Radioattività a La Maddalena. La relazione tecnica del CRIIAD

Commission de Recherche et d'Information
Indépendantes sur la Radioactivité

Analyses d'eau de mer et algues marines dans les bouches de Bonifacio (Corse du Sud) et le secteur de la Maddalena suite a l'incident de navigation du sous-marin USS HARTFORD

Référence: CRIIRAD 04-01 /15 janvier 2004 / V1

Analyses réalisées par le laboratoire de la CRIIRAD a la demande de l'association ABCDE de Bonifacio

Contexte

Le sous-marin a propulsion nucléaire USS Hartford aurait heurté les fonds marins a environ 30 kilomètres au sud de Bonifacio (Corse du Sud) le 25 octobre 2003. L'accident a été rendu public le 12 novembre 2003.

L'association ABCDE de Bonifacio et la CRIIRAD ont decide de procèder, sur leurs fonds propres, a quelques contróles radiologiques préliminaires. Ce travail limite ne constitue en aucune manière un bilan du marquage radiologique de l'environnement qui pourrait atre lié au fonctionnement de la base militaire américaine mais visait è déterminer si cet incident avait pu conduire a une pollution radioactive grave.

En effet, la réalisation d'une expertise radiologique approfondie ne peut pas bien entendu étre réalisée sur les seuis fonds propres des associations partenaires.

Le laboratoire de la CRIIRAD a recommandé que soit effectuée en priorité la recherche de radionucléides émetteurs gamma dans des algues marines. En effet, certaines algues ont une forte capacité de bioaccumulation pour de nombreux radionucléides.
Elles peuvent ainsi renseigner sur des pollutions intervenues plusieurs semaines voire plusieurs mois auparavant.

Le dosage du tritium dans les eaux de mer a été effectué également. Ce type de mesure a été réalisé a tifre indicatif car, compte tenu du délai écoulé entre l'incident et le prélèvement (presque un mois) et des fortes dilutions dans l'eau de mer, il était peu probable qu'une contamination soit détectée a ce niveau.

Collecte des échantillons

Les 17 et 18 novembre 2003, le WWF Gallura / Sardaigne a collecté des échantillons d'eau de mer et d'algues marines a proximité du lieu de l'accident, dans le secteur des iles de la Maddalena, San Stefano et Caprera. Ces échantillons ont été expédiés a la CRIIRAD par l'association ABCDE et recus le 28 novembre 2003.

En complément et afin de pouvoir effectuer une comparaison en un site plus éloigné du lieu de l'incident, la CRIIRAD a demandò a l'association ABCDE de collecter 2 échantillons d'algues marines sur les cótes du sud de la Corse è proximité de Bonifacio (golfes de Sant'Amanza et Ventilegne). Ces échantillons ont été collectés le 9 décembre 2003 et réceptionnés a Valence le 15 décembre 2003.

Une carte de localisation des prélèvements est jointe en annexe 1.

Analyse des eaux de mer

En cas de fuite radioactive sur un réacteur de sous-marin nucléaire, du tritium pourrait ètre émis en grande quantité dans l'environnement. Dans les réacteurs nucléaires classiques, le tritium est produit par la fission ternaire de l'uranium et par activation neutronique du fluide primaire. Le tritium est un isotope radioactif de l'hydrogène, il est donc particulièrement mobile et rapidement incorporé aux molécules d'eau. Le tritium qui a une periodo physique de 12,3 ans se désintègre en émettant des rayonnements bèta.

Le dosage du tritium dans les trois échantillons d'eau de mer a été effectué au laboratoire de la CRIIRAD(1) du 4 au 8 décembre 2003 sur 10 millilitres d'eau après distillation.

Les resultats obtenus sont tous ìnférieurs a la limite de détectìon de 2 Bq/l (Becquerel par litre). Ce resultat démontre qu'il n'y avait pas entre les 17 et 18 novembre 2003 de grave pollution en tritium des eaux de mer dans le secteur de la Maddalena.

Cependant, la limite de détection n'est pas suffisamment basse pour exclure tout marquage radiologique en tritium puisque le niveau naturel dans l'eau de mer est typiquement inférieur a 0,2 Bq/l en l'absence de pollution.

