Les enjeux environnementaux et sanitaires de la gestion des matières et déchets radioactifs
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Publié le 02.12.2022
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Modifié le 19.07.2024
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La gestion durable des matières et des déchets radioactifs est assurée dans le respect de la protection de la santé des personnes, de la sécurité et de l'environnement (article L. 542-1 du code de l’environnement).
Si les enjeux environnementaux et sanitaires font partie intégrante des préoccupations du PNGMDR, ces derniers sont particulièrement mis en exergue depuis la 4e édition du plan, qui avait été soumise pour la première fois à l’avis de l’Autorité environnementale, et suite au début public mené pour l’élaboration de la 5e édition du PNGMDR.
Le PNGMDR 2022-2026 fixe des objectifs ambitieux dans ces domaines et les différentes actions pour y répondre sont consultables dans la rubrique consacrée au nouveau PNGMDR.
Cette rubrique regroupe des notions pour mieux appréhender les enjeux environnementaux et sanitaires des substances radioactives.
L'exposition à la radioactivité
La radioactivité
La radioactivité est présente naturellement dans les sols et dans l’air. Elle est également présente naturellement à des degrés divers dans l’alimentation (par exemple, 1 kg de pommes de terre contient environ 150 Bq du fait de la présence de potassium 40 ; une banane de 150 g contient une activité de 20 Bq). Elle peut être :
| D’origine naturelle | D’origine artificielle |
|---|---|
| De nombreux éléments radioactifs comme le potassium 40, l’uranium 235 et l’uranium 238, le radium 226 et le thorium 232 sont présents dans l’écorce terrestre. Leur concentration, toujours très faible, varie selon la nature du sol. La radioactivité est cinq à vingt fois plus élevée dans les massifs granitiques que dans les autres terrains. Le radon est un gaz radioactif issu de la chaîne de décroissance radioactive de l’uranium, qui peut s’accumuler dans l’air dans les endroits clos. La concentration en radon dans l’habitat en France est en moyenne de l’ordre de 70 Bq/m3, mais peut varier dans un intervalle très large. | Les radionucléides « artificiels » désignent les éléments radioactifs qui sont créés par les activités humaines. |
La mesure de la radioactivité dans l’environnement
Le réseau national de mesures de la radioactivité de l’environnement (RNM) centralise la surveillance de la radioactivité dans l’environnement en France. Les mesures proviennent des services de l’État et de ses établissements publics, des exploitants d’installations nucléaires ou d’autres acteurs publics, privés ou associatifs. Le site mesure-radioactivite.fr rend accessibles au grand public les 300 000 mesures réalisées annuellement en France dans les différents milieux (l’air, l’eau, le sol, la faune et la flore). En 2016, ce site recensait un total de 2 millions de données.
L’exposition de la population : limites réglementaires et protection
La population française dans son ensemble est exposée en permanence à des rayonnements ionisants. Ces derniers peuvent être émis par des atomes radioactifs d’origine naturelle ou artificielle présents dans l’air ou l’alimentation, ou par les atomes radioactifs présents dans la croute terrestre. Ils peuvent également provenir de l’irradiation cosmique (photons et particules venant de l’espace). L’utilisation des rayonnements dans le domaine médical, à des fins diagnostiques et thérapeutiques, contribue également à l’exposition de la population.
Transcription textuelle
Ce diagramme circulaire présente l’exposition de la population française aux rayonnements.
Sur un total d’exposition moyenne des français de 4,5 mSv par an, 36% sont d’origine artificielle.
L’exposition artificielle comprend 35% de l’exposition correspondant aux expositions médicales et moins de 1 % à une exposition liée aux industries, la recherche et les essais nucléaires militaires.
Le reste de l’exposition des français est d’origine naturelle.
32 % de l’exposition est liée au radon, 14 % aux rayonnements terrestres (minéraux radioactifs des sols) hors radon, 7 % aux rayonnements cosmiques et 12 % aux eaux et aliments.
Ces données sont issues du rapport d'un rapport de l’IRSN (n°2015-00001).
Les contributions majoritaires à l’exposition de la population proviennent des expositions médicales et de l’exposition au radon. La combinaison des différents modes d’exposition, en fonction des lieux d’habitation, de habitudes de vie et de consommation alimentaire et des examens médicaux réalisés, peut conduire à des situations individuelles d’exposition annuelle très différentes.
