport au Japon, et de la dilution dans les masses d’air suite à un demi-tour du globe, le passage du panache de Fukushima n’a pas été visible sur nos sondes. Il aurait fallu être à une distance beaucoup plus proche du Japon pour détecter quelque chose.

En revanche, aux abords de l’installation de la centrale de Fukushima, il y a eu effectivement des variations très intenses du débit de dose. Nous avions installé une sonde à l’ambassade de France à Tokyo, par chance, juste avant les rejets importants qui ont eu lieu aux alentours du 20 mars. Avant l’accident, elle oscillait entre 50 et 60 nanosieverts par heure, durant le rejet elle est montée jusqu’à 160 nanosieverts par heure, pour revenir ensuite aux alentours de 80.

Ce seuil d’alerte d’ 1 millisievert est-il partagé par d’autres organismes de radiosurveillance en Europe ?

Au lendemain de l’accident de Tchernobyl, de nombreux pays européens se sont dotés de capteurs de télémesure de la radioactivité gamma, mais chaque pays a décidé de sa couverture géographique et de la densité de capteurs qu’il allait installer sur son territoire. Par exemple, l’Allemagne a installé plus de 2000 capteurs alors que la France n’en a installé que 170.

Les technologies utilisées en Europe et les stratégies d’implantation sont très variées. Cela dépend aussi si le pays est nucléarisé ou pas, si la crainte provient d’un réacteur étranger ou national, etc.

La stratégie de surveillance en France ne s’applique donc pas forcément à un autre pays européen. A ce titre, chaque pays peut librement fixer ses seuils d’alerte. La France fait partie des seuils les plus bas d’Europe. La Commission européenne incite néanmoins l’ensemble des états membres à harmoniser les mesures et les pratiques.

Aujourd’hui, nous avons 185 sondes Téléray, et nous allons passer progressivement à 450 sondes. Jusqu’ici, nous avons installé une sonde dans chaque préfecture départementale, afin d’assurer une surveillance homogène du territoire. Par ailleurs, nous avons également une sonde Téléray installée dans l’environnement proche de chaque installation nucléaire, à 1 kilomètre sous les vents dominants.

L’implantation des sondes Téléray autour des installations nucléaires va donc se densifier. Plus précisément dans la zone qui se situe entre 10 et 30 kilomètres autour de l’installation. Pourquoi ne commencer qu’à 10 km ? Parce que dans la zone entre 0 et 10 km, ce sont les exploitants nucléaires qui ont l’obligation d’installer un certain nombre de sondes de mesure du débit de dose.

La salle de pilotage de la télésurveillance est située au Vésinet. Nos sondes y sont supervisées en temps réel. Il en va de même avec les sondes EDF dont les mesures nous sont également accessibles en temps réel.

Si une sonde tombe en panne, quel est le temps moyen mis pour la remplacer ?

C’est variable. Le premier niveau d’intervention est notre correspondant local à qui l’on va demander de faire quelques vérifications techniques. Ensuite, si cela est nécessaire, nos techniciens vont se déplacer pour remplacer ou réparer la sonde défectueuse. Si c’est une simple réparation, cela peut être très rapide. Le remplacement d’une sonde demande par contre plus de temps et peut être programmé à plus ou moins longue échéance, en fonction de son emplacement, de sa criticité, etc.

Durant la semaine qui a suivi la catastrophe de Fukushima, nous avions des sondes qui étaient défaillantes dans les DOM-TOM. Ces sondes ont toutes été réparées dans la semaine qui a suivi.

Quels sont les sites français dont la radioactivité naturelle est la plus importante ?

Certaines roches contiennent naturellement plus d’uranium, de thorium ou de potassium que d’autres. C’est le cas des Alpes, du Massif Central, de la Bretagne et de la Corse. Le niveau de radioactivité naturelle y est supérieur à celui qu’on pourrait trouver dans le bassin parisien par exemple. Le« bruit de fond » va se situer entre 150 et 180 nanosieverts par heure, alors qu’il sera de 60 à Paris.

