Chapitre V : CODES ET PROGRAMMES INTERNATIONAUX
2) Présentation succinte des modèles
Le tableau 17 présente les différents modèles utilisés suivant les scénarios.
TABLEAU n° 17
Scénarios et Modèles de BIOMOVS
Scénario —»
modèles J,
AECL AMURAD BILTH BIOLAKE BIOPATH BIOS
BIOSPHERE CEGB DECOS DETRA ECOS ECOSYS IAEA JAERI LASER NCRP NRIC NRIRR NRPB PSI/NAGRA RISO
SCK/CEN SIRATEC TCDOS TERRA TRUMP USNRC 1.109
A5
[4]
B2
[5]
B3
[2]
B5 [61
B6 [7]
:. ' •: ~\
B7
[8]
> - ;* y
-- - ^
-a) Le modèle AECL frfl
Le modèle AECL a été développé par l'Etablissement de Recherche Nucléaire de Whitshell, au Canada. Il simule le comportement de contaminants libérés sur une longue période de temps de la géosphère aux systèmes aquatiques et terrestres de surface. Il estime les concentrations dans différents compartiments afin d'estimer les doses reçues par les membres d'un groupe critique. C'est une version modifiée d'une des composantes du code SYVAC (Systems Variability Analysis Code). C'est un modèle couplé à une méthode d'analyse d'incertitude.
milieu aquatique
FIGURE n° 15 Le modèle AECL ^
milieu terrestre POISSON
translation
EAU
bioaccumulation translation
diffusion draguage
advection
translation
SEDIMENT de surface
translation
eau de boisson
diffusion
ingestion du sol
SOL (zone racinaire)
advection
SEDIMENT
profond SOL
diffusion advection
diffuse
n
eausouterrainetranslation = advection horizontale
Ce modèle est utilisé dans les scénarios B2, B6 (milieu terrestre) et B7 (milieu aquatique et terrestre).
b) Le modèle AMURAD PI
Le modèle AMURAD a été développé aux Etats-Unis, par Oak Ridge National Laboratory (ORNL). Il fut conçu originellement pour prévoir la migration de 226Ra dans un lac d'eau douce. C'est un modèle dynamique composé de six compartiments, couplé avec une méthode statistique d'analyse d'incertitude.
FIGURE n° 16 Le modèle AMURAD P]
EAU
\
VEGETATION AQUATIQUE
\
i
GROS POISSONS
INVERTEBRES
i
PETITS POISSONS
SEDIMENT
Ce modèle est utilisé dans les scénarios B3 (milieu aquatique) et B5 (milieu aquatique et terrestre).
Dans ce dernier, les concentrations de radium dans le sol et les cultures sont calculées de la façon suivante :
concentration dans le sol = (concentration dans le sédiment)*(facteur de dilution du sédiment dans le sol) concentration dans les cultures = (concentration dans le sol)*(facteur de transfert sol-culture)
c) Le modèle BILTH W
Le modèle BILTH a été développé par le Laboratoire de Recherche sur les Radiations des Pays-Bas. Il fut conçu pour estimer les concentrations de Cs dans l'eau, les poissons et les sédiments (utilisé uniquement pour le scénario A5 du lac Hillesjôn).
FIGURE n° 17 Le modèle BILTH M
eau de rivière
r
lepotEAU
du lac POISSON
\évacuation
^ v du lac
d) Le modèle BIOLAKE M
Le modèle BIOLAKE a été développé par Chalk River Nuclear Laboratories (CRNL), au Canada. C'est un système composé de cinq compartiments. Il est utilisé dans le scénario A5 (milieu aquatique).