Transcription textuelle
Cette figure représente sous forme de frise quelques exemples de sources d’exposition à la radioactivité sur l’homme. Ces sources sont classées par ordre croissant d’exposition.
1 vol Paris/New York représente 0,03 mSv.
1 radiographie du thorax représente 0,1 mSv.
La législation a fixé à 1 mSv la dose maximale annuelle que peut recevoir le public du fait des installations nucléaires.
La dose moyenne de radioactivité reçue du fait du radon (gaz radioactif naturel) en France sur 1 an par personne est de 1,4 mSv.
L’exposition médicale moyenne des Français (scanners, radios…) sur 1 an est, elle, de 1,6 mSv.
La dose reçue à 3660 mètres d’altitude à la Paz en Bolivie en moyenne sur 1 an est de 2 mSv.
La dose moyenne d’origine naturelle reçue en France sur 1 an par personne est de 3 mSv.
Ainsi, la dose totale moyenne reçue en France sur un an par personne, d’origine naturelle et artificielle cumulée, est de 4,6 mSv.
La dose estimée reçue par les résidents les plus exposés des zones contaminées pendant les 20 premières années suivant l’accident de Tchernobyl est de 9 mSv.
1 scanner abdominal représente 12 mSv.
Enfin, la dose annuelle maximale tolérée aux travailleurs du nucléaire est de 20 mSv.
Limites d’exposition
Pour la population, la limite annuelle d’exposition de 1 mSv (millisievert), fixée par l’article R. 1333-8 du code de la santé publique, en cohérence avec l’article 12 de la directive 2013/59/EURATOM du 5 décembre 2013, s’applique à la somme des doses reçues en dehors de la radioactivité naturelle et de la médecine. Cette dose maximale admissible suit les recommandations de la Commission internationale de la protection radiologique, elle représente en moyenne environ 40 % de l’exposition naturelle. Cette dose peut être comparée aux 0,06 mSv reçus annuellement du fait des activités humaines (activités médicales exclues) ou aux 0,002 mSv représentant l’impact annuel d’une centrale nucléaire pour ses riverains.
Protection contre les effets de la radioactivié : sûreté, radioprotection, concept de défense en profondeur
La sûreté nucléaire est définie à l’article L. 591-1 du code de l’environnement comme « l’ensemble des dispositions techniques et des mesures d’organisation relatives à la conception, à la construction, au fonctionnement, à l’arrêt et au démantèlement des installations nucléaires de base ainsi qu’au transport des substances radioactives, prises en vue de prévenir les accidents ou d’en limiter les effets ».
La radioprotection est, quant à elle, définie au même article comme « la protection contre les rayonnements ionisants, c’est-à-dire l’ensemble des règles, des procédures et des moyens de prévention et de surveillance visant à empêcher ou à réduire les effets nocifs des rayonnements ionisants produits sur les personnes, directement ou indirectement, y compris par les atteintes portées à l’environnement ».
La sûreté nucléaire et la radioprotection obéissent à des principes et démarches mis en place progressivement et enrichis continuellement du retour d’expérience. En matière de sûreté, la défense en profondeur est le principal moyen de prévenir les accidents et de limiter leurs conséquences éventuelles. Elle consiste à mettre en œuvre des dispositions matérielles et organisationnelles, appelées lignes de défense, organisées en niveaux consécutifs et indépendants, et capables de s’opposer au développement d’un accident. En cas de défaillance d’un niveau de protection, le niveau suivant prend le relais. Un élément important pour l’indépendance des niveaux de défense en profondeur est la mise en œuvre de technologies différentes pour remplir la même fonction.
