Chapitre 2 : Matériels et Méthodes
1. Choix des sites étudiés
L’étude des niveaux d’activités des principaux radionucléides naturels dans les denrées nécessite une approche in-situ afin de garantir une bonne représentativité de ce qui est consommé par l’homme. Pour une région donnée, la composition minéralogique de la roche mère représente le facteur principal influençant la quantité et la nature des radionucléides naturels trouvés dans un sol. D’autres facteurs tels que l’intensité, le type et la durée des processus d’altération contrôlent également la composition en radionucléides naturels des sols (Osburn, 1965). Du fait de sa diversité géologique et climatique, il existe en France une forte variabilité spatiale de la radioactivité d’origine naturelle dans les sols qui va avoir pour effet d’induire une variabilité des activités dans les denrées.
L’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), dans le cadre de sa mission de surveillance radioécologique de l’environnement, a acquis de nombreuses données sur les activités des radionucléides naturels (40K, chaînes uranium-thorium) sur l’ensemble du territoire français. La distribution statistique réalisée à partir des activités de l’uranium obtenues dans les sols français montre que la majorité des sols prélevés présentent des activités proches de la moyenne française (figure 2.1). Certains sols provenant de régions granitiques comme la Corse, le Mercantour et les Vosges, présentent cependant des activités supérieures à 70 Bq.kg-1 alors que dans des régions sédimentaires comme la vallée du Rhône et la vallée du Rhin,les activités mesurées sont inférieures à 20 Bq.kg-1.
0 20 40 60 80 100 120 140 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Activité du 238U dans les sols en France (Bq.kg-1 sec)
N o m b re d 'a n a ly se s M o y e n n e e n F ra n ce 4 0 B q .k g -1
Figure 2.1 : Distribution statistique des activités massiques de l'uranium dans les sols français analysés par l'IRSN.
Afin de caractériser l’ensemble de la gamme de variabilité des radionucléides naturels, un panel de sites caractérisés par différentes activités en uranium dans les sols a été choisi (figure 2.2). Une première zone d’étude caractérisée par de faibles concentrations en uranium (< 20 Bq.kg-1), est localisée dans la vallée du Rhône (RV). Une seconde est située dans le Massif central (MC) et se définit par des activités dans les sols proches de la moyenne (~ 40 Bq.kg-1). Enfin, les deux dernières zones caractérisées par de fortes concentrations (70 Bq.kg-1) sont situées dans les Vosges (VM) ainsi que dans les premiers contreforts de l’ouest du Massif central (W-MC).
1.1. La vallée du Rhône
La localisation exacte de notre site d’étude dans la vallée du Rhône se situe sur la rive droite du couloir rhodanien, entre le défilé de Donzère, au Nord et la ville de Mondragon, au Sud (figure 2.3). 0 2 km 0 2 km Complexe Nucléaire de Tricastin Pierrelatte St-Paul-Trois-Château Mondragon Bollène Lapalud Grillon Montségur-sur-Lauzon
Figure 2.3 : Localisation du site d’étude situé dans la Vallée du Rhône (RV).
