EN | FR

Fukushima : pollution marine



Quelle pollution dans les eaux du Pacifique ?

L'accident de la centrale japonaise de Fukushima a été à l’origine d’une forte contamination radioactive du milieu marin. Les vents soufflaient la plupart du temps vers le Pacifique durant les journées les plus critiques de l’accident. Une bénédiction pour les humains ! Aux retombées du nuage qui a survolé le Pacifique, se sont ajoutées des tonnes d’eaux très radioactives qui se sont déversées de la centrale jusqu’au 5 avril.

Les cartes établies à cette époque montrent une contamination importante près de la côte. Les prélèvements d'eau de mer effectués dans la baie à proximité de la centrale à la suite de ces fuites ont montré une présence initiale très élevée d'iode radioactif 131. Cette présence a depuis disparu du fait de la décroissance de l’iode dont l'abondance est divisée par 1000 tous les 80 jours. Les algues de la baie, avides d'iode, se sont ialors mprégnées de cette impressionnante mais éphémère radioactivité !

Carte de la contamination marine au 4 avril 2011
Sur les 27 PBq de césium 137 rejetés en mer du 21 mars jusqu'à mi-juillet, l'essentiel (82 %) l’a été avant le 8 avril. Cette carte des retombées montre la contamination de l’eau de mer en césium-137 à la date du 4 avril. La contamination est due aux dépôts en provenance du nuage qui a survolé le Pacifique mais aussi près de la côte en raison des importantes quantités d’eux très radioactives qui se sont déversées près de la centrale jusqu’au 5 avril. Contrairement aux dépôts au sol, cette contamination évolue sous l’effet des courants marins et de la dilution dans l’océan.
SIROCCO-Unuversité de Toulouse-CNRS-OMP

Depuis et sur le long terme, c’est la contribution de deux isotopes du césium, le césium-134 et le césium-137 qui prédomine. Les contributions des deux isotopes sont au départ du même ordre. La période du césium 137 est de 30 ans, celle du césium-134 est de 2 ans. Ce dernier aura pratiquement disparu d’ici une vingtaines d’années. En attendant cette disparition, la présence de césium-134 est une signature de l'accident de Fukushima.

Les rejets de césium 137 ont été estimés en octobre 2011 à 27 millions de milliards de becquerels (27 PBq) par l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) : "le plus important apport ponctuel de radionucléides artificiels pour le milieu marin jamais observé". Des études japonaises ultérieures ont ramené ce chiffre à 5 PBq. Malgré cet apport très important, ce césium, dilué dans l'ensemble du Pacifique, devrait au final conduire à un apport de l'ordre du millibecquerel/litre , comparable à la concentration mesurée avant l'accident reste des essais nucléaires atmosphériques des années 1960

Les césiums 137 et 134 sont moins actifs et radiotoxiques que l'iode, mais leur action se fait sentir sur la durée. Le césium se concentre dans la chair des poissons en suivant la chaîne alimentaire qui va du plancton aux petits puis aux gros poissons. Les poissons au sommet de la chaîne alimentaire, sont, dans la durée, les plus sensibles à la pollution au césium.

Dans l'eau, milieu dense et protecteur, il n'y a pratiquement pas d'exposition externe. Les rayons gamma sont absorbés au bout de quelques dizaines de centimètres : un poisson doit se trouver à quelques décimètres pour pouvoir être touché quand un noyau de césium émet son rayon gamma !

Contamination de l'eau de mer près de Fukushima
Evolution de l'activité du césium-137 d'échantillons d'eau de mer prélevés dans trois zones proches de Fukushima de mars 2011 à novembre 2012. Dans la zone côtière près de la centrale la plus touchée (points bleus) la décroissance de la contamination d'abord rapide se ralentit pour atteindre fin 2012 un niveau de 0,1 à 1 Bq/litre . Plus loin de la centrale (points oranges) et plus au large, l'effet de dilution était plus fort et l'activité se rapprochait des 0,001 Bq/l de césium mesurés avant l'accident. Pour donner une échelle, l'activité naturelle du corps humain due au carbone-14 et au potassium-40 est de 100 Bq /kg.
Source IRSN

Loin des côtes, l'effet de dilution s'ajoute à celui des décroissances radioactives. Les dépôts sont dispersés et se diluent : la dilution d'une tonne d’eau contaminée dans 1 kilomètre cube d'océan divise sa radioactivité par 1 milliard. A proximité des côtes et avec des fonds plats, le brassage de l'eau est faible et l'effet de dilution joue moins du fait du renouvellement limité de l’eau de mer. Cependant, il semble que grâce à un des courants marins les plus forts du globe, les eaux contaminées se soient rapidement éloignées vers le large. Selon l’IRSN, "La localisation de Fukushima aurait permis une dispersion des radionucléides exceptionnelle".