De même, certaines sondes situées sur des sommets connaissent des records. Celle de l’Aiguille du Midi tourne en général entre 300 et 350 nanosieverts par heure.

Comment le public a-t-il accès aux données enregistrées par les sondes ?

Sur le site Internet de l’IRSN, vous cliquez sur l’onglet « Portail de la surveillance de la radioactivité dans l’environnement » ou vous entrez dans le navigateur de recherche l’adresse « sws.irsn.fr » qui vous amène sur une carte de France avec des points. Après avoir sélectionné « sondes du réseau Téléray », vous pouvez cliquer sur l’un des points pour avoir la chronique des mesures enregistrées sur cette sonde. Le site est mis à jour quotidiennement avec les données de la veille.

Lors de Fukushima, nous avions mis en ligne des valeurs rafraîchies plus rapidement que le lendemain pour les données de la veille. Aussi, nous avions dû ouvrir un site spécifique, le site habituel était victime d’une trop forte affluence.

Par ailleurs, il existe un autre site, celui du « Réseau National de Mesure de la Radioactivité dans l’Environnement ». Il rassemble non seulement les mesures de l’IRSN mais aussi les mesures d’autres acteurs du nucléaire, comme les exploitants ou des associations. Sur ce site, vous pouvez comparer les mesures d’EDF avec celles de l’IRSN, etc. C’est un site pluraliste, mais qui n’est mis à jour que mensuellement.

En Europe, je ne connais pas d’autre site équivalent au nôtre. Aux États Unis, non plus.

D’une certaine façon, nous payons encore la catastrophe de Tchernobyl dont ont découlé des incompréhensions entre le public et les autorités françaises. Il s’est créé un manque de confiance qui, nous l’espérons, va s’estomper avec le temps…

Vous parliez d’augmenter la densité du réseau Téléray, avez-vous d’autres projets en cours ?

Oui. Depuis 4, 5 ans, nous nous attelons à revisiter notre stratégie de surveillance de l’environnement. Celle-ci avait été mise en place après les tirs atmosphériques d’armes nucléaires dans les années 60 à 80. Les niveaux de radioactivité dans l’air étaient alors beaucoup plus importants que ceux d’aujourd’hui. Il y avait également le fait que ces équipements commençaient sérieusement à vieillir.

Le niveau de radioactivité étant moindre aujourd’hui, les équipements doivent être de plus en plus perfectionnés. Concernant les analyses en laboratoire, il faut également des appareils de mesure de la radioactivité plus puissants, capables de détecter des traces de radioactivité dans l’environnement.

Les gens ne se satisfont pas d’entendre « il n’y pas de danger sanitaire ». Ils veulent une valeur chiffrée de ce que représente la radioactivité artificielle. Cela pose donc le défi technique de trouver des moyens pour ne pas être en dessous de la limite de détection des appareils.

Par ailleurs, nous avons également le projet de changer un autre dispositif fixe que sont les cabines de prélèvement d’aérosols sur des filtres. Ces cabines vont être rénovées à partir de 2012 avec des appareils de nouvelle génération, dont le débit d’aspiration est plus important.

Propos recueillis par Carole Hamon

Nathalie Chaptal Gradoz est chef adjointe du Service d’Etude et de Surveillance de la Radioactivité dans l’Environnement (SESURE) à l’IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire).

Pour aller plus loin :

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Un échantillon radioactif émet des radiations α ou β, c’est à dire qu’il émet des noyaux d’hélium (radiations α) ou des électrons (radiations β) à très grande vitesse. Les noyaux α sont « gros ». Ils provoquent de nombreux dégâts (comme un chien dans un jeu de quille) dans leur environnement mais sont facilement arrêtés : une simple feuille de carton suffit à les arrêter. Les électrons sont beaucoup plus petits et peuvent pénétrer très loin dans la matière (plusieurs mètres d’air, plusieurs centimètres de tissu vivant, ou plusieurs millimètres d’aluminium). Dans tous les cas, lorsqu’ils sont arrêtés par de la matière ils transmettent leur énergie à leur environnement. Lorsque ces projectiles frappent des êtres vivants, ils endommagent les molécules au cœur même de la cellule et cela peut avoir une influence sur son fonctionnement.

