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Ministère de la Transition
écologique et solidaire

Commissariat général au Développement durable

OBSERVATION ET STATISTIQUES

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La radioactivité des sols

La radioactivité peut être d’origine naturelle (rayonnements cosmiques, type de roches) ou artificielle. Les sols peuvent hériter des radio-isotopes de la roche dont ils sont dérivés ou subir une contamination radioactive. Ils peuvent constituer pour l’homme et l’environnement une barrière atténuant les effets de la radioactivité ou, au contraire, devenir des sources de pollution radioactive aux effets dommageables pour les êtres vivants.

Le césium 137 présent dans l’environnement français a deux origines principales : les retombées des essais atmosphériques d’armes nucléaires effectués entre 1945 et 1980, auxquelles se sont ajoutés en mai 1986, les dépôts consécutifs à l’accident de Tchernobyl. Ces deux origines font du césium 137 (137Cs) le radionucléide artificiel le plus abondant et dont la répartition est la plus hétérogène. Jusqu’au début des années 1990, le milieu atmosphérique constituait le réservoir principal de 137Cs. Après dépôt progressif, le sol est devenu aujourd’hui le réservoir principal pour ce radio-isotope, qui peut être remobilisé sous l’effet de l’érosion.

Note : La demi-vie du 137Cs est de 30 ans, c’est-à-dire qu’il perd la moitié de son activité au bout de 30 ans. Cette carte intègre les retombées des essais d’armes nucléaires dans l’atmosphère et celles de l’accident de Tchernobyl (26 avril 1986). Le becquerel est une unité de mesure de la radioactivité qui correspond à une désintégration par seconde.

Avant l’accident de Tchernobyl (avril 1986), le dépôt de 137Cs dans les sols de France était estimé entre 2 500 et 5 000 Bq/m². Après l’accident, les dépôts les plus importants ont été mesurés sur le tiers Est (> 10 000 Bq (Becquerel) par m², trois à quatre fois plus localement) et les plus faibles à l’ouest (< 4 000 Bq/m²). Aujourd’hui, le 137Cs mesuré dans l’Est provient surtout des dépôts de mai 1986, tandis qu’il est attribuable aux essais nucléaires dans l’Ouest (monts d’Arrée, Montagne noire, pied des Pyrénées). Il est difficile de déceler la part issue des rejets des installations nucléaires, masquées par la rémanence des essais et de l’accident de Tchernobyl. Si l’activité volumique du 137Cs dans l’air a augmenté suite à l’accident de Fukushima en mars 2011 (de l’ordre de 0,001 Bq/m3), elle est revenue à son niveau antérieur en moins de 6 mois.

Le césium est un contaminant durable des milieux. Le césium est en général considéré comme très peu mobile dans la majorité des sols. Après dépôt sur le sol, il est en effet rapidement adsorbé par les minéraux argileux. En condition acide, il peut passer dans la phase liquide du sol et devenir assimilable par les organismes vivants, notamment par la végétation. Il y a alors risque d’accumulation et de concentration de polluants radioactifs pour les organismes vivants. Cependant, il semble, d’après des mesures de terrain, que la biodisponibilité du césium 137 diminue au cours des années. Les champignons font partie des rares denrées produites en France dans lesquelles le 137Cs issu des retombées anciennes est encore très régulièrement mesurable.

Activités en 137Cs mesurées dans les champignons ramassés en 2010

Département
Espèce
Activité massique en 137Cs
(en Bq/kg frais)

Bas-RhinBolet    28,8 ± 2,5
Corse du sudChampignon
(espèce non identifiée)
1,91 ± 0,37
DoubsChanterelle13,9 ± 1,7
Drome

Bolet3,71 ± 0,43
Lactaire sanguin121 ± 10
Haute-CorseAmanite rougissante0,23 ± 0,06
Haut-Rhin

Cèpe de Bordeaux8,1 ± 1
Trompette de la mort1,18 ± 0,21
Meurthe et Moselle

Plutée du cerf< 0,1
Lactaire délicieux
ou sanguin
0,24 ± 0,09
Puy-de-DômeLactaire3,5 ± 0,34
RhôneTrompette de la mort0,37 ± 0,1
VaucluseGirolle6,1 ± 0,6

Source : IRSN, 2013.

Fixé sur les matières organiques ou minérales, le césium peut aussi migrer en profondeur avec l’eau de pluie s’infiltrant dans le sol et contaminer les eaux. La vitesse de migration (moyenne : 0,1 à 1 cm/an) dépend de la nature des sols : elle est plus rapide dans un sol sableux. Le césium 137 migre aussi le long des pentes sous l’effet de l’érosion : son activité est plus élevée en zone plane que sur les pentes favorables au ruissellement.