La nocivité des substances radioactives
Les effets sanitaires connus de la radioactivité
| Des effets immédiats | Des effets à long terme |
|---|---|
| Une forte irradiation par des rayonnements ionisants provoque des effets immédiats sur les organismes vivants comme, par exemple, des brûlures plus ou moins importantes. En fonction de la dose et selon l’organe touché, le délai d’apparition des symptômes varie de quelques heures (nausées, radiodermites) à plusieurs mois. Des effets secondaires peuvent être observés des années après une irradiation (fibrose, cataracte). Quand les tissus ne sont pas trop atteints, ces effets sont réversibles et les zones touchées peuvent guérir. Dans le cas d’une très forte irradiation, un trop grand nombre de cellules sont détruites, entraînant la destruction des tissus ou organes irradiés, ce qui peut nécessiter l’amputation d’un membre ou, en cas d’irradiation globale de l’organisme, peut conduire au décès de la victime. | Les expositions à des rayonnements ionisants peuvent avoir des effets à long terme sous la forme de cancers et de leucémies. La probabilité d’apparition de la maladie augmente avec la dose. Le délai d’apparition après l’exposition est de plusieurs années à plusieurs dizaines d’années. Une pathologie radio-induite n’a pas de signature génétique particulière : il n’existe pas de marqueur biologique permettant de différencier, par exemple, un cancer pulmonaire dû au tabac d’un cancer pulmonaire radio-induit. En l’absence d’effets directement mesurables, les risques liés aux faibles niveaux d’exposition sont estimés en extrapolant les données issues de l’étude des survivants irradiés lors des explosions d’Hiroshima et de Nagasaki, ou des patients en radiothérapie, pour lesquels les paramètres d’exposition sont très différents. Même s’il existe une relation entre l’exposition aux rayonnements ionisants et l’apparition de cancers, cette relation n’a pas été démontrée pour de très faibles doses. À l’heure actuelle, les effets sur la santé humaine d’une exposition à des doses inférieures à 100 mSv/an font l’objet de débats scientifiques. |
Les recherches sur la nocivité actuelle et future des substances radioactives
Le PNGMDR 2016-2018 a prescrit, à la suite de l’avis de l’Autorité environnementale du 20 juillet 2016, la réalisation d’une étude sur la nocivité actuelle et future des matières et des déchets radioactifs.
Le livrable remis par l’IRSN propose une méthode permettant de couvrir une large gamme de radionucléides et de substances chimiques, en établissant un jeu d’indicateurs portant sur la nocivité chimique et radiologique, humaine et environnementale. Ce jeu d’indicateur permet ainsi de quantifier la nocivité des matières et des déchets sur les différentes composantes, d’en déterminer des seuils théoriques de sécurité, et d’identifier sur quel indicateur la nocivité est la plus forte. La méthodologie d’évaluation est appliquée dans quatre situations types d’exposition :
- axe 1 : exposition régulière et prolongée d’un individu du fait de la présence d’un colis dans un local ;
- axe 2 : exposition accidentelle d’un individu du fait de la dispersion des substances contenues dans un colis ;
- axe 3 : exposition prolongée d’une population résultant de la dispersion dans l’environnement des substances contenues dans un colis ;
- axe 4 : exposition prolongée d’un écosystème résultant de la dispersion dans l’environnement des substances contenues dans un colis.
L’application de cette méthode nécessite toutefois que soient disponibles pour chaque colis de déchets, d’une part les inventaires chimiques et radiologiques, d’autre part les données de toxicité des substances chimiques retenues. Ces premiers travaux nécessitent ainsi d’être poursuivis et complétés afin d’éclairer les risques chimiques et radiologiques que présentent les matières et les déchets des différentes catégories ainsi que leur évolution dans le temps pour les risques radiologiques, compte tenu de la décroissance radioactive. La cinquième édition du PNGMDR prévoit la poursuite de ces travaux aux actions ENV.1 et ENV.2.
Pour aller plus loin
Rapport n° PSE-ENV/2018-00048 réalisé par l’IRSN en 2018 portant Méthodologie et critères envisageables pour apprécier la nocivité des matières et déchets radioactifs : irsn.fr/FR/expertise/rapports_expertise/surete/Pages/Rapport-IRSN-2018-00048_methodologie-criteres-nocivite-matieres-dechets-radioactifs.aspx
Concernant les risques liés aux faibles doses de rayonnements ionisants, le rapport de l’UNSCEAR (Comité scientifique des Nations unies pour l’étude des effets des rayonnements ionisants), « Biological mechanisms of radiation actions at low doses – A white paper to guide the Scientific Committee’s future programme of work » (2012) dresse un état des lieux des recherches menées dans ce domaine.
unscear.org/docs/reports/Biological_mechanisms_WP_12-57831.pdf (PDF)
Les recherches pour réduire la nocivité des substances radioactives
Plusieurs programmes sont actuellement menés pour réduire la nocivité des substances radioactives. Ils s’inscrivent dans le choix de la France de préserver la stratégie de traitement-recyclage du combustible jusqu’à l’horizon des années 2040, un choix réaffirmé dans la programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) pour la période 2019-2028.