Analyse des algues marines

En cas de fuite radioactive sur un réacteur de sous-marin nucléaire plusieurs types de radionucléides pourraient contaminer l'environnement:
- éléments associés au combustible (uranium 238, uranium 235, et transuraniens: isotopes du plutonium),
- produits de fission (césium 137, iode 131, lode 129,etc..),
- produits d'activation (radiocobalts, argent 110m, etc..).

Dans la mesure où une grande partie de ces radionucléides émet en se désintégrant des rayonnements gamma, une spectrométrie gamma a été effectuée sur les algues afin de mesurer l'activité de certains de ces radionucléides.

Les analyses ont été effectuées au laboratoire de la CRIIRAD(2) sur 16 a 57 grammes d'algues fraìches (prélèvements des 17 et 18 novembre 2003) ou après dessiccation (prélèvements du 9 décembre 2003).

Dans les 2 cas les résultats d'analyse ont été exprimés en Bq/kg sec (Becquerel par kilogramme de matière sèche) et ramenés è la date du prélèvement (correction de la décroissance radioactive).

Compte tenu des faibles quantités disponibles il n'a pas été possible de procèder a un comptage dans des conditions optimales, les limites de détection obtenues sont donc relativement élevées (utilisation d'une geometrie a faible contenance de 66 cc alors que pour ce type d'elude le laboratoire utilise normalement une geometrie 560 cc qui permet d'améliorer d'un facteur proche de 10 la limite de détection).

Les resultats détaillés sont reportés dans le tableau en annexe 2.

Aucun radionucléide artificiel émetteur gamma n'est mis en évidence (ni produits de fission, ni produits d'activation, ni américium 241 couramment associé au plutonium 241).

On détecte la présence de 4 radionucléides naturels émetteurs gamma dans les échantillons d'algues marines :
- Du thorium 234 (descendant de l'uranium 238): de 621 a 4 727 Bq/kg sec,
- Du plomb 210 (descendant de l'uranium 238): de 166 a 245 Bq/kg sec,
- Du plomb 212 (chaìne du thorium 232): de 20 a 29 Bq/kg sec
- Du béryllium 7 (cosmogénique): de 106 a 438 Bq/kg sec.

Pour le plomb 210, plomb 212 et béryllium 7, les résultats obtenus sont relativement comparables d'un site a l'autre (compte tenu des marges d'incertitude) et n'appellent pas de commentaires particuliers.

Questionnements concemant le thorium 234 et
l'uranium:

Pour le thorium 234 on observe de fortes variations entre les 5 échantillons que l'on peut classer en 2 groupes:

1. Activité du thorium 234 comprise entre 620 et 860 Bq/kg sec dans les algues " vertes " collectées près du lieu de l'incident et les 2 échantillons d'algues (" vertes et rouges ") collectées près de Bonifacio, a environ 30 kilomètres du lieu de l'accident,
2. Activité 4 a 7 fois plus élevée (3 900 et 4 700 Bq/kg sec) dans les 2 échantillons d'algues " rouges " collectées près de la zone de l'accident.

Ces derniers résultats sont étonnement élevés par rapport a ceux obtenus habituellement par la CRIIRAD et par d'autres laboratoires sur les cótes francaises continentales. Les activités en thorium 234 sont en effet habituellement de l'ordre de quelques dizaines (voire quelques centaines) de becquereis par kilogramme sec.

Ainsi les mesures réalisées par la CRIIRAD en 1997 sur 3 espèces d'algues collectées sur les cótes du Cotentin a proximité de l'émissaire de rejet de l'usine de retraitement de la Hague donnaient des activités en thorium 234 proches de 50 Bq/kg sec pour 9 échantillons de 3 espèces différentes (Laminaria digitata, Fucus serratus et Chondrus crispus).

L'interprétation reste difficile car nous ne disposons pas de références concernant les teneurs habituelles en thorium 234 en mediterranee et dans l'espèce correspondant aux algues rouges collectées près de la Maddalena (voir photographies en annexe 3). On pourrait imaginer en effet, que cette espèce dispose d'une capacité particulière de bioaccumulation du thorium 234.