Il existe également les rayonnements ionisants X ou γ qui sont des rayonnements électromagnétiques (comme la lumière mais très énergétique et invisible à l’oeil) susceptibles d’arracher des électrons aux atomes et modifiant, une fois encore, la structure des molécules.

Les conséquences de ces modifications moléculaires au sein d’un environnement biologique (la cellule) sont multiples et dépendent de très nombreux facteurs. La dynamique cellulaire est susceptible d’éliminer les molécules modifiées (un peu à la manière d’un écosystème qui se régénère suite à une pollution), de sorte que le fonctionnement de la cellule n’est pas affecté. Il se peut également que le fonctionnement de la molécule soit perturbé et cela induit divers symptômes. On distingue deux types d’effets de la radioactivité sur un organisme vivant selon la dose auquel l’organisme a été soumis : les effets à court terme dans le cas des contamination intense et les effets à long terme dans le cas des contaminations diffuse (faible exposition mais en plusieurs fois).

Les premiers effets sont bien connus puisqu’ils ont pu être étudiés in situ lors d’explosions nucléaires ou dans l’industrie nucléaire. Les seconds sont plus difficiles à étudier car il faut un suivi des personnes exposées sur plusieurs années. D’autre part, nous sommes soumis à de la radioactivité naturelle en permanence et il est difficile de distinguer les différents facteurs inducteurs de pathologies.

figure : Dommages infligés à l’ADN par des rayonnements © UCAR University of Michigan

Les effets immédiats relèvent d’une forme d’empoisonnement à la radioactivité, c’est à dire que les symptômes observés dépendent de la dose reçue par la personne. Contrairement à l’activité radioactive d’une source qui est facile à mesurer, la dose reçue est plus difficile à quantifier. La mesure physique se fait en Gray qui sont des joules par kilogramme. Il s’agit donc d’une mesure de l’énergie reçue par unité de masse. Cette unité n’est pas très pertinente pour mesurer les conséquences biologiques d’une exposition à la radioactivité car de nombreux paramètres entrent en jeu : nature du rayonnement (α, β, γ ou X), nature des tissus exposés, etc. Deux nouvelles grandeurs ont donc été inventées pour « lisser » tout cela : la dose équivalente et la dose efficace. La dose équivalente prend en compte la nature du rayonnement (la radioactivité α a plus de conséquences que la β par exemple, rappelez-vous : les particules α sont grosses et font beaucoup de dégât). La dose efficace prend également en compte la nature des tissus affectés.

La différence est de taille entre ces deux grandeurs : pour une même dose d’exposition aux particules α, une ingestion de poussières radioactives a des conséquences désastreuses pour l’organisme alors qu’une exposition extérieure (par la peau) a de faibles conséquences puisqu’une fraction de millimètres de tissus humaines suffisent à arrêter le rayonnement. Cependant, nous n’allons pas rentrer dans ces considérations et nous allons explorer les effets de la radioactivité en supposant que c’est l’ensemble de l’organisme qui est exposé aux radiations. L’unité dans lequel s’exprime ces grandeurs est le Sievert (Sv) (on utilisait autrefois le rem : 1 Sv=100 rem) :

Pour une dose de 1 Sv à 2 Sv reçue en une seule fois, des effets commencent à être ressenti : nausées, perte des cheveux mais ceux-ci disparaissent quelques temps après l’exposition et aucune maladie à court terme n’est développée. Ces symptômes sont bien connues des personnes qui suivent une radiothérapie.

• A partir de 3 Sv, le risque de mortalité est de 50 % dans les 60 jours (cela veut dire que la moitié des personnes qui ont été soumises à de telles radiations sont mortes dans les 60 jours). Cete dose est connue dans le monde médicale sous la dénomination DL50 (Dose létale 50 : 50 % des sujets exposés à cette dose de substances toxique sont décédées).
• Au-delà de 10 Sv, les dommages sont irréversibles avec paralysie dans les heures qui suivent l’exposition et des chances de survie infimes.

