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Modélisation d'une pollution

Les premiers résultats de Disver2010 coïncident avec la fin des mesures de la campagne 2011

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En avril dernier, une nouvelle campagne de prélèvements  d’eau de mer a été effectuée par le Laboratoire de radioécologie (LRC) de l’IRSN dans le cadre du programme Disver (Dispersion verticale des radionucléides en mer). Elle complète la campagne effectuée en octobre 2010 pour laquelle les mesures viennent de se terminer. L’objet du programme Disver est de valider les calculs d’un modèle tridimensionnel simulant la dispersion d’un panache de polluants radioactifs.

Le projet DisVer (dispersion verticale) a pour objectif principal de valider le modèle Mars, un modèle hydrodynamique de dispersion tridimensionnelle de polluants co-développé par l'Ifremer et l'IRSN. Celui-ci permet de simuler la dispersion de rejets liquides durant les minutes et les heures suivant le rejet, depuis le fond jusqu’à la surface, en fonction des courants, des marées et des vents.
La validation repose sur une série de trois campagnes (2009, 2010, 2011) de prélèvements en mer autour de l’usine de retraitement Areva de La Hague, partenaire du projet. Le tritium présent dans les rejets autorisés de l’installation est utilisé comme traceur de la dispersion du panache. Cette zone géographique se particularise par des marées de forte amplitude générant des courants intenses et complexes.
La campagne Disver11, réalisée en avril 2011, s’est effectuée sur une zone d'étude allant jusqu'à 10 kilomètres de l’émissaire, là où les profondeurs et les gradients bathymétriques sont importants (de 30 à 100 mètres de profondeur). Ainsi, à bord du bateau CNRS/INSU « Côte de la Manche », l’équipe IRSN a pu collecter 13 400 échantillons sur 10 niveaux, entre la surface et 50 mètres de profondeur, grâce à un système développé par l’IRSN.
La campagne Disver10, d’octobre 2010 s’est focalisée sur la zone à proximité de l’émissaire, entre 100 mètres et 2 kilomètres, lorsque le panache n'est pas encore homogène sur la verticale. 5600 échantillons avaient alors été collectés sur 10 niveaux, entre la surface et 30 mètres de profondeur.
Les analyses de cette campagne sont maintenant terminées et les premiers résultats montrent que le panache de radioéléments présente une grande variabilité spatiale et temporelle avec des gradients de concentration de 5 à 7000 Bq/l :

 

Premiers résultats de la campagne Disver10 (©IRSN)

Représentation des mesures de concentration du tritium (en Bq/l) selon des coupes perpendiculaires à l'axe de propagation du panache (cartouche en bas à droite). En ordonnées : la profondeur ; en abscisse : la distance à l’axe de propagation.
Chaque coupe correspond à un ensemble d’échantillons prélevés à une heure donnée.

 

Pour représenter cette variabilité, la précision des modèles devra être adaptée avec une maille de calcul élémentaire de moins de 30 mètres. Ceci implique de représenter la diffusion turbulente à cette échelle, un défi fondamental à relever pour représenter correctement l’évolution du panache. La diffusion turbulente est en effet responsable de l'étalement rapide du panache (plus de 100 mètres de large à 300 mètres de l'émissaire), de la formation de plusieurs lobes distincts et de la variabilité temporelle des structures observées (concentrations variant d'un facteur cent en dix minutes). Les mesures de 2011 viennent de débuter et devraient durer plus d'un an, 50 minutes de comptage étant nécessaires pour chaque échantillon.

Représentation des mesures de concentration du tritium (en Bq/l) selon des coupes perpendiculaires à l'axe de propagation du panache (cartouche en bas à droite). En ordonnées : la profondeur ; en abscisse : la distance à l’axe de propagation.  Chaque coupe correspond à un ensemble d’échantillons prélevés à une heure donnée. ©IRSN

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