FIGURE n° 18 Le modèle BIOLAKE W
bassin
hydrographique LAC
SEDIMENT
POISSON
^évacuation
>^ du lac
e) Le modèle BIOPATH [4,5]
Le modèle BIOPATH est une réalisation suédoise, de Studsvik AB Nuclear. C'est un modèle dynamique composé de plusieurs compartiments, couplé avec une méthode statistique d'analyse d'incertitude. Il a été développé pour d'une part, estimer le recyclage des radionucléides ou autres polluants dans la biosphère et pour d'autre paît, pour calculer la dose à l'homme.
Ce modèle est utilisé dans les scénarios A5, B2, B3, B5 et B6. Il est souvent modifié selon les scénarios.
FIGURE n° 19 Le modèle BIOPATH
HOMME Eau de boisson
Tubercules
Légumes verts
Poisson Viande Lait
Céréales Externe Inhalation
4.
Aii-Sol des Jardins
Bétail Pâturage Sol des champs
tt
f) Le modèle BIOS frfl
Le modèle BIOS a été élaboré en Angleterre par le comité national de protection radiologique (NRPB). C'est un modèle dynamique réalisé au prime abord pour calculer l'impact sur la biosphère du stockage profond des déchets radioactifs. Mais il peut également être utilisé pour l'estimation à long terme de rejets routiniers de radionucléides. Ce modèle est utilisé dans les scénarios B2, B3, B5 et B6. (Il calcule les concentrations en radionucléides dans les eaux de boisson après filtration.)
FIGURE n° 20 Le modèle BIOS &&
SOL profond
TERRES
A
cultivées
i
- SOL
/ \
\
\
LAC ou RIVIERE
V
PATURAGE
1
1
SEDIMENT de surlace
i
1
SEDIMENT milieu
g) Le modèle BIOSPHERE [5]
Le modèle BIOSPHERE a été élaboré par le SCK/CEN, en Belgique. C'est un sous modèle du modèle PAMS (Performance Analysis for Shallow Land Burial Installations). Ce modèle est utilisé dans les scénarios B2 et B5.
FIGURE n° 21 Le modèle BIOSPHERE Œ
eau souterraine
irrigation
AIR
interception pertes I pâturage
CULTURES
SOL
remise en suspension
eau de boisson
BETAIL
ingestion du sol
h) Le modèle CEGB CT
Le modèle CEGB a été élaboré par le Laboratoire Nucléaire de Berkeley et le Comité Central de Production d'Electricité (CEGB), du Royaume-Uni.
FIGURE n° 22 Le modèle CEGB PI eau
souterraine
irrigation
interception
il
perles EXTERIEUR] INTERIEUR
des —f**" des CULTURES» CULTURES
recyclage
pâturage
SOL
remise en suspension
eau de Jboisson BETAIL
ingestion du sol
pertes
Ce modèle est utilisé dans le scénario B2 (milieu terrestre).
i) Le modèle DECOS
Le modèle DECOS a été mis au point au Royaume-Uni, par le département environnement de l'Associated Nuclear Services.
Ce modèle est utilisé dans le scénario B6 (milieu terrestre).
j) Le modèle DETRA K,5]
Le modèle DETRA a été élaboré par le Centre de Recherches Techniques de Finlande.
Il a été mis au point pour le calcul des doses via le transport des radionucléides dans l'environnement. Il est composé de deux parties : un modèle de compartiments linéaires et dynamiques décrits par des équations différentielles du premier ordre, et un modèle de risque d'exposition.
FIGURE n° 23 Le modèle DETRA milieu aquatique
LAC nourriture
des poissons
gardon brochet perche ^—»- perche SEDIMENT 0-5 cm
milieu terrestre SEDIMENT 5-10 cm
SEDIMENT 10-35 cm
eau souterraine
irrigation
interception
r
/CULTURES pâturage
remise en suspension
SOL
BETAIL
ingestion du sol
pertes
Ce modèle est utilisé dans les scénarios A5 et B3 (milieu aquatique) et les scénarios B2 et B6 (milieu terrestre).
k) Le modèle ECOS Œ
Le modèle ECOS a été réalisé par le département environnement de l'Associated Nuclear Services (ANS), au Royaume-Uni.