Dans notre environnement quotidien, nous ne sommes jamais exposés à de telles doses (voir la carte ci-dessous). La radioactivité ambiante en France est telle que la dose reçue annuellement est en moyenne de 3 à 4 millièmes de Sv. Cette valeur est une moyenne qui prend en compte par ordre d’importance le Radon, gaz radioactif d’origine naturelle issu de la désintégration de l’uranium présent dans la croûte terrestre (40%), la médecine nucléaire (30%), la radioactivité naturelle de la terre (10%), les rayonnements cosmiques (10%) et notre propre radioactivité interne liée au potassium 40 et au carbone 14 (10%). Les effets à court terme de la radioactivité ne sont donc observés que dans des cas extrêmes : radiothérapie, accidents nucléaires (du type Tchernobyl) et explosions militaires. La carte ci-dessous montre la radioactivité naturelle d’origine tellurique (provenant de la terre) en mSv/an :

Par Cédric Lémery

Sources : http://lewebpedagogique.com/physique/about/

La décision allemande de renoncer au nucléaire d’ici 2021 réjouit, bien entendu, les Grünen et la majorité des Verts Français. Elle doit réjouir aussi, sans nul doute les producteurs de gaz. En effet, la question du remplacement des réacteurs nucléaires n’est guère abordée par nos amis allemands. Tout le monde convient qu’à l’heure actuelle la seule énergie compétitive avec l’énergie nucléaire est celle faisant appel aux combustibles fossiles, charbon et gaz. Les effets d’annonce concernant le recours à des énergies renouvelables ou à des économies d’énergie jouent, en fait, le rôle de cache-sexe. Si les allemands avaient cru sérieusement à la possibilité de se passer du nucléaire sans recourir aux énergies fossiles, il leur aurait été possible de s’engager à ne remplacer en aucun cas les centrales nucléaires par des centrales à combustible fossile. Alors, oui, on aurait pu se réjouir sans arrière pensée. La décision allemande, en réalité, consiste à faire le choix des combustibles fossiles de préférence au nucléaire. Ce choix est il de nature à réjouir ceux qui ont pour souci l’avenir de notre planète ?

Il faut donc comparer les inconvénients du nucléaire et ceux des combustibles fossiles producteurs de gaz à effet de serre.

Les dangers du nucléaire

Ceux du nucléaire sont bien connus : risques d’accident grave, irradiation diffuse, risques liés à la gestion des déchets, risques de prolifération. Si ces risques existent bien, ils sont, en général, largement grossis par les opposants systématiques au nucléaire et suscitent des réactions de peur tout à fait disproportionnées dans une large part de la population, ceux-là utilisant sans vergogne celles-ci. Il est, bien sûr, hors de question de les étudier en détail ici, mais quelques réflexions permettant de les remettre à leur vraie place me semblent utiles. Rappelons, tout d’abord, que nous baignons tous dans une radioactivité naturelle dont l’intensité varie de plus d’un facteur 5 d’un endroit de la planète à un autre. Aucun effet nocif de la radioactivité naturelle n’a jamais pu être démontré. C’est grâce à l’existence de cette radioactivité naturelle (qui a les mêmes caractéristiques que la radioactivité artificielle), que l’industrie nucléaire a été une des premières à pouvoir mettre en oeuvre le principe de précaution : en limitant le surcroît d’irradiation dû aux activités humaines à une fraction de la radioactivité naturelle, on peut être sûr que l’effet sur la santé du public sera négligeable.

Ceux qui affirment que toute dose de radiation, aussi faible soit-elle, est dangereuse pour la santé sont soit menteurs, soit ignorants, et, par là même, manipulés. Pour fixer les idées sur la dangerosité des radiations et sur la signification des normes d’exposition considérées comme acceptables, les tableaux suivants comparent les risques dûs à l’irradiation à ceux entraînés par la consommation de tabac. Rappelons que le tabac cause environ 60000 décès chaque année en France et que les Français fument environ 5 milliards de paquets de cigarettes annuellement. On peut donc estimer que la probabilité d’un décès prématuré, essentiellement par cancer, due à la consommation de tabac est de l’ordre de 10-5 par paquet de cigarette. En ce qui concerne les effets des radiations la Commission Internationale de Protection contre les Radiations retient un taux de 4 x 10-2 par Sievert pour la probabilité d’induction dun cancer mortel. La comparaison entre radiations et fumée de cigarette est pertinente puisque, dans les deux cas, l’effet principal sur la santé est un accroissement de l’incidence des cancers.

