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Comparaison des modèles gaussiens de dispersion atmosphérique de Doury, Pasquill et Caire avec les résultats des mesures du Krypton 85 réalisées autour de l'usine de retraitement des combustibles irradiés de La Hague


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Michel Masson, Pierre Germain Rapport DPRE/SERNAT 2000-021

Résumé

Les modèles gaussiens de dispersion atmosphérique, classiquement utilisés sur un plan opérationnel (principalement Doury et Pasquill), ne sont essentiellement utilisables que dans le cas de rejets au sol (ou de rejets assimilables à des rejets au sol), ou encore, si le rejet se fait à grande hauteur, à des distances suffisamment éloignées de la source pour que le panache ait atteint le sol. Aussi l’IRSN a commencé, en juin 1997, une étude in situ de dispersion atmosphérique en champ proche < 4 km) autour de l'usine de retraitement des combustibles irradiés de La Hague en considérant le krypton 85 (85Kr), gaz rare inerte chimiquement, rejeté dans les effluents gazeux (cheminées de rejet de 100 m de hauteur) comme un traceur du panache. Quatorze campagnes de mesures du 85Kr ont été réalisées pour des distances comprises entre 575 m et 4500 m par rapport aux cheminées de rejet. Le but de cette note est de comparer les résultats des Coefficients de Transfert Atmosphérique (CTA) obtenus à partir des mesures de 85Kr autour de l'usine COGEMA de La Hague avec les résultats de trois modèles gaussiens de dispersion atmosphérique, Doury, Pasquill et CAIRE. Le modèle de Doury est utilisé principalement en France et le modèle de Pasquill dans le monde anglo-saxon. Le modèle CAIRE, basé sur le modèle de Pasquill, est utilisé par la Marine nationale en France. C'est un modèle de champ proche, uniquement applicable sur les deux premiers kilomètres à partir de la source. Sur l'ensemble des campagnes de mesures, on constate comme attendu que les modèles ne sont pas applicables dans le champ proche de la source. Toutefois, sauf dans deux cas, les écarts entre les résultats du modèle CAIRE et ceux des mesures sont inférieurs à un facteur 3. De cette comparaison entre les résultats des différents modèles avec les mesures de 85Kr dans l'environnement pour des situations de turbulence moyenne à forte diffusion normale pour Doury, classes C et D pour Pasquill, il apparaît clairement que le modèle CAIRE donne les meilleurs résultats à toutes les distances. Néanmoins, la validation globale de CAIRE ne pourra être réalisée qu'avec l'apport de résultats expérimentaux obtenus pour d'autres hauteurs de rejets et d'autres catégories de stabilité atmosphérique, comme la diffusion faible (turbulence faible). De futures études se dérouleront sous forme de campagnes de mesures du 85Kr, au sol et en altitude, pour plusieurs classes de stabilité de l'atmosphère et en fonction de la distance (de 200 à 4000 m) entre le point de rejet et le point de mesures. L'ensemble de ces mesures servira, dans les situations similaires à celles de La Hague, à décrire les distributions verticales et horizontales du panache puis à établir une modélisation spécifique permettant d'étendre le domaine d'application des modèles gaussiens de dispersion atmosphérique aux courtes distances en cas de rejet en hauteur.