Le défi après Fukushima :
assainir l’eau potable
Quelques mois après la catastrophe,
quelle est la situation à Fukushima?
Le 11 mars 2011, un tremblement de terre suivi d'un tsunami frappent le Japon entraînant une catastrophe nucléaire des plus violentes. Le système de refroidissement de la centrale de Fukushima est endommagé, ce qui entraîne une série d'accidents et d'explosions accompagnées de fuites radioactives...
Les conséquences de la catastrophe sur l'eau potable
Par Camille Creusot
Le 17 mars 2011 le ministère de la Santé et des Affaires Sociales au Japon augmente sensiblement le niveau de sécurité pour la nourriture et l'eau potable. Il décide de faire paraître les valeurs provisoires de niveaux de radioactivité à ne pas dépasser dans les produits agricoles, la viande, le poisson et l'eau. Il exige que les gouvernements locaux arrêtent l’expédition et la distribution de la nourriture et de l'eau dépassant ces nouvelles valeurs, à savoir 100 Bq/Litre (1) pour l'eau potable. Cette limite s’inspire des recommandations internationales en cas d'urgence nucléaire publiées par l'ASN (Autorité de Sûreté Nucléaire) pour une durée maximale d'un an.
Mais ce n'est que quelques jours plus tard, le 22 mars 2011, que les niveaux de radioactivité dans l'eau sont rendus publics. La station d’épuration de Kanamachi, située à 255 km de Fukushima, a relevé une radioactivité de 210 Bq/Litre (2) pour l'Iode 131. Deux jours plus tard, elle était retombée à 79 Bq/Litre. Ce chiffre reste néanmoins le signe de conséquences dangereuses, voire mortelles, sur le long terme. De plus, les niveaux de Césium 137, radionucléides (3) moins irradiants mais qui ont une période de demi-vie beaucoup plus longue et présentent donc un risque d’exposition aux radiations sur le long terme, n'ont eux pas été publiés.
Ces chiffres, plutôt inquiétants, incitèrent les habitants japonais à ne boire que de l'eau mise en bouteille avant la catastrophe, ou provenant d'autres pays. Dans les jours qui ont suivi l'incident, les rayons d'eau minérale des magasins ont été dévastés par des gens paniqués. En effet, n'oublions pas que la radioactivité est invisible et inodore pour l’être humain. Comment savoir, alors, si l'eau a été correctement décontaminée ou non ?
Les technologies employées pour la détection et la décontamination.
Quelques chiffres pour se situer :
- La radioactivité naturelle dans l'eau douce est de 0.1 Bq/L.
- Les mesures de radioactivité relevées en Allemagne et en France à cette époque étaient de 0.5 Bq/Litre.
- La plupart des pays délimitent le niveau de radioactivité à ne pas dépasser dans l'eau à 10 Bq/Litre.
- On peut affirmer qu'il y a danger mortel à partir de 200 Bq/Litre (voire 100 Bq/Litre pour les nourrissons).
C'est le lac artificiel de Horai, alimentant 1.5 million de japonais en eau potable, qui fut le plus touché. Situé à 60 kilomètres au nord-est de la centrale, il s'est rempli de particules radioactives, suite à de fortes pluies qui ont suivi l'incident de Fukushima. Plus généralement, le Japon a pu voir récemment le niveau de radioactivité de ses eaux augmenter à cause de la fonte des neiges en hiver. On comprend donc l'importance encore aujourd'hui de pouvoir, d'une part, vérifier la radioactivité présente dans l'eau et, d'autre part, la décontaminer.
L'entreprise CANBERRA, filiale d'AREVA, spécialisée dans la production et la vente d'instruments de mesure nucléaire, a produit en particulier deux types de détecteurs qui ont servi à la surveillance de niveaux de radioactivité dans l'eau :
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Le compteur de Geiger-Müller surveillant le niveau de rayonnement nucléaire. Ce produit est plus orienté vers la vente aux particuliers. En effet c'est un des détecteurs les moins chers que l'on puisse trouver sur le marché. Les habitants, cherchant à pouvoir vérifier la radioactivité de tout ce qu'ils consommaient (eau, légumes, viandes, ..) n'ont cessé d’en faire augmenter la demande. L'utilisation est simple. Il suffit de placer la sonde du détecteur au-dessus d’un verre d'eau, par exemple (sans le plonger dedans !) pour savoir combien de Becquerels il contient. Il permet aussi d'afficher le nombre de Sievert (4), ce qui est le plus important à savoir si on ne veut pas être contaminé. Malheureusement, ce type de détecteur n'est pas assez précis car il prend aussi en compte la radioactivité ambiante, c'est-a-dire la radioactivité naturelle présente dans l'air.