Cette zone correspond donc à la plaine du Tricastin. Sur le plan climatique, cette région appartient nettement à la Provence, avec une végétation de type garrigue sur les plateaux et reliefs calcaires. Les terrains plus humides ou irrigués sont réservés aux céréales, aux oléagineux, aux cultures maraichères et aux arbres fruitiers. Sur le plan géologique, la zone d’étude se caractérise par une vaste cuvette, dont le centre est composé de terrains tertiaires généralement masqués par
d’immenses cônes alluviaux würmiens, à pente très faible. Le réseau hydrographique est commandé par l’omniprésence du Rhône dont la vallée occupe toute la bordure ouest. Cependant, dans notre zone d’étude, le Rhône laisse place au canal de dérivation de Donzère-Mondragon qui aboutit à l’usine hydroélectrique de Bollène. Ce canal sert également de refroidisseur pour la centrale nucléaire de Tricastin. Plusieurs cours d’eau viennent se jeter dans le Rhône dans cette zone, notamment le Lez et ses petits affluents. Ces cours d’eau drainent une large vallée comblée d’épandages würmiens. Cette vaste plaine sépare deux ensembles géologiques : à l’ouest les reliefs de Grignan à Suze-la-Rousse, où dominent les molasses burdigaliennes transgressives sur le Crétacé supérieur, et à l’est, les reliefs de Valréas à Visan où affleurent les marnes sableuses du Tortonien coiffées de conglomérats messiniens (Debelmas et al., 2004). Des alluvions récentes à actuelles sont largement développées dans la vallée du Rhône et dans les vallées adjacentes. Ce sont principalement des limons sablo-argileux à lentilles graveleuses plus ou moins grossières. Des colluvions sont également présentes sur cette zone et proviennent d’un mélange des divers constituants du substrat, remaniés par lessivage superficiel ou solifluxion. Là encore, tous les intermédiaires existent, entre les colluvions dont la composition est l’exact reflet du substrat et ceux, plus polygéniques, où se mélangent des apports d’origines variées. On note également la présence de sables glauconieux en certains endroits qui sont généralement des sables plus ou moins marneux, très souvent colorés en jaune à ocre-rouge par suite de l’altération continentale fini-crétacée. La zone est également constituée de formations résiduelles ou faiblement remaniées, indifférenciées. Ces formations sont peu développées, et se sont formées aux dépens du substrat sous-jacent ou proche (Champenois et al., 1971). La plaine alluviale du Rhône montre des sols alluviaux argilo-sableux à galets surtout calcaires, centimétriques à décimétriques. Ce sont des sols profonds, faciles à travailler et contenant une nappe plus ou moins profonde. Cette plaine est abondamment cultivée (maïs et vergers principalement). Dans les vallées affluentes, les sols sont plus hétérogènes et reflètent la géologie des versants. On peut généralement y distinguer des sols caillouteux des lits mineurs et ceux des bordures inondables, plus limoneux, souvent hydromorphes, parfois de type gleys quand la configuration des lits alluviaux ralentit la circulation des nappes. Les terrasses et les grands cônes alluviaux würmiens possèdent des sols qui ont subi d’importants phénomènes d’évolution. Les nombreuses surfaces occupées jadis par des lacs aux environs de Saint-Paul-Trois-Châteaux et entre Bollène et Montségur, représentent un cas particulier avec la présence de lits tourbeux qui sont abondamment cultivées. Dans les reliefs calcaires, on trouve seulement des lithosols, parfois revêtus d’une mince couche de terre jaunâtre, voire des rendzines généralement impropres à la culture.
Du fait de la présence sur ce site du complexe nucléaire du Tricastin, deux zones distinctes ont été définies. Une première zone, au sud du complexe, se situe sous les vents dominants des industries nucléaires (figure 2.4) et est potentiellement influencée par des rejets atmosphériques ou liquides. Une deuxième zone a été choisie en dehors des vents dominants, au nord-est du site afin de pouvoir évaluer l’influence des rejets des industries du site. Le complexe nucléaire du Tricastin regroupe des installations du début et de la fin du cycle du combustible nucléaire
d’AREVA, des installations de recherche du C.E.A. (Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energie Alternatives) ainsi qu’un C.N.P.E. d’EDF. Ce complexe représente la plus importante concentration d’industries nucléaires de France. La diversité des activités liées au cycle du combustible nucléaire engendre la présence sur le site d’uranium à l’état naturel, d’uranium appauvri (235U/238U < 0,72%), d’uranium de retraitement (présence de 236U) et d’uranium enrichi (235U/238U > 0,72%).
Figure 2.4 : Rose des vents associée au complexe nucléaire du Tricastin. Valeurs moyennes sur l’année 2009.
1.2. Le Massif central
La zone d’étude s’étend du Nord au Sud, de Clermont Ferrand à Saint Nectaire, et s’étend à l’Est jusqu’à St Dier d’Auvergne (figure 2.5).
0 10 km