Le refroidissement des réacteurs a conduit à accumuler de grandes quantités d'eaux contaminées sur le site de la centrale, malgré des installations de décontamination. Par ailleurs, des nappes d'eaux souterraines propres venant de la terre s'infiltrent dans le sous-sol des bâtiments réacteurs et tubines et s'y contaminent. Après pompage, ces eaux sont entreposées dans de grandes citernes, dont la capacité devient insuffisante. Ainsi, la fuite d'une citerne à été à l'origine d'un incident grave classé au nivau 3 de l'échelle INES en août 2013. De 2011 à 2013 de 20 à 40 terabecquerels (TBq) auraient fui vers l'océan. Ces quantités restent minimes en regard de 5000 à 27000 Tbq de césium-137 mentionnées plus haut qui ont été rejetés lors de l'accident.

De nombreuses mesures des concentrations en césium 137 dans l'eau de mer ont été effectuées à proximité de la centrale de Fukushima. Elles ont montré une décroissance d'abord rapide puis plus lente du fait des apports récents. Dans la zone la plus sensible - moins de 10 km des côtes et moins de 20 km de l'installation - les concentrations mesurées en novembre 2012 s'échelonnaient entre 0,008 et 4 Bq/litre en césium 137. Plus loin, et en haute mer elle étaient beaucoup plus faibles.

Poulpes et escargots de mer
Des poulpes péchés par six petits bateaux de pêche sont déchargés dans un port japonais pour être mis en vente dans les supermarchés locaux. Ces petits bateaux sont les premiers à reprendre la pêche commerciale dans les eaux au large de Fukushima depuis la catastrophe nucléaire de l'an dernier. La vente des poulpes et de buccins (sorte d’escargots de mer) est autorisée, car leur chair incorporerait peu de particules radioactives.
HIROKO TABUCHI, New York Times. Published: June 25, 2012

Dans l'ensemble, malgré le ralentissement observé dans la zone sensible, la dilution a fait son effet. Les contaminations en césium se rapprochent de la concentration très faible de 0,001 Bq/litre résultant des retombées des essais nucléaires des années 1960 et mesurées avant l'accident. Les causes du ralentissement de la décroissance seraient l'apport de rejets résiduels en provenance de l'installation accidentée, l'arrivée d'eaux contaminées en césium 137 par les cours d'eau parvenant à la mer et la dissolution du césium 137 préalablement fixé sur les sédiments.

Une partie du césium passe de l'eau dans les sédiments. Les particules sédimentaires contribuent efficacement à l’épuration de l'eau quand les conditions sont favorables à leur dépôt, notamment près des côtes. Une pollution significative sur le littoral proche de la centrale accidentée devrait persister dans le temps, à cause notamment du ruissellement des eaux de surface sur les sols contaminés. Un contrôle des pêches et une surveillance des espèces marines pêchées dans les eaux côtières s'avèrent nécessaires avant que la dilution opère. Pour d'autres espèces, le retour à une certaine normalité a été plus rapide. En juin 2012, poulpes et d'escargots de mer. faisaient leur retour sur les étals.

En 2016, la contamination marine résulte des dépôts de sédiments à proximité immédiate de la centrale. Le mur imperméable fermé en octobre 2015, a réduit considérablement les concentrations en césium 137 et en strontium 90, à l’intérieur des digues en face de la centrale. Les concentrations en césium 137dans les sédiments y sont en moyenne de 100 Bq/ l. A l’extérieur des digues, les concentrations sont très inférieures aux limites réglementaires.

En matière de pêche, seule les zones proches de la centrale et des embouchures des rivières locales nécessitent encore une surveillance étroite,. Le reste de la production japonaise est comestible. Dans ces zones, les concentrations du césium dans les différentes espèces de poissons dépendent fortement de leur mode de vie. Elles sont faibles chez les poissons pélagiques, comme les maquereaux ou sardines, vivant dans la colonne d’eau. et dans les espèces vivant en haute mer.

Par contre, les concentrations sont plutôt élevées chez les poissons fouissant les sédiments de la baie de Fukushima qui sont les plus exposés à être contaminés. L’évolution des concentrations de césium depuis juin 2011 chez une espèce de raie (Okamejei kenojei) prélevée le long des côtes de la préfecture de Fukushima, illustre le cas des espèces très liées aux sédiments. La diminution de leur contamination est à peine perceptible à l’instar de celle des sédiments.

Les tendances chez les mollusques, moules, huîtres ou palourdes, qui filtrent les matières en suspension reflètent l’évolution d’eau ambiante. Leur concentration en césium 137 est maintenant sous les limites de commercialisation de 100Bq/kg.

SUITE : Rejets radioactifs à Fukushima
SUITE : Nuage de Fukushima