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Dose efficace



Une dose corps entier, importante en radioprotection

La dose efficace est une dose biologique très utilisée en radioprotection, qui sert à évaluer l'exposition d'une personne individuelle aux rayonnements. Elle tient compte de la sensibilité des tissus affectés et de la nature des rayonnements. L'unité de « dose efficace » est le sievert comme pour la dose équivalente qui est relative à un tissu, un organe ou une glande comme la thyroïde.

Dose efficace : pondération des tissus
La dose efficace est calculée en multipliant les « doses équivalentes » reçue par chaque tissu ou organe à l'aide d'un facteur de sensibilité, puis en faisant la somme. La somme des coefficients de pondération est égale à 1. Les connaissances s'étant affinées, les pondérations des tissus sont mises à jour. Les valeurs recommandées par la CIPR il y a 25 ans (CIPR 26) et celles d'aujourd'hui sont différentes. En conséquence, les valeurs des doses efficaces récentes et anciennes ne sont pas tout à fait comparables.
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C'est de dose efficace dont il est surtout question en radioprotection alors qu'en médecine on s'intéresse plutôt à la dose équivalente. Le choix malencontreux de la même unité pour les deux doses conduit à les confondre.

Il s'agit d'estimer le dommage subi par l'ensemble de l'organisme en fonction de l'endroit où les doses sont absorbées et en tenant compte des sensibilités aux radiations qui varient beaucoup d'un organe à l'autre. Une même dose sera plus nocive si elle est absorbée dans les poumons ou le foie que dans les muscles.

Doses moyennes et faibles
Exemples d'expositions considérées comme moyennes et faibles. Il s'agit de doses efficaces. Deux de ces doses sont des limites réglementaires d'exposition annuelles retenues aux USA et en Europe pour des travailleurs exposés. Les doses d'exposition à la radioactivité naturelle, au radon, et aux examens médicaux sont des moyennes annuelles observées en France.
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Pour cela, on multiplie la dose équivalente subie par chaque tissu ou organe par son facteur de sensibilité. La dose efficace est obtenue en effectuant le total des doses équivalentes de tous les tissus et organes. Les facteurs de sensibilité sont calculés de façon à ce que dans le cas particulier d'une irradiation uniforme par des photons gamma, la dose efficace en sieverts soit égale à la dose absorbée en grays.

La somme des facteurs de sensibilité est égale à 1. D'autre part, les doses équivalentes qui rentrent dans le calcul (comme les doses absorbées) représentent des dépôts d'énergie par unité de volume et sont chacune indépendantes de la taille de leur tissu ou organe. Ceci explique que l'on puisse comparer les doses efficaces reçues par des individus de taille très différentes - bébé ou adulte -, car elles sont finalement ramenée à une même unité de masse, le kilogramme.

L'avantage de la dose efficace est de globaliser les dommages et de pouvoir affecter à n'importe quel type d'exposition une valeur qu'on comparera à une autre irradiation, par exemple l'irradiation naturelle.

L'unité de dose efficace, le sievert, représente une dose importante. Les doses de l'ordre du sievert ou de plusieurs sieverts sont considérées fortes ou très fortes. Elles conduisent à des effets déterministes graves qui peuvent être mortels. Pour des doses plus faibles, les effets peuvent apparaître ou ne pas apparaître. C'est la probabilité de leur apparition qui dépend de la dose, non leur gravité. Enfin, les doses auxquelles nous sommes exposés du fait de la radioactivité naturelle, des diagnostics médicaux et des activités humaines sont en comparaison très faibles.

Domaine des très faibles doses
Les expositions inférieures au millisievert (mSv) peuvent être considérées comme très faibles. La limite de 1 mSv (à gauche en rouge) est la limite réglementaire pour les irradiations non naturelles : c'est bien sûr une moyenne, car cette limite est dépassée lors d'un scanner ou approchée pour une radiographie du bassin. Les exemples des expositions à la radioactivité naturelle ou résultant des activités de l'homme sont des moyennes annuelles, à l'exception des radiographies et du vol en avion. Dans les expositions d'origine humaine, la part du non médical, en particulier des centrales nucléaires, est faible.
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La dose efficace est en quelque sorte une moyenne des doses équivalentes sur une personne. Pour certaines irradiations locales, comme une mammographie, la dose équivalente est plus significative. Le tissu est petit et les autres organes ne sont pas en principe irradiés. Dans une mammographie, la dose efficace ramenée au corps entier est trouvée petite - entre 0,1 et 0,01 millisievert (mSv) - mais elle n'est pas significative. Par contre, il faut impérativement veiller à ce que la dose équivalente délivrée au sein soit inférieure une limite, par exemple 1 mSv. Il en est de même pour les irradiations de la thyroïde.

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