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Le détecteur à cristal de Germanium, plus performant, a été installé dans toutes les usines de production alimentaire et les stations d’épuration japonaises, et n'est pas destiné à la vente aux particuliers. Il est constitué d'une protection en plomb permettant d'isoler l’élément à mesurer de la radioactivité ambiante. Dans les stations d’épuration, le détecteur est relié à deux tuyaux permettant l’entrée et la sortie de l'eau dans celui-ci, le tout isolé de l'air ambiant. Il fonctionne sous le principe des détecteurs semi-conducteurs. Relié à un ordinateur, chaque détecteur donne en temps réel le niveau de radioactivité en Becquerel, la dose accumulée en Sievert et le débit de dose en Sievert/heure. Les techniciens surveillent en permanence les résultats affichés sous forme graphique ou numérique et, pour assurer une sécurité supplémentaire, une alarme est déclenchée lorsque le niveau de radioactivité dépasse un seuil précédemment réglé par les techniciens.
Comprendre les unités radioactives :
Comparons un pommier à une source radioactive et un dormeur sous l'arbre à l'objet qui peut être contaminé.
- Le nombre de pommes tombées (=nombre d'atomes
qui émettent un rayonnement) par unité de temps
s'associerait au Becquerel.
- Par contre, toutes les pommes n'atteignent pas le dormeur
ou certaines ne lui font aucun effet. Le nombre de pommes ayant créé une blessure au dormeur (=impact sur l'objet contamine) correspondrait au Sievert. Ainsi cette unité
serait fonction de la nature du rayonnement
(ce qu'on pourrait assimiler a taille et
poids de la pomme).
En plus de détecter la radioactivité, il faut savoir aussi la réduire. Il n'existe pas de méthodes propres pour décontaminer de l'eau radioactive. Cela dépend de la quantité en jeu et des radio-isotopes présents. Les différents procédés sont :
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La filtration avec différents milieux filtrants, comme le zeolithe (5).
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Les échanges d'ions, en utilisant des résines poreuses échangeuses d'ions. C'est une technique permettant d'enlever les substances solubles ionisées, donc les radionucléides. Le principe consiste à faire passer l'eau à décontaminer à travers une colonne remplie d'une résine adaptée. Les ions (cations ou anions selon la résine choisie) sont alors échangés entre ceux de la résine et ceux des substances solubles ionisées changeant ainsi toutes ses propriétés radioactives. Ce principe est aussi utilisé pour adoucir l'eau potable, c'est-a-dire enlever les sels de calcium (Ca++) et de magnésium (Mg++).
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Des procédés chimiques de précipitation.
La précipitation correspond à la formation d'un solide
dans une phase liquide, comme l'eau par exemple.
Ce procédé se réalise à l'aide d'un solvant qui va
piéger les impuretés du liquide dans les cristaux formés. -
La floculation en utilisant des agents floculants
(aluminium ou fer). Dans la même idée que le procédé
de précipitation, les impuretés vont se transformer en flocs
(une sorte de flocon), ce qui détruit la stabilité de la solution et
entraîne la sédimentation de ces flocs.
Il existe, bien sûr, d'autres méthodes plus ou moins efficaces (évaporation, etc..) selon la situation et le niveau de contamination de l'eau.
Amberpack : colonne remplie de résine ou on fait passer l'eau pour la décontaminer.
Plus de deux ans après le drame, le risque de contamination est encore élevé. En effet l'ASN (Autorité de Sûreté Nucléaire) affirme que le gouvernement devra traiter le problème de l’eau potable pendant encore plusieurs décennies (6). Néanmoins, la détection de la radioactivité de l'eau n'est pas un problème spécifique au Japon. En effet, bien que les niveaux de radioactivité dans les autres pays soient moins importants qu'au Japon, ils restent tout de même au-dessus de la radioactivité naturelle de l'eau, en particulier à cause des examens médicaux utilisant les rayons et des rejets industriels. Ainsi en France, les eaux usées arrivant dans les stations d’épuration des grandes villes sont surveillées, bien que les technologies employées soient moins avancées.
Nota :
(1) Bq = Becquerel = unité nucléaire représentant la désintégration d'un noyau radioactif par seconde.
(2) Source : chiffres publies par “Le Point” le 24 Mars 2011
(3) Radionucléides : Atome radioactif pouvant se muter, se transformer en un autre atome.
(4) Sievert : unité utilisée pour donner une évaluation de l'impact des rayonnements sur un objet. Les premiers effets sur notre santé commencent à 25 mSv. L'ancienne limite pour les employés d'une centrale était de 50 mSv. L'augmentation significative de risques de cancer commence à 100 mSv. A partir de 5000 mSv, il y a 50% de décès sous trente jours.
(5) Zeolithe : c'est un minéral utilise pour la filtration de l'eau, en particulier pour épurer l'eau des particules radioactives.
(6) Source : Les Échos : “Fukushima, un problème à traiter pendant des dizaines d’années”
CE3 - MAI 2013
