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Fukushima : les typhons redistribuent la contamination sur le Japon

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Depuis 2011, une équipe scientifique franco-japonaise suit régulièrement la dispersion des polluants radioactifs libérés à Fukushima dans les sédiments de diverses rivières nippones. Les résultats de la quatrième campagne de mesures viennent d'être publiés. Ils rappellent le rôle majeur que jouent les typhons dans la redistribution des radioisotopes.

La centrale de Fukushima-Daiichi était l'une des 25 plus grandes installations nucléaires au monde. Elle était prévue pour résister à des vagues de 5,7 m de haut. Lors du tsunami du 11 mars 2011, le mur d'eau qui s'est abattu sur ce lieu mesurait 15 m de haut. © AIEA

Initiée dans le cadre de l'appel à projets franco-japonais Flash de l'ANR et de la JST (Japan Science and Technology Agency) à la suite de l'accident de Fukushima, une nouvelle étude fait un point sur le transfert des sédiments contaminés le long des rivières drainant le panache de contamination qui s'est formé dans la préfecture de Fukushima en mars 2011. Couvrant une zone d'environ 3.000 km2, cette étude ayant impliqué des chercheurs du Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE) est la première à dresser un état des lieux complet, dans le temps et dans l'espace, de l'évolution de la dispersion de ces polluants radioactifs.

Lors de l'accident de Fukushima, des radionucléides émetteurs gamma se sont échappés du combustible nucléaire et ont été relâchés dans l'atmosphère. Ces radioisotopes, principalement du césium 134 et du césium 137 encore traçables aujourd'hui, ont la particularité de se fixer fortement et irréversiblement aux particules du sol et aux sédiments. Sous l'effet de l'érosion, les particules du sol et les radionucléides qu'elles transportent peuvent être transférés dans les rivières, puis exportés progressivement vers l'océan Pacifique en traversant des plaines côtières relativement épargnées par les retombées initiales du panache. Des sédiments de rivière ont donc été prélevés, et leur débit de dose radioactif a été mesuré le long des principales rivières qui drainent l'une des parties les plus contaminées du panache de retombées (comme l'Ota, la Mano et la Nitta).

Présentés dans la revue Scientific Reports, les résultats des quatre premières campagnes de mesure ont confirmé une importante hypothèse : les typhons contribuent très fortement à redistribuer la contamination sur le territoire. En effet, ils accélèrent l'érosion des sols et conduisent à l'évacuation des particules érodées dans les cours d'eau. Ainsi, les chaînes de montagnes intérieures, qui ont connu les plus fortes retombées radioactives, ont été marquées par une forte érosion après la série de violents typhons de l'été 2011. En 20 mois, une baisse des niveaux de radioactivité en altitude et une redistribution progressive de la contamination vers les zones en aval ont été constatées. Après les typhons de 2011, une diminution générale des niveaux de contamination a été mesurée en 2012. La campagne de mai 2013 a confirmé cette baisse des niveaux de contamination dans les rivières, plus rapide qu'attendu. Celle-ci peut s'expliquer par l'occurrence de typhons moins violents en 2012 qu'en 2011.

Série de cartes retraçant l’évolution temporelle de la pollution radioactive dans les sols et les sédiments déposés par les cours d’eau dans la zone la plus contaminée de la préfecture de Fukushima. Les points colorés indiquent les débits de dose relevés au niveau des laisses de crue déposées par les rivières ; les niveaux de couleur du fond de carte correspondent aux niveaux relevés dans les sols par les autorités japonaises. La zone à accès interdit ou restreint est circonscrite en rouge. La centrale de Fukushima est représentée par le point noir en bas à droite (Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, FDNPP). © CEA, LSCE

À Fukushima, une baisse de contamination plus marquée en montagne

Cette baisse est toutefois plus marquée et plus linéaire dans les zones montagneuses qu'en plaine. Le changement d'occupation des sols dans les zones de culture en altitude a pu contribuer à limiter l'érosion des sols dans la partie amont qui est la plus contaminée. L'interdiction de cultiver ces terres a en effet favorisé le développement d'une végétation plus dense qui protège de facto les sols contre le phénomène d'érosion. La reprise de l'activité rizicole dans les régions situées en altitude pourrait favoriser l'érosion des sols, qui sont actuellement protégés par un couvert végétal dense. Le cas échéant, en cas de reprise de la culture du riz, une surveillance étroite des niveaux de contamination en aval sera nécessaire.

En plaine, la baisse de la contamination est moins régulière et varie en fonction du bassin versant : la présence ou non de barrages joue un rôle considérable, dans la mesure où ils constituent des zones de stockage temporaire de la contamination. Ponctuellement, les sédiments contaminés charriés par les cours d'eau se sont accumulés dans les réservoirs des barrages de la région. Temporairement, les débits de dose ont pu dépasser les 20 millisieverts par an, limite retenue par les autorités japonaises pour délimiter la zone d'accès interdit. Ces résultats invitent à surveiller l'impact des futurs lâchers de barrages susceptibles de relarguer de la contamination dans la section aval du cours d'eau, et à réglementer en conséquence les activités de pêche et de loisirs.

La cinquième campagne de mesure s'est achevée le 3 novembre 2013. Elle permettra de voir si la baisse de la contamination se confirme ou si les nombreux typhons de 2013, plus violents qu'en 2012, auront à nouveau généré de l'érosion ou mobilisé des sédiments contaminés dans les rivières, ce qui se traduirait par une nouvelle hausse des débits de dose dans les sédiments déposés par les cours d'eau. Ces travaux de recherche sont appelés à se poursuivre jusqu'en 2019, dans le cadre du projet Amorad financé par le programme des investissements d'avenir en radioprotection et en sûreté nucléaire, et piloté par l'IRSN qui devrait commencer début 2014.

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