Les retombées radioactives : formation d’un dépôt radioactif surfacique

Une fois rejetées dans l’atmosphère lors de l’accident, les substances radioactives transportées dans l’air ont un devenir variable :

• les radionucléides à vie très courte (période radioactive inférieure à quelques heures) tendent à disparaître par décroissance radioactive le long du trajet du panache ;

• les radionucléides sous forme de gaz incondensables (gaz rares tels que le xénon 133) restent dans l’atmosphère et leur concentration diminue au cours du temps par dilution sous l’effet de la dispersion atmosphérique ;
   
• les radionucléides sous forme d’aérosols (fines particules en suspension) ou de gaz réactifs (l’iode gazeux par exemple) se déposent progressivement sur les surfaces au sol : ce sont les retombées radioactives de l’accident.

Les retombées radioactives peuvent survenir sous deux formes complémentaires :

• des dépôts secs : ils se produisent lorsque l’air ambiant à proximité des surfaces de dépôt contient des aérosols radioactifs qui se déposent progressivement sur toutes les surfaces, quelle que soient leur nature et leur orientation (horizontale, verticale ou inversée). Les dépôts secs peuvent se former à l’intérieur des bâtiments dès lors que l’air intérieur est contaminé ;
   
• des dépôts humides : ils se forment sur les territoires où il y a des précipitations (pluie ou neige) pendant la dispersion du panache radioactif. Il résulte du lessivage des particules radioactives ou des gaz solubles (cas de l’iode) par les gouttes d’eau lors de leur trajet dans l’air.

Contrairement au dépôt sec qui dépend de la contamination de l’air au niveau du sol, le dépôt humide est fonction des caractéristiques de l’air sur tout le parcours des gouttes de pluie, notamment en altitude ; à la limite, un dépôt radioactif humide peut se produire alors même que l’activité des radionucléides dans l’air au niveau du sol est nulle.

Les dépôts secs et humides ont des propriétés très différentes :

• les dépôts secs s’accumulent sur toutes les surfaces où ils se forment. Ainsi, les feuilles des plantes sont d’autant plus contaminées que le dépôt sec est important ;
   
• les produits radioactifs amenés par les pluies ne restent pas tous sur les surfaces atteintes : une partie de l’eau de pluie s’égoutte des feuilles, si bien que la contamination des plantes finit par ne plus augmenter même si les retombées humides se poursuivent. De même, une partie de la pluie tombée s’écoule en surface, emportant avec elle une partie de la contamination qui peut éventuellement s’accumuler sur d’autres parcelles en dépression.

Formation des dépôts secs et humides : les dépôts secs s’accumulent sur les surfaces qu’ils atteignent (feuilles et sol dans le schéma ci-dessous) ; les dépôts humides ne sont que partiellement retenus par les feuilles et une partie est transportée à l’extérieur de la surface atteinte ; celle-ci peut elle-même accumuler une partie du dépôt humide tombé sur des surfaces adjacentes.  

Les retombées qui se produisent lors du passage du panache radioactif entraînent la formation d’un dépôt surfacique persistant sur les végétaux, les sols, mais aussi les zones habitées (routes, murs, toitures…), entraînant une contamination plus ou moins durable de ces milieux, en fonction des radionucléides déposés et du type de surface atteinte. 

Les retombées sur les eaux de surface (rivières, lacs, réservoirs ouverts) entraînent la contamination immédiate de l’eau, au moins de façon temporaire.

Les conséquences à court terme sur la chaîne alimentaire

Juste après le passage du panache radioactif, on observe une contamination des feuilles et, par conséquent, des productions végétales pour l’alimentation humaine et du bétail. Les légumes à feuilles (salades, épinards, poireaux…) sont les plus immédiatement affectés par cette contamination ; celle-ci diminue ensuite rapidement pour les légumes à feuilles récoltés dans les semaines qui suivent, car les nouvelles feuilles formées par la croissance végétale n’ont pas reçu de retombées radioactives (typiquement, les salades récoltées 50 jours après un accident sont cent fois moins contaminées que celles à maturité immédiatement après l’accident).

La contamination déposée sur les feuilles est rapidement absorbée par la plante et transportée par la sève vers d’autres parties de celle-ci, notamment les tissus de réserve qui se forment au cours des semaines qui suivent l’accident (fruits et légumes fruits, grains de céréales, tubercules, bois…). 