L'interprétation de l'origine de ces variations est compliquée par le fait que le thorium 234 est le premier descendant de l'uranium 238.
Habituellement dans les sois il y équilibre entre l'uranium 238 et le thorium 234 (leurs activités sont égales). Dans les algues par contre un déséquilibre est envisageable. Selon des experts européens, le facteur de concentration du thorium 234 dans les algues serait en moyenne 2 fois plus élevé que celui de l'uranium 238. L'activité de l'uranium 238 pourrait alors ètre deux fois inférieure è celle du thorium 234.

Un dosage spécifìque de l'uranium 238 par spectrométrie alpha devra ètre réalisé pour vérifier ce point. Ceci est très important car l'uranium 238 peut avoir une doublé origine (naturelle et lieo aux activités nucléaires). Le fait que l'activité de l'uranium 235 (isotope fissile de l'uranium utilisé dans les réacteurs nucléaires) reste inférieure a la limite de détection dans les 5 algues étudiées suggère qu'il ne s'agii pas d'uranium enrichi et conforte a priori l'hypothèse d'un uranium d'origine naturelle (sans exclure la présence d'uranium appauvri).

Afin de valider cette hypothèse iI serait utile de compléter cette campagne d'analyse préliminaire en procédant a une nouvelle collecte de ces algues rouges en quantités plus importantes, en plusieurs points a proximité du lieu de l'incident et a plus grande distance hors influence de la base militaire. Il faudra s'entourer des compétences de spécialistes en biologie marine pour l'identification des espèces.

Dans tous les cas - origine naturelle du thorium 234 et/ou marquage radiologique par des activités humaines - il convient de poursuivre les investigations compie tenu de la radiotoxicité de l'uranium 238 par ingestion. Il est dono recommandé de mesurer les teneurs en uranium et thorium dans d'autres échantillons de la faune, de la flore et de la chame alimentaire dans le secteur de la Maddalena.

Recommandations

Les analyses préliminaires réalisées par le laboratoire de la CRIIRAD sur des échantillons d'algues marines collectées par les associations WWF Sardaigne et ABCDE dans la zone proche de l'incident de navigation du sous-marin USS HARTFORD permettent a priori d'exclure une grave pollution radioactive de l'environnement. Compie tenu du caractère très préliminaire et limite de ce travail et des questionnements concernant des teneurs anormales en thorium 234 (descendant de l'uranium 238) dans Ies algues rouges, la CRIIRAD recommande:

1 / Que les autorités italiennes et américaines foumissent les résultats des campagnes de mesure de la radioactivité dans le secteur de la Maddalena avant l'implantation de la base militaire. Ce type d'étude a dù étre effectué dans la mesure où il s'agissait d'implanter une installation a risque et potentiellement polluante. Le secret défense ne saurait atre invoqué concernant des mesures d'environnement antérieures a la mise en oeuvre de l'instaltation. Il serait utile de disposer également des résultats de mesures postérteures a la mise en service de la base.

2 / Que soit engagée une expertise radioécologique indépendante permettant de réaliser des échantillonnages plus conséquents en termes de:
- nombre de stations d'échantillonnage,
- types de matériaux collectés (différentes espèces d'algues, mollusques, crustacés, poissons, des boues et sédiments, etc...),
- types de radionucléides recherchés (dosage de l'uranium 238 et 235 par spectrométrie alpha, dosage du tritium dans la faune et la flore, dosage du carbone 14, des isotopes du plutonium, etc...).

Les moyens financiers nécessaires dépassent largement ceux que les associations CRIIRAD et ABCDE ont pu engager pour effectuer ces contróles préliminaires (environ 2 000 Euros).

PS: la CRIIRAD tient a remercier ici les bénévoles des associations ABCDE et WWF Gallura / Sardaigne qui ont assume la collecte et l'envoi des échantillons.

Rédacteur: Bruno Chareyron, ingénieur en physique nucléaire, responsable du laboratoire CRIIRAD.

Renseignements a la CRIIRAD:
Bruno Chareyron et Corinne Castanier
Tel: 04.75.41.82.50

Contacts locaux:

Association ABCDE a Bonifacio:
Mme Vincente Cucchi
Tel / fax: 0495731080

Association WWF Gallura (Sardaigne):
Mme Paola Buioni
Tel: 00390789755788