• Comparaison de certaines expositions aux radiations aux effets de la fumée de cigarettes (tableau1) :

• Comparaison des doses admissibles d’irradiation aux effets de la fumée de cigarettes (tableau2) :

L’équivalence présentée dans les tableaux 1 et 2 permet de souligner, une fois encore, le fait que l’application sans précaution de la relation linéaire entre doses et effets à des évaluations de nombre de décès dûs aux radiations à faibles doses heurte le bon sens : on considérerait, en effet, qu’il serait équivalent qu’un seul individu fume dix mille paquets de cigarettes ou que dix mille individus fument chacun un paquet ! Muni de cette équivalence, il est possible de mieux apprécier la nature des problèmes posés par l’énergie nucléaire.

Les risques d’accident grave

Deux accidents graves servent, actuellement de référence : Three Miles Island (TMI) et, surtout, Tchernobyl. Dans le premier cas on n’a à déplorer aucun décès. Deux opérateurs ont été significativement irradiés. Aucune irradiation du public n’a eu lieu. Malgré cela, et pour diverses raisons qu’il serait trop long d’expliciter ici, TMI a marqué la fin de la mise en chantier de nouveaux réacteurs aux USA. L’accident de TMI a créé une véritable panique aux USA, entraînant, entre autres conséquences, la perte de confiance vis à vis des experts nucléaires. L’absence de victimes n’a eu, à cet égard, aucune conséquence. Dune certaine façon on peut dire qu’après TMI l’approche du nucléaire est devenue complètement irrationnelle, la peur du nucléaire (paradoxalement c’est uniquement le nucléaire civil qui semble faire peur) prenant la place de l’ancestrale peur du loup.

La catastrophe de Tchernobyl a eu, bien sûr, une toute autre ampleur que TMI. Le bilan sanitaire reconnu, 15 ans après la catastrophe, s’établissait à 35 morts parmi les « liquidateurs » au moment ou peu de temps après l’accident et à 1 500 cancers de la thyroïde, essentiellement parmi les enfants. Parmi ces cancers trois s’étaient avérés mortels. Les cancers de la thyroïde ont été facilement attribués à l’irradiation par l’iode 131 qui se fixe préférentiellement sur cet organe et a une durée de vie de huit jours, car les cancers de la thyroïde sont normalement très rares chez les enfants. Les autres types de cancers sont beaucoup plus difficiles à attribuer spécifiquement à Tchernobyl car ils ne peuvent apparaître que comme une faible augmentation comprise entre 0 et 3% du nombre total de cancers apparaissant « normalement ». Environ 5 millions de personnes en Ukraine et Biélorussie vivent dans un fond de radiation plusieurs fois plus élevé que ne l’était celui dû à la radioactivité naturelle avant la catastrophe. Cette radioactivité supplémentaire est due au Cesium 137 dont la durée de vie est de trente ans. Sur une telle population le nombre attendu de cancers mortels se déclarant chaque année est de l’ordre de 20000, alors que le surcroît dû à Tchernobyl serait, au maximum, en utilisant la relation linéaire entre dose et effet, de l’ordre de 500 par an. Pour l’instant aucune augmentation significative n’a été observée. Bien qu’étant lourd ce bilan est très inférieur aux 200 000 à 500 000 morts que certains prophètes de malheur s’étaient plu à prophétiser. Ces mêmes prophètes ou leurs émules ont, récemment, fait valoir que 15 000 morts auraient été décomptés parmi les « liquidateurs », recevant, en l’occurrence, une confirmation de la bouche du Ministre Russe des catastrophes. Il se trouve que les tables de mortalité utilisées par les actuaires prévoient que 15 000 décès devraient être observés en 15 ans dans une population de 250 000 personnes âgées de 20 à 30 ans, représentative de celle des liquidateurs. Le nombre total de liquidateurs ayant été de 600 000, on voit que l’annonce de 15 000 décès parmi eux depuis 15 ans n’a pas grande signification, en l’absence de données plus précises sur la population concernée et les causes des décès. En toute hypothèse les conséquences de Tchernobyl pour les Ukrainiens et les Biélorusses seront bien inférieures à celles dues à la tabagie et à l’alcoolisme. La catastrophe de Tchernobyl est considérée comme l’archétype de la plus grave catastrophe du nucléaire civil envisageable. Les experts de la sûreté nucléaire considèrent que la probabilité pour qu’une catastrophe de cette ampleur puisse se produire avec les réacteurs de type occidental est de l’ordre de un millionième par réacteur et par année de fonctionnement. Pour la France, cela signifierait qu’un tel événement pourrait se produire tous les 20 000 ans. D’autres types d’accidents susceptibles de provoquer davantage de victimes (rupture de barrage, explosion d’un méthanier, incendie ou explosion chimique, chute de météorite, tempête tropicale, chute d’avion gros porteur, etc…) ont une bien plus grande probabilité de se produire. De même qu’une catastrophe nucléaire, tous ces accidents auraient des conséquences locales et(ou) régionales, mais, en aucun cas (à l’exception de la chute d’un très gros météorite), globale. En aucun cas la biosphère ne serait menacée, ni même aucune espèce particulière.