FIGURE n° 24 Le modèle ECOS G]
eau souterraine contaminée
milieu terrestre
interception PJfles
• /
dépôt.
AIR
CULTURES
irrigation
SOL
pâturage
remise en suspension
BETAIL
ingestion du sol
eau de boisson
EAU
milieu aquatique
EAU POISSON
SEDIMENT
Ce modèle est utilisé dans les scénarios B2 (milieu terrestre) et B3 (milieu aquatique).
Il calcule les concentrations en radionucléides dans les eaux filtrées de boisson.
1) Le modèle ECOSYS Œ
Le modèle ECOSYS a été mis au point en Allemagne (de l'Est).
FIGURE n° 25 Le modèle ECOSYS P]
eau souterraine contaminée
irrigation
interception
CULTURES
SOL
ALIMENT BETAIL
pertes
Ce modèle est utilisé dans le scénario B2.
m) Le modèle IAEA M
Le modèle a été réalisé par l'IAEA (Agence Internationale pour l'Energie Atomique), en Autriche. IL est utilisé dans le scénario B2.
FIGURE n° 26 Le modèle IAEA [5]
eau souterraine contaminée
irrigation
interception
CULTURES
pertes pâturage
eau de boisson
BETAIL
SOL
ingestion de sol
pertes
n) Le modèle JAERI W
Le modèle JAERI a été développé par le Département de Recherches de Sécurité pour l'Environnement du Japon. Il a été mis au point pour calculer les concentrations de radionucléides et autres polluants dans un lac. C'est un modèle dynamique à quatre compartiments biosphériques.
Le comportement de chaque nucléide en fonction du temps est décrit par une équation différentielle du premier ordre.
FIGURE n° 27 Le modèle JAERI W
EAU du LAC
poissons d'eau douce
SEDIMENT de surface
SEDIMENT profond
Ce modèle est utilisé dans le scénario A5.
o) Le modèle LASER PI
Le modèle LASER a été développé par le Laboratoire National Risô, au Danemark. Il a spécialement été conçu pour le scénario B3. C'est un modèle à un seul compartiment. Il calcule les concentrations en radionucléides dans les eaux filtrées de boisson.
poissons.
L'incertitude porte sur les valeurs de Kd et les facteurs de bioaccumulation pour les FIGURE n° 28
Le modèle LASER
EAU POISSON
J pertes dans les sédiments
t
p) Le modèle NCRP [2,5]
Le modèle NCRP est un modèle américain, développé par l'ORNL. Ce modèle est utilisé dans les scénarios B2 (milieu terrestre) et B3 (milieu aquatique, c'est le plus simple pour le transfert des radionucléides de l'eau aux poissons).
FIGURE n° 29 Le modèle NCRP t2-^
milieu terrestre eau
souterraine contaminée
irrigation
interception
•
CULTURES
SOL
pertes 'pâturages
eau de boisson
BETAIL
milieu aquatique
pertes EAU POISSON
q) Le modèle NRIC
Le modèle NRIC a été mis en oeuvre par le Centre National de Recherche de Tchécoslovaquie
Ce modèle est utilisé dans les scénarios B6 (milieu terrestre).
r) Le modèle NRIRR »1
Le modèle NRIRR a été réalisé en Hongrie par l'Institut National de Recherches en Radiobiologie et en Hygiène radîologique (NRIRR). C'est un modèle de compartiments linéaires dynamiques. Il est défini par des équations différentielles du premier ordre. Il a été conçu spécialement pour le scénario B7, afin d'étudier la pollution dans l'environnement d'une installation nucléaire. Le but était de calculer la concentration en radionucléides dans différents compartiments en fonction du temps à la suite de rejet de radioactivité dans l'eau.
FIGURE n° 30 Le modèle NRIRR [8]
CULTURE
racinaire POISSON
consommation
SOL