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À Fukushima, les résineux ont piégé des particules radioactives

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Les forêts jouent un rôle négatif important à la suite d'une catastrophe nucléaire. Les résineux emprisonneraient en effet dans leurs aiguilles des radionucléides, comme les césiums 137 et 134, durant plusieurs mois, devenant ainsi des sources secondaires de pollution radioactive. Ce qui vient d'être quantifié à proximité de Fukushima.

La centrale de Fukushima 1 était l'une des 25 plus grandes installations nucléaires au monde, elle a explosé le 11 mars 2011. Elle était prévue pour résister à des vagues de 5,7 m de haut. Lors du tsunami, le mur d'eau qui s'est abattu sur ce lieu faisait 15 m de haut. © Daveeza, Flickr, cc by sa 2.0

La catastrophe nucléaire de Fukushima provoqua la libération massive de radionucléides les 12, 13 et 14 mars 2011. Par chance, les vents dominants ont emporté la majeure partie de la pollution au-dessus de l'océan Pacifique, loin des centres urbains. Cependant, d'importants dépôts de césium 137 (137Cs), de césium 134 (134Cs) et d'iode 131 (131I) ont tout de même été constatés dans le nord-est du Japon, au sein de régions recouvertes à 70 % par des forêts. 

Peu d'informations sont actuellement disponibles sur le rôle joué par un couvert végétal sur la contamination des sols par ces éléments. Hiroaki Kato, de l'université de Tsukuba, vient en partie de combler ce manque grâce à la publication d'une étude dans la revue Geophysical Research Letters (GRL). Durant les 5 premiers mois qui ont suivi la catastrophe, il a réalisé toute une série de mesures dans des plantations de cèdres (Cryptomeria japonica) et de cyprès du Japon (Chamaecyparis obtusa) situées dans la préfecture de Tochigi, à environ 150 km au sud-ouest de Fukushima.

Un fait important est apparu dès le début de l'étude : le césium 137 et l'iode 131 ne sont pas logés à la même enseigne. Les canopées en retiendraient principalement un, ce qui pourrait à terme poser de nouveaux problèmes de pollution

Carte présentant les retombées cumulées de césium 137 (137CS deposition) mesurées (en Bq/m²) autour de la centrale de Fukushima-Daiichi (FDNPP) entre mars et août 2011. Hiroaki Kato a réalisé ses mesures au sein de plantations situées au niveau de l'étoile noire (Study site). © Kato et al., 2012, Geophysical Research Letters

Fukushima : les césiums 134 et 137 retenus par les arbres

Les plantations ont été équipées d'une vingtaine de récolteurs de pluie opaques pourvus d'un système antiévaporation. Un dispositif a également été placé dans un milieu ouvert. La concentration en radionucléides de l'eau a été mesurée à douze reprises durant l'étude. Fait déjà connu depuis la catastrophe de Tchernobyl, les essences résineuses capteraient plus de particules radioactives que les forêts feuillues ou les prairies. 

Des précipitations ont rabattu des radionucléides libérés par la centrale juste après le drame, entre le 12 et le 28 mars 2011. Des mesures faites sur cette pluie ont révélé une activité maximale de respectivement 5.420 et 5.150 becquerels par mètre carré (Bq/m²) pour les 137Cs et 134Cs. Moins de 10 % de ces particules seraient parvenues au sol, le reste ayant donc été capturé par les aiguilles de résineux. La situation a été tout autre pour l'iode 131. Les cyprès en ont en effet laissé passer 75 % (sur une activité totale de 29.200 Bq/m²), contre 50 % pour le cèdre. De nouvelles études devront expliquer ce fait, mais la charge négative affichée par la peau des végétaux pourrait jouer un rôle important. Les aiguilles de résineux ont en tout cas littéralement fractionné les particules radioactives

En août 2011, soit à la fin de l'étude, entre 62,3 et 65 % du 137Cs tombé sur les arbres (soit une activité de 8.030 Bq/m²) étaient encore emprisonnés dans les aiguilles. La demi-vie du césium 137 au sein des cyprès et des cèdres serait ainsi respectivement de 620 et 890 jours, soit bien plus que les 100 jours observés chez des épicéas norvégiens exposés à la pollution de Tchernobyl. L'iode 131 a quant à lui rapidement disparu au cours du temps en raison de sa courte demi-vie (8 jours, contre 30 ans pour le césium 137). 

Taux d'émission de césium 137 (en Bq/s) pendant les 2 semaines qui ont suivi l'explosion de la centrale de Fukushima, le 11 mars 2011. © Nature, d'après Stohl et al., 2011

Il faut éviter les feux de forêt !

Les canopées, en retenant d'importantes quantités de césium, pourraient agir comme de véritables sources secondaires de pollution radioactive à la fois pour les sols et pour l'atmosphère. Un feu de forêt risquerait par exemple de remettre les particules radioactives en suspension dans l'air. De plus, les aiguilles finiront bien par tomber au sol, prolongeant ainsi son exposition à la radioactivité. Problème : le césium va dès ce moment pouvoir être absorbé par les systèmes racinaires des végétaux et ainsi se retrouver à nouveau dans leurs organes aériens. L'auteur de l'étude propose donc d'éclaircir les forêts pour exporter une partie des polluants. 

Des questions sanitaires peuvent également se poser. Quels risques pourrait-il y avoir à se promener par exemple dans différentes forêts de conifères nippones, à récolter des champignons ou encore à consommer du gibier ? De nombreuses évaluations de risques devont être menées au sein de ce milieu trop longtemps ignoré dans de pareilles situations. Les données d'Hiroaki Kato devraient en tout cas permettre une amélioration des modèles d'étude ainsi qu'une meilleure gestion de la situation. 

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