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Interprétation phénoménologique et analytique de la relation pluie-dépôt utilisée pour la reconstitution des dépôts de 137Cs en France consécutifs à l'accident de Tchernobyl


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P. Renaud, L. Garcia-Sanchez, J.M. Métivier, L. Pourcelot, D. Champion

Rapport DEI 2005-03, november 2005

Résumé

Depuis 1999, l'IPSN puis l'IRSN ont entrepris un travail visant à mieux prendre en compte les facteurs de variabilité à l'origine de la formation des dépôts de 137Cs en France à la suite de l'accident de Tchernobyl en 1986, notamment les dépôts associés aux pluies. En effet, les travaux antérieurs, notamment ceux menés par l'IPSN à partir de l'interprétation des mesures de contamination des légumes à feuilles et du lait réalisées par le SCPRI en 1986, ne permettaient pas d'accéder à cette variabilité et ne donnait qu'une représentation moyenne par grandes zones, suffisante pour l'évaluation des doses reçues par la population en général. Ces travaux ont conduit l'IRSN à présenter en 2003 une reconstitution cartographique à l'échelle de la France, permettant de mieux représenter les variations des retombées atmosphériques de 137Cs en mai 1986 (synthése IRSN "Tchernobyl, 17 ans après (avril 2003), Renaud et al (2004)).
Cette représentation cartographique était fondée sur le constat d'une relation empirique entre l'activité surfacique mesurée dans les sols de la basse vallée du Rhône en 1999 et 2000 et la hauteur des précipitations pluvieuses cumulées du 1er mai au 5 mai 1986, période durant laquelle les masses d'air contaminées par l'accident de Tchernobyl ont survolé la France. L'extrapolation de cette relation empirique sur le tiers est du pays a été confrontée aux résultats de mesure d'activité des sols disponibles. Il a ainsi pu être vérifié une concordance satisfaisante (au plus un facteur 2 d'écart en-dessous ou au-dessus de la valeur estimée par la relation empirique) ; elle traduit une relative homogénéité de la contamination atmosphérique en 137Cs pendant la période de dépôt sur cette partie du territoire.

L'extension de cette relation au reste du territoire a nécessité la prise en compte de la diminution de la contamination atmosphérique d'est en ouest. Les données disponibles à ce sujet étant assez peu nombreuses, l'IRSN a retenu une loi empirique de décroissance ne dépendant que de ta longitude et calée sur les mesures d'activité volumique moyenne des aérosols entre le 1er et le 5 mai 1986, publiées par le SCPRI en 1986.
Les deux relations empiriques ainsi obtenues, la première valable à l'est du 4eme degré de longitude, la seconde valable à l'ouest de ce méridien, ont été appliquées aux 3657 points où ont été relevées quotidiennement les hauteurs de pluie entre le 1er et le 5 mai 1986, ce qui a conduit à la carte présentée par l'IRSN en 2003.

Au début de l'année 2004, l'IRSN a évalué la cohérence de cette cartographie des retombées de l'accident de Tchernobyl en France au regard des mesures d'activité de sols de différentes origines (Rapport IRSN/DEI n°04-02). Cette confrontation a donné des résultats globalement satisfaisants mais deux axes d'investigation ont été identifiés par l'IRSN, visant à traiter deux limites de l'approche empirique :

  • les relations empiriques mises en oeuvres pour élaborer la carte de 2003 reposent sur des hypothèses simplifiées, souvent implicites, dont la validité générale n'est pas avérée : uniformité de l'activité rémanente des tirs sur tout l'est de la France (en réalité, cette contribution varie selon le lieu) ; uniformité de l'activité volumique de l'air entre le 1er et le 5 mai 1986, sur tout l'est de la France (en pratique, la contamination de l'air a connu des fluctuations, avec un déphasage possible par rapport aux épisodes pluvieux) ; décroissance de la contamination de l'air à l'ouest de la longitude 4° ne dépendant que de la longitude (globalement vrai pour l'ensemble des 5 jours, mais avec des variations d'un jour à l'autre) ;
  • ces relations sont calées sur l'événement particulier de l'accident de Tchernobyl et ne peuvent pas être appliquées à d'éventuels autres accidents de même nature qui pourraient survenir à l'avenir. Il est donc pertinent de rechercher une formulation généralisable, en précisant son domaine d'application.

Le présent rapport a pour objet de présenter les travaux menés par l'IRSN à la suite de ce constat.

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