L’herbe, comme toutes les autres plantes à feuilles, est immédiatement contaminée par les retombées radioactive et les animaux qui s’en nourrissent se trouvent à leur tour contaminés. Parmi les denrées animales, le lait (vaches, brebis, chèvres) est le plus rapidement affecté par ce transfert de contamination, le maximum de contamination étant atteint dans les deux à trois jours suivant la formation des dépôts. La viande se contamine plus lentement mais plus durablement si l’animal continue de manger de l’herbe ou du fourrage contaminé.

Les retombées radioactives d’un accident nucléaire entraînent la contamination rapide de l’ensemble de la chaîne alimentaire. Cette contamination est maximale immédiatement après la formation des dépôts pour les légumes à feuilles, 2 à 3 jours après pour le lait, et quelques semaines plus tard pour la viande. Une fois passé ce maximum de contamination, on observe une diminution plus ou moins rapide de celle-ci.

Exposition des personnes au dépôt radioactif

Une personne vivant dans un territoire contaminé par des retombées radioactives peut être exposée selon des voies multiples et plus ou moins directes. Les principales voies d’exposition à court terme sont :

• la contamination interne par ingestion de denrées contaminées récoltées sur ce territoire. Comme dans le cas d’une contamination par inhalation, les radionucléides incorporés, après avoir franchi la barrière digestive, demeurent plus ou moins longtemps dans les tissus et organes, entraînant une exposition du corps aux rayonnements ionisants ;
   
• l’irradiation externe par les radionucléides émetteurs gamma déposés. L’intensité de cette exposition dépend notamment de l’importance des dépôts radioactifs, de la géométrie des surfaces contaminées et du mode de vie (temps de présence à l’extérieur des bâtiments) ;
   
• la contamination interne par ingestion involontaire de particules radioactives. Cette voie d’exposition, généralement d’importance secondaire, existe lorsqu’une personne touche avec ses mains des surfaces portant des dépôts labiles (radionucléides non fixés sur la surface) ou des matériaux meubles contaminés (terre) puis porte ses mains à la bouche. Cette voie d’exposition peut devenir significative chez le jeune enfant, en l’absence de précaution. 

De façon secondaire, il existe un risque d’exposition par inhalation de particules radioactives remises en suspension à partir du dépôt. Les doses correspondantes sont généralement faibles, comparées à celles dues aux autres voies d’exposition. Toutefois, ce risque devrait être pris en considération pour certaines personnes effectuant des travaux salissant dans des zones particulièrement contaminées.

Comment réduire les doses reçues par les personnes vivant dans un territoire contaminé ?

Immédiatement après la formation du dépôt radioactif, alors que des opérations de nettoyage n’ont pas encore pu être engagées, des actions de protection peuvent être mise en oeuvre en fonction de l’importance des dépôts, pour réduire les doses des personnes qui vivent dans un territoire contaminé par les retombées radioactives de l’accident :

• l’interdiction temporaire de consommation et de commercialisation des productions alimentaires d’origine locale, afin d’éviter tout risque d’exposition par contamination interne, notamment sur la période au cours de laquelle la contamination de ces productions est maximale. Cette interdiction permet en particulier de ne pas être exposé aux iodes radioactifs qui contaminent les produits frais récoltés (légumes à feuilles et lait notamment) et ainsi d’éviter une dose à la thyroïde qui, le cas échéant, pourrait s’ajouter à celle déjà reçu lors de l’exposition au panache radioactif ;
   
• l’éloignement immédiat de la population, si l’interdiction de consommer des productions alimentaires locales ne suffit pas à maintenir les doses reçues à un niveau suffisamment bas, notamment en raison d’une irradiation externe trop élevée pour permettre un maintien permanent de personnes. Cet éloignement peut être temporaire, le temps que la radioactivité diminue de façon spontanée ou du fait des opérations d’assainissement engagées.

Dans les territoires moins touchés par les retombées radioactives, des actions de protection des populations résidentes peuvent ne pas être nécessaires (tout au plus quelques recommandations pour prévenir les pratiques les plus sensibles à la contamination) mais une surveillance renforcée de la contamination des productions agricoles avant commercialisation permet de vérifier que les produits mis sur le marché respect les niveaux maximaux admissibles de contamination, fixés par la réglementation européenne afin de protéger les consommateurs, y compris ceux vivant à l’extérieur des territoires contaminés.