Le projet Amorad

Amélioration des modèles de prévision de la dispersion et d’évaluation de l’impact des radionucléides au sein de l’environnement (projet ANR-11-RSNR-0002)

Le projet Amorad, lancé en janvier 2014, a vocation à répondre à la question centrale "Comment évaluer plus précisément les conséquences d’un rejet de substances radioactives sur l’Homme et sur l’environnement ?". Il vise à améliorer deux types de modèles : ceux qui prévoient la dispersion des radionucléides dans l’environnement ; ceux qui évaluent l’impact de ces radionucléides sur deux compartiments de la biosphère et leurs interfaces : d’une part le milieu marin, d’autre part les écosystèmes terrestres et les eaux de surface associées.

Contexte du projet

L’accident qui a affecté la centrale de Fukushima Dai-ichi en mars 2011 a donné lieu à des rejets importants de substances radioactives qui ont été dispersées dans l’atmosphère et dans l’océan Pacifique. Les populations vivantes (humaines, mais aussi non-humaines) des territoires proches sont exposées temporairement ou de façon permanente à ces substances, soit par irradiation externe soit par ingestion des plantes poussant sur ces sols. L’évaluation des conséquences radiologiques et dosimétriques de cet accident, comme de celui de Tchernobyl, a reposé sur deux approches complémentaires : la réalisation de mesures radiologiques dans l’environnement ou sur les personnes ; et le recours au calcul et à la modélisation pour évaluer les conséquences ou estimer des paramètres qui ne sont pas toujours accessibles par les mesures.

Bien qu’apportant déjà quantité d’informations, ces modélisations développées suite à l’accident de Tchernobyl présentent des imperfections et doivent être améliorées. Il est nécessaire par exemple de combler leur manque de résolution spatio-temporelle pour déterminer les concentrations en substances radioactives dans chaque compartiment de l’environnement (atmosphère, écosystèmes terrestres, aquatiques et marins). Il convient aussi d’améliorer le traitement des flux de ces substances aux interfaces entre ces compartiments, ainsi que le traitement des variabilités des conditions météorologiques susceptibles d’être rencontrées.

Le projet Amorad vise donc à lever ces verrous techniques.

Déroulement du projet et axes de recherches

L’IRSN est coordinateur du projet Amorad. Il est prévu pour durer six ans et rassemble des partenaires de nombreuses disciplines (océanographie, chimie, biologie, radioécologie…) : opérateurs de recherche, universités françaises et japonaise, entreprises… De par son ampleur, le projet a une vision globale des interactions entre les sources de radionucléides ainsi que les différentes voies d’atteinte à l’Homme (exposition  externe dans les divers lieux de vie, contamination interne par ingestion de produits alimentaires et de particules).
Le projet combine expérimentation et modélisation : des données seront récoltées sur le terrain, les phénomènes seront modélisés de façon empirique ou mécaniste, les écosystèmes (marin et terrestre) seront généralement observés directement.

Le projet Amorad étudie les compartiments majeurs de la biosphère – mer, terres et leurs interfaces - ce qui permet de traiter avec pertinence les flux de radionucléides entre eux. Par ailleurs, de nouvelles « zones ateliers » seront implantées sur des territoires contaminés suite à l’accident de Fukushima, pour aborder de manière réaliste le transfert des radionucléides au sein des écosystèmes terrestres et les flux vers la mer.

L’axe 1 (Marin)

Étude des transferts de radionucléides dans les sédiments et les chaînes trophiques ainsi que de la vulnérabilité des littoraux à une situation accidentelle.

L’objectif principal de cet axe est d’améliorer les méthodes qui évaluent l’impact sur le milieu marin (eau, sédiments, organismes), d’un rejet accidentel de radionucléides. Le milieu marin est souvent considéré comme un milieu dispersif, cependant des « poches » de concentrations peuvent être importantes dans certains compartiments : piégeage des radionucléides dans les sédiments, effets d’événements intenses (crues, tempêtes) sur la remise en suspension de sédiments contaminés, complexité des apports par les fleuves lessivant des bassins contaminés, éventuelles concentrations dans les chaînes biologiques…

Pour atteindre cet objectif, il faut améliorer les connaissances à plusieurs niveaux :

• Les processus à l’interface continent-océan et le transport des particules à différentes échelles de temps et d’espace.
• Le transfert des radionucléides dans les chaînes trophiques ainsi que la sensibilité et la vulnérabilité des écosystèmes impactés.

En outre des méthodes d’aide à la décision seront développées afin d’accroître l’apport de connaissances en termes d’utilisation opérationnelle (en support de gestion de crise).

Quatre « zones ateliers » seront utilisées dans cet axe :

• au Japon,  la zone soumise aux rejets accidentels de la centrale Fukushima Dai-ichi,
• en France, la Manche au niveau des centrales côtières et de l’usine de retraitements du combustible usé de la Hague,
• ainsi que le Golfe de Gascogne et le Golfe du Lion qui reçoivent des apports de fleuves sur lesquels sont implantées des installations nucléaires.

L’axe Marin vise aussi à dégager des scénarios liant accident nucléaire et catastrophes naturelles : tempêtes, crues/inondations, et à optimiser la surveillance environnementale en cas d’accident touchant le milieu marin.

L’axe 2 (Continental)

Étude des transferts de radionucléides dans les milieux continentaux.

Cet axe vise à mieux comprendre et quantifier les processus de transferts de radionucléides dans différents milieux à différentes échelles de temps, en particulier ceux qui influent le plus sur l’impact dosimétrique aux populations humaines après un accident. Cela passera par l’amélioration des méthodes de modélisation intégrées aux systèmes français d’aide à la décision. Pour répondre à ces besoins, les recherches combineront :

• L’acquisition de données nouvelle via le monitoring de sites au Japon ou ailleurs.
• L’analyse et la hiérarchisation des informations obtenues par les instances japonaises, françaises ou internationales.
• Le développement de modèles en s’appuyant sur une approche pluridisciplinaire (hydrologie, écophysiologie, biogéochimie, sciences du sol).

Les travaux abordent deux grands volets : le traçage de l’érosion des bassins versants et les cycles biogéochimiques des radionucléides dans les écosystèmes forestiers.

Résultats attendus
Les recherches menées contribueront au développement d’outils d’évaluation et de méthodes d’expertise nécessaires pour étudier l’impact des rejets radioactifs des installations nucléaires en fonctionnement normal.

Elles aideront également à améliorer la gestion des situations de crises par les autorités grâce à une meilleure estimation en urgence des conséquences radiologiques et dosimétriques dues à un rejet accidentel de radionucléides dans l’environnement.

Pour cela des modèles et des logiciels de calculs seront développés et vérifiés. Ils traiteront notamment des transferts au sein des écosystèmes terrestres et aquatiques et de la dispersion marine. Par ailleurs, ces outils ainsi que les connaissances produites seront une source d’informations pour l’évaluation des transferts de polluants autres que radiologiques.