Les déchets nucléaires

Il est coutumier de faire de la question des déchets nucléaires la raison majeure militant en faveur de l’abandon du nucléaire civil. On insiste sur la longue durée de vie de ces déchets en oubliant de dire que, contrairement aux déchets chimiques, la dangerosité des déchets nucléaires est inversement proportionnelle à leur durée de vie : plus un noyau a une grande durée de vie, moins nombreuses sont ses désintégrations par unité de temps. Un exemple très éclairant est donné par la comparaison entre deux types d’iode radioactive : l’iode 131 (responsable des cancers de la thyroïde de Tchernobyl) dont la durée de vie est de huit jours environ, et l’iode 129 dont la durée de vie est d’environ 15 millions d’années. Cette grande différence de durée de vie fait que l’iode 129 est près d’un milliard de fois moins dangereux que l’iode 131. L’iode 129 est le déchet nucléaire dont la durée de vie est la plus longue. Il est produit par la fission de l’Uranium 235 qui a, lui, une durée de vie de 700 millions d’années. Pour 1000 noyaux de ce dernier qui fissionnent, seulement 3 noyaux d’iode sont produits. La « dangerosité » de l’iode 129 est donc du même ordre que celle du noyau d’Uranium 235 dont il est issu. D’une façon générale la fission réduit le nombre de noyaux radioactifs de grande durée de vie. Il est vrai que, dans les premiers milliers d’année, la « dangerosité » des déchets nucléaires est plus grande que celle des noyaux qui ont fissionné.

Jusqu’à quel point la radioactivité générée par ces déchets présente-t-elle un risque pour la biosphère ? A court terme la radioactivité des déchets nucléaires est bien confinée et sous contrôle, au point que les conséquences pour la santé des déchets stockés est extrêmement faible sinon nulle. La sûreté des stockages profonds ne pourrait, à l’évidence, qu’être bien meilleure encore que celle des stockages en surface ou sub-surface. On s’accorde, généralement, pour considérer que la radioactivité resterait confinée pendant au moins mille ans dans ces stockages profonds. Ceux-ci étant situés à des profondeurs de 500 à mille mètres, on peut comparer la radioactivité susceptible d’être déconfinée au bout de mille ans à celle des premiers mille mètres de la croûte terrestre. On trouve, ainsi (en l’absence de retraitement et d’incinération des déchets qui pourraient réduire leur dangerosité par un facteur 100), dans le cas de la France , que la radioactivité correspondant à 100 ans de production par 100 réacteurs (actuellement il y en a 57 en service en France) serait inférieure à un pour cent de la radioactivité naturelle de la croûte.

