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Radioécologie marine

Le radioécologiste marin, entre ciré et blouse de chimiste

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Du prélèvement en milieu marin à la modélisation, le radioécologiste doit observer et comprendre de nombreux phénomènes. Parcours d’un chercheur polymorphe.

« Toute la complexité de notre travail naît du fait que notre analyse ne peut se faire compartiment par compartiment – l’eau, les sédiments, les plantes, les animaux –, mais qu’elle doit prendre en compte des interactions multiples : certains animaux mangent des sédiments, d’autres consomment des plantes et de petits mollusques… » explique Sabine Charmasson, chercheure océanographe de l’IRSN qui anime les projets marins du laboratoire d’étude radioécologique en milieu continental et marin de La Seyne-sur-Mer (Var).

 

Etape 1 : observer

« Observer représente le premier niveau d'investigation en radioécologie », complète Dominique Boust, son collègue qui dirige le laboratoire de radioécologie de Cherbourg-Octeville (Manche).

« Il faut réaliser des prélèvements d’eau, de sédiments, d’algues, de mollusques, de crustacés, de poissons. Ensuite, nous mesurons le plus précisément possible leurs concentrations en radionucléides : il ne s’agit pas de se limiter à dire que l’on respecte ou non un seuil donné, mais bien de réaliser des mesures à des niveaux aussi bas que techniquement possible », résume Sabine Charmasson.

Sauf qu’en mer, « nous devons sans cesse tenir compte des contraintes du milieu marin », fait remarquer Dominique Boust.

« Cela peut paraître évident mais, pour prélever des algues, il faut se caler sur les marées basses et donc planifier les campagnes de prélèvement de l'année à venir, alors que l'on peut prélever de l'herbe ou des salades à toute heure. Nous devons également profiter des périodes de vives eaux pour prélever des espèces rarement découvertes par la mer, même si la marée basse tombe à 6 heures du matin ou à 18 heures le soir. »

Les prélèvements en mer nécessitent également de l'organisation, ne serait-ce que pour réserver des bateaux à l'avance, le laboratoire ne disposant pas de sa propre flotte. 

« Il faut certes prélever les échantillons selon une procédure suffisamment standardisée pour que le résultat soit comparable quel que soit l’opérateur. Mais il faut aussi observer l'environnement de prélèvement : évaluer la salinité et la température de l’eau, les paramètres météorologiques, la chimie…, qui seront des éléments nécessaires à l’interprétation des mesures. »

De retour au laboratoire, l'échantillon est conditionné, puis séché, voire incinéré, selon l'analyse à réaliser. Enfin, grâce au travail du métrologiste, un chiffre vient s'ajouter à la liste des paramètres déjà recensés pour cet échantillon : ses coordonnées géographiques, sa nature (sable, moule, eau...) et les données de son environnement (salinité, température...).

 

Etape 2 : Comprendre

Au terme de la phase de compréhension, le radioécologiste doit être capable d’expliquer le niveau de radioactivité mesuré, de commenter pourquoi on observe une hausse ou une baisse éventuelle par rapport à une précédente mesure, et de valider que cette évolution est cohérente avec les quantités rejetées par les installations nucléaires environnantes. 

« Il serait, par exemple, anormal de mesurer peu d’évolution des concentrations en radionucléides dans les espèces, alors que les rejets en mer diminuent » poursuit Dominique Boust. Dans son analyse, l’expert doit donc distinguer plusieurs facteurs pouvant expliquer ces variations, celles-ci pouvant notamment être dues à une rémanence, c’est-à-dire une persistance des radionucléides dans certains organes.

Intrinsèquement, cette phase de compréhension comporte une puissance prédictive : les données acquises permettent d'évaluer les facteurs de dilution (à tel rejet correspondra telle concentration dans l'eau de mer), les coefficients de distribution (à telle activité dans l'eau de mer correspondra telle activité dans les sédiments) et les facteurs de concentration (à telle concentration en radionucléides dans l'eau de mer correspondra telle concentration dans telle espèce – moules, crabe, thon…).

« La concentration en radionucléides dans une espèce animale ne varie pas instantanément », précise Dominique Boust. « Il existe un temps de réaction, qui dépend à la fois de l'espèce et du radionucléide : alors que le tritium se met à l'équilibre en quelques heures, le césium va mettre un, voire plusieurs mois à s'équilibrer entre la concentration de l'eau de mer et celle d'une plante ou d'un animal, que ce soit dans le sens de l'accumulation ou de l’élimination. »

 

Etape 3 : Prédire

La prédiction proprement dite repose sur une modélisation. « Il faut parvenir à dimensionner un certain nombre de paramètres pour évaluer une concentration dans l'eau, dans les sédiments, puis dans les plantes et les animaux, sachant que plus on se situe en fin de chaîne trophique, donc chez les gros poissons, plus les phénomènes s'avèrent complexes », poursuit Sabine Charmasson.

Autrement dit, il faut paramétrer des équations pour construire un modèle prédictif qui soit le plus proche possible des résultats observés lors des campagnes de prélèvement. Au final, ces modèles permettront d’évaluer l’impact environnemental de la radioactivité naturelle et artificielle (impact écologique), mais aussi ses conséquences radiologiques sur la santé de l’homme (impact sanitaire).

A partir de ces observations sur l'eau de mer, il est également possible d'estimer les concentrations dans les espèces vivantes et de les comparer à celles relevées pour le programme de surveillance afin de valider que les concentrations observées sont conformes aux concentrations attendues.

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