Les différents acteurs de la filière nucléaire (CEA, EDF, Framatome et Orano) conduisent un programme de R&D sur le multi-recyclage du combustible dans les réacteurs à eau sous pression de troisième génération (MRREP), en tant que solution transitoire dans l’attente de la fermeture quasi-complète du cycle à l’aide de réacteurs de 4ème génération, susceptible d’intervenir à échelle industrielle dans la seconde moitié du siècle. Le multi-recyclage pourrait permettre de stabiliser l’inventaire en plutonium, de retraiter une partie des combustibles MOx usés et par conséquent de réduire le volume de déchets.
Le CEA mène également un programme de recherche sur les réacteurs de 4ème génération, qui repose sur un volet de simulation et un volet expérimental, permettant de garantir le maintien d’un socle de compétences et laissant la possibilité de créer un démonstrateur industriel en temps voulu.
Outre ces deux programmes de R&D, un appel à projets a été lancé en juillet 2021 dans le contexte du volet nucléaire du plan France Relance sur la recherche et le développement de solutions innovantes pour la gestion des déchets radioactifs. L'un des objectifs de cet AAP est d’identifier et d’explorer des solutions innovantes voire disruptives pour la gestion des déchets radioactifs, afin d'étudier des alternatives au stockage en couche géologique profonde, au regard des progrès et innovations possibles, notamment sur les déchets HA et MA-VL. Ces projets viseront à diminuer les quantités de déchets à vie longue ou leur activité et à limiter le recours au stockage en couche géologique profonde ou son emprise.
Les risques d’accidents nucléaires et d’exposition
En France, le contrôle de la sûreté nucléaire et de la radioprotection des activités nucléaires civiles est assuré par l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN), qui est une autorité administrative indépendante. Dans son rapport annuel, l’ASN recense les événements significatifs de nature à porter atteinte à la santé des personnes ou à l’environnement. Le dernier rapport de l’ASN publié en 2023 est disponible au téléchargement sur son site internet à l’adresse suivante : https://www.asn.fr/l-asn-informe/publications/rapports-de-l-asn/la-surete-nucleaire-et-la-radioprotection-en-france-en-2023. De plus, les avis d’incidents présentant un intérêt particulier pour l’information du public sont également publiés sur le site Internet de l’ASN. Le PNGMDR 2022-2026 a, sur cette question, demandé aux exploitants d’installations de gestion de matières et de déchets radioactifs d’établir l’historique des contaminations de nappes sur leurs sites.
Les risques d’accidents concernant les activités de gestion des matières et des déchets nucléaires sont également à prendre en compte à l’aune de l’exposition aux risques climatiques accrus. En effet, les événements climatiques extrêmes, tels que les tempêtes ou les inondations, pourraient avoir des impacts sur les infrastructures de transport ou sur les sites de stockage des matières et déchets (stockages de résidus de traitement miniers d’uranium protégés par des digues par exemple).
Le Comité directeur pour la gestion de la phase post accidentelle (Codirpa) est un groupe pluraliste, piloté par l’ASN, qui propose au Gouvernement des évolutions dans la stratégie nationale de protection de la population et de reconquête des territoires à la suite d’un accident nucléaire. Créé en 2005, ce comité regroupe des experts, des représentants des services de l’État et de la société civile. Ses travaux sont rendus publics sur le site de l’ASN.
Les enjeux de pollution liés à la gestion des matières et des déchets radioactifs
Pollution et consommation des eaux dans le cadre de la gestion des matières et déchets radioactifs
Si les centrales de production thermique (fossile ou nucléaire) sont extrêmement utilisatrices d’eau, les autres installations nucléaires de base du type centres de gestion et centres de stockage ne contribuent que de manière infime aux consommations d’eau douce attribuées aux installations électriques. À titre d’exemple, l’installation de traitement des déchets radioactifs Centraco a consommé en 2018 moins de 0,01 % des consommations annuelles d’eau de la France (Centraco Rapport 2018, Cyclife Groupe EDF, 2018).