De 1966 à 1996, les essais nucléaires réalisés par la France en Polynésie française (Pacifique Sud) ont libérés un grand nombre de radionucléides différents dans l'environnement. Les essais atmosphériques jusqu’en 1974, ont cependant dispersé au cours du temps des radionucléides de périodes radioactives plus longues dans la troposphère, les eaux de mer et les sédiments du lagon. À la fin de ces essais, deux zones de l’atoll de Mururoa affichaient des activités résiduelles en plutonium (nord et ouest de l’atoll), tandis que les sols de l’atoll de Fangataufa gardaient la trace de césium 137 (nord-est de l'atoll). De période radioactive majoritairement courte, les radionucléides disparaissaient rapidement. L’activité de la majorité des radionucléides à vie moyenne est actuellement difficilement quantifiable dans les végétaux terrestres. Pour les radionucléides de période plus longue, comme le 137Cs (30 ans), le sol a joué le rôle d'un réservoir à partir duquel ils pouvaient intégrer les végétaux par transferts racinaires et donc la chaîne alimentaire. Aujourd'hui, les niveaux de ces radionucléides dans les végétaux sont à l’état de traces pour l'ensemble des îles polynésiennes.

Après 1974, 137 essais souterrains ont été réalisés par forage dans la couronne corallienne, puis sous le lagon pour éviter les retombées sur la Polynésie. Les essais ont été pratiqués dans des puits forés dans le socle basaltique des anciens volcans (entre 400 et 1 200 m de profondeur), dont la résistance géologique assure un bon confinement des matières nucléaires emprisonnées par vitrification après l’explosion nucléaire.

Les émissions radioactives naturelles sont également une préoccupation sanitaire. Le radon 222, gaz radioactif omniprésent à la surface de la Terre, se forme lors de la désintégration de l’uranium, du radium et du thorium naturellement présents dans les sols et dans les roches granitiques, gneissiques ou volcaniques acides. En raison de sa période radioactive suffisamment longue (3,8 jours), le radon migre dans les sols depuis la roche qui lui a donné naissance jusqu’à l’atmosphère. Ce radionucléide peut ainsi s’accumuler dans des espaces confinés tels que les caves des habitations et les mines souterraines et constitue un risque important pour l’homme. En se désintégrant, le radon forme en effet des éléments radioactifs (particules alpha, bismuth, plomb, polonium etc.) capables de se fixer sur les aérosols de l’air. Une fois inhalés, ces éléments peuvent alors se déposer le long des voies respiratoires et les irradier. Depuis 1987, le radon est classé comme cancérigène certain pour le poumon par le Centre international de recherche sur le cancer.

Les formations géologiques naturellement les plus riches en uranium, comme les grands massifs granitiques (Massif armoricain, Massif central, Corse, Vosges, etc.) sont les plus concernées. L’affinité de l’uranium pour la matière organique explique par ailleurs sa concentration dans les formations sédimentaires, comme certains grès et schistes noirs. Les émissions radioactives de radon sont ainsi cinq à vingt fois plus élevées dans les massifs granitiques que sur des terrains sédimentaires.

Le sol est en général la cause principale de la présence de radon dans l’air intérieur des bâtiments. La concentration du radon dans le sol, la perméabilité et l’humidité de celui-ci, mais aussi la présence de fissures ou de fractures dans la roche sous-jacente jouent un rôle important. La migration du radon libéré dans l’espace poreux est maximale dans des roches grenues (comme le granite), fissurées et humides.


Voir aussi...

  • www.asn.fr/ (Autorité de sûreté nucléaire – ASN)
    Rubrique > Professionnels > Agréments, contrôles et mesures > Le radon
  • http://www.brgm.fr/ (Bureau de recherches géologiques et minières - BRGM)
    Rubrique > Médiathèque > Journaux / revues > Géosciences n°5 : Géosciences et santé > Article de la revue « Le radon dans les bâtiments, B. Collignan »
    Rubrique > Données > Accéder aux données
  • http://www.cea.fr/ (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives – CEA)
    Rubrique > Défense > Direction des applications militaires > Les dossiers > Mars 2007 : Les essais nucléaires en Polynésie française
  • http://www.irsn.org (Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire - IRSN)
    Rubrique > Base de Connaissances > Surveillance de l'environnement > Expertises environnementales liées à des phénomènes naturels > Le radon
    Rubrique > Base de Connaissances > Surveillance de l'environnement > Expertises environnementales liées à des phénomènes naturels > Connaître le potentiel radon de ma commune
    Rubrique > Base de Connaissances > Surveillance de l'environnement > Site de restitution des données des réseaux de surveillance de l’IRSN
    Rubrique > La Recherche > Publications et documentation > Fiches radionucléides
  • http://www.developpement-durable.gouv.fr/ (Ministère de l'écologie, du développement durable et de l’énergie - Medde)
    Rubrique > Prévention des risques > Risques technologiques et transports de matières dangereuses > Sûreté nucléaire et radioprotection
    Rubrique > Prévention des risques > Risques technologiques et transports de matières dangereuses > Sous-sol > Mines d’Uranium > La gestion des anciens sites miniers d’uranium

Mis à jour le 13/10/2014

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