On voit donc que le stockage profond ne présente aucun danger dans le court et moyen terme (sauf accident de transport éventuel) pour les riverains, et que sur le long terme il ne constitue pas de risque au niveau global de la biosphère. Des risques locaux pourraient exister en admettant une intrusion fortuite dans un site particulier, par un forage, par exemple. Il faut remarquer que la grande durée de vie des déchets subsistant à l’horizon du millénaire fait que, dans le cas d’un déconfinement, ils se disperseront dans la biosphère avant de se désintégrer, ce qui devrait limiter les risques locaux. En conclusion on retrouve, en moins grave toutefois, les caractéristiques des accidents nucléaires en ce qui concerne le caractère local et, à la limite régional, des risques encourus et l’absence de conséquences au niveau global. La différence réside dans l’échelle de temps, et, là encore, un grain de bon sens tendrait à faire croire que, toutes choses étant égales par ailleurs, un danger se concrétisant éventuellement dans mille ou dix mille ans est préférable à un danger qui menace dès aujourd’hui ou dans le prochain siècle.

La question du traitement des déchets nucléaires illustre les incohérences et(ou) la mauvaise foi de la majorité des opposants au nucléaire. Tout d’abord il faut rappeler que, quoi qu’il arrive, il faudra bien trouver une solution raisonnable à la gestion des 200000 tonnes de combustibles irradiés qui auront été produits d’ici 2010, et ceci même en cas de sortie généralisée du nucléaire. Quelle est donc la solution à ce problème proposée par les partisans de la sortie du nucléaire ? Il est reconnu que les seules solutions possibles sont la transmutation des déchets dans des réacteurs nucléaires, éventuellement d’un type nouveau et (ou) l’enfouissement en site profond. Le stockage en surface ou sub-surface ne peut qu’être une solution d’attente. La transmutation exige le retraitement et l’irradiation en réacteur. Les opposants au nucléaire refusent la mise en oeuvre de ces procédés en exigeant l’arrêt des usines de retraitement et celui des réacteurs. Exit donc, selon eux, la possibilité de la transmutation. Il est d’ailleurs piquant de constater que les mêmes réclament, à juste titre, le tri sélectif de tous les déchets autres que nucléaires. Où est la logique ici ? La seule solution reste donc l’enfouissement en profondeur. Mais, nos opposants refusent, également et bruyamment, la réalisation des laboratoires souterrains qui devraient permettre la définition des meilleurs sites. Que faire alors, si ce n’est attendre un miracle ? Ou bien serait-ce que le sort des déchets n’intéresse les opposants au nucléaire que dans la mesure où il permet d’affoler les populations ?

Les dangers de prolifération

Les matériaux de base utilisés pour la fabrication de l’explosif nucléaire sont l’Uranium 235 et le Plutonium 239. L’Uranium 235 est présent dans l’Uranium naturel dans la proportion de 0.7%, alors qu’une concentration en cet isotope de plus de 90% est nécessaire pour la fabrication d’une bombe. Il s’en suit qu’il est nécessaire de procéder à une opération d’enrichissement isotopique. Jusque dans les années 70 deux techniques lourdes, onéreuses et grandes consommatrices de courant étaient utilisées : la séparation électromagnétique et la séparation par diffusion gazeuse. Désormais deux nouvelles techniques plus légères et plus discrètes sont devenues accessibles : la séparation par centrifugation gazeuse et la séparation par laser. En utilisant ces différentes méthodes, tout pays disposant des compétences humaines et d’un minimum de moyens est en mesure de produire suffisamment d’Uranium 235 hautement enrichi pour fabriquer plusieurs bombes. C’est ce qu’a fait le Pakistan récemment et ce que l’Irak était en train de faire. L’Irak ne possédait pas de réacteur. Le Pakistan possédait un réacteur de puissance de type canadien, mais n’utilisa pas ce réacteur pour produire la matière fissile nécessaire à ses premières bombes.