En outre, l’enfouissement de déchets mal conditionnés pourrait être une potentielle source de pollution des eaux souterraines. Le dispositif de surveillance de l’IRSN autour des centres de stockage de déchets a permis à plusieurs reprises de détecter des contaminations entraînant la prise de mesures pour contrer la pollution, puis d’installer des systèmes de contrôle jusqu’au retour à l’état normal.
Les solutions d’entreposage et de stockage des matières et des déchets radioactifs sont un enjeu majeur dans la gestion du risque de contamination, à long terme, des eaux souterraines en particulier. En effet, les nappes phréatiques sont susceptibles d’être affectées en cas de perte d’étanchéité des colis de déchets radioactifs. À ce titre, les situations historiques et héritées de l’exploitation minière sont également porteuses de risques dans la mesure où les déchets qui y sont liés ne font pas toujours l’objet d’un conditionnement aux normes actuelles, bien que des mesures de surveillance soient réalisées pour vérifier l’absence de marquages radiologiques dans les sols et les eaux souterraines.
Pollution de l’air occasionnée par la gestion des matières et des déchets radioactifs
Le risque de radioactivité pour les populations et les travailleurs est essentiellement lié à la présence de radon 222, lui-même issu de l’uranium 238, au sein des lieux confinés comme les habitations. Il est également présent à l’état naturel dans l’air et l’exposition à cette substance est très variable. Elle dépend de la richesse du sol en uranium 238, de la porosité du sol, des matériaux de construction et de la ventilation de l’habitat où le radon peut se concentrer.
Si la radioactivité est un phénomène naturel, la présence de radon dans l’air peut également résulter de modes de gestion historiques des déchets.
Pollution des sols
La pollution radioactive des sols est principalement liée aux modes de gestion historiques des matières et des déchets radioactifs. Si la présence de radioactivité n’est toutefois pas nécessairement synonyme de risques sanitaires importants, elle suscite l’inquiétude des riverains et la préoccupation des autorités.
Les sites et sols pollués, ou potentiellement pollués, qui appellent une action de l’administration à titre préventif ou curatif sont inventoriés depuis le début des années 1990. En raison de son passé industriel, la France recensait au milieu de l’année 2018 environ 6 800 sites et sols pollués, ou potentiellement pollués, sur le site Internet Géorisques (anciennement dénommé : base Basol). Cette base de données a pour objet d’inventorier les sites et sols pollués, ou potentiellement pollués, y compris par des substances radioactives, appelant une action des pouvoirs publics à titre préventif ou curatif. Ce site est renseigné par les DREAL, avec une mise à jour journalière après chaque nouvelle saisie.
Pollutions sonores
Le secteur de la gestion des matières et des déchets radioactifs n’est pas concerné de manière significative par ces types de nuisances étant donné que les installations sont généralement localisées dans des zones à faible densité de population ou isolées dans des zones industrielles en périphérie des agglomérations. Elles réalisent par ailleurs peu d’activités à fort potentiel sonore et les niveaux sonores sont encadrés légalement dès la conception de l’installation.
Les transports de substances radioactives ne contribuent pour leur part qu’à la marge aux nuisances sonores induites par les transports au vu de la faible part qu’ils représentent dans ce secteur d’activité en France. Par mesure de sûreté, les convois tendent par ailleurs à éviter les zones urbaines. Les riverains peuvent être davantage affectés par les nuisances sonores lors des phases de construction et de démantèlement des installations qui occasionnent de nombreux transports et chantiers.
Pollutions visuelles
Les activités de gestion des matières et de déchets radioactifs sont à l’origine de peu de pressions en matière d’occupation des sols :
- les transports de matières et de déchets radioactifs utilisent les infrastructures de transport conventionnelles, et ne nécessitent pas la construction de nouvelles infrastructures ;
- la création de nouveaux centres de stockage à développer (déchets HA-MAVL et FAVL notamment), ne contribuent pas de façon significative aux pressions sur la répartition des sols à l’heure actuelle, les surfaces concernées directement par ces projets étant relativement faibles. Les exploitants doivent en tout état de cause mener des études d’insertion dans le paysage des infrastructures qu’ils envisagent de construire ;
- certains déchets radioactifs sont situés sur des sites disposant d’une autre activité principale (centres hospitaliers, etc.).