L’autre matériau fissile , le Plutonium 239, est produit dans des réacteurs. Tous les réacteurs fonctionnant avec de l’Uranium, naturel ou faiblement enrichi, produisent donc du Plutonium qu’il est relativement aisé d’extraire par des méthodes chimiques. En réalité, aucune des puissances nucléaires militaires n’est parvenue à ce stade en utilisant des réacteurs construits pour la production d’électricité. La démarche nucléaire civil vers nucléaire militaire ne s’est, donc, pas, à ma connaissance, produite. Au contraire, la démarche inverse du militaire vers le civil a été fréquente et explique certaines caractéristiques de l’industrie nucléaire civile qui ne se seraient peut être pas imposées sans cela : par exemple l’utilisation de l’Uranium enrichi dans les réacteurs à eau. Il est vrai, aussi, que des puissances nucléaires militaires ou ayant la volonté de le devenir ont géré des réacteurs de puissance pour en extraire du Plutonium de bonne qualité militaire. Ce fut le cas de la France avec les réacteurs graphite-gaz, et de l’Union Soviétique avec les réacteurs RMBK (type de Tchernobyl). En réalité il apparaît que les états désirant s’équiper de réacteurs de puissance commerciaux sont amenés à signer le traité de non-prolifération, et par là renoncent à la réalisation d’un armement nucléaire.

On voit donc qu’en ce qui concerne les États, les craintes de voir des centrales nucléaires civiles détournées à des fins militaires se sont avérées vaines, jusqu’à présent. Les États ayant décidé d’acquérir un armement nucléaire ont pu le faire s’ils possédaient les compétences humaines (physiciens, ingénieurs) et les moyens matériels pour le faire. En ce qui concerne des groupes terroristes qui voudraient pratiquer le chantage nucléaire, il est à craindre que l’effondrement de l’Union Soviétique leur ait déjà, malheureusement, donné les moyens de s’équiper.

En réalité, si l’on veut sérieusement éviter une conflagration nucléaire dont les conséquences éventuelles seraient sans commune mesure avec Tchernobyl, il faut s’attaquer fermement et fortement à l’armement nucléaire et l’on aimerait voir les anti-nucléaires montrer ne serait-ce qu’autant d’ardeur dans un combat contre les armements nucléaires des grandes puissances que contre l’industrie nucléaire civile ! Il est vrai que s’attaquer au lobby militaro-industriel est autrement difficile que de s’attaquer à un lobby nucléaire civil dont on aimerait savoir de qui et de quoi il se compose. D’ailleurs, comme nous allons le voir maintenant les « Verts » sont étrangement discrets à l’égard des vrais lobbys puissants comme celui des pétroliers.

Par P.T

Sources : CNRS, LSPC

Les organismes humains sont soumis en permanence aux rayonnements ionisants. Ces expositions peuvent être d’origine naturelle, par inhalation de radon par exemple, médicales à des fins de diagnostic ou à visée thérapeutique, ou encore industrielles lors de rejets contrôlés de radionucléides dans l’environnement. Ces situations conduisent en général à des expositions à des doses faibles de rayonnement, décrites par l’UNSCEAR comme étant peu nocives pour la santé humaine. Par opposition à ces situations, des évènements accidentels peuvent conduire à une surexposition d’un nombre variable de personnes. Le suivi des personnes exposées est très informatif et a permis d’accroître les connaissances dans le domaine des effets sanitaires des rayonnements ionisants. Le texte présenté ci-après décrit quelques cas d’irradiations et de contaminations accidentelles et tente de mettre en lumière les enseignements tirés de ces expositions. L’objet de cet article n’est pas de traiter des dysfonctionnements humains ou techniques ayant conduit à de tels évènements, mais de s’arrêter sur l’apport de ces accidents à la connaissance générale des effets sanitaires des rayonnements ionisants et au développement de nouvelles thérapeutiques. Quelques exemples significatifs ont été sélectionnés, représentatifs de situations d’exposition accidentelle, professionnelle ou d’origine environnementale. À la fin de ce document, une attention particulière est portée au débat relatif aux effets des expositions à des faibles doses de rayonnements ionisants, dont l’issue pourrait éventuellement conduire à s’interroger sur la validité de certains concepts du système de radioprotection.

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