Les radionucléides dans l’environnement Evaluation du risque écologique des faibles doses en situations d’expositions chroniques Rodolphe GILBIN Laboratoire de Radioécologie et Ecotoxicologie Cadarache

Plan du cours 1 2 3 Généralités/ Rappels L’IRSN en quelques mots Notions de base sur la radioactivité Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants La radioprotection de l’environnement Contexte historique et réglementaire : Vers la mise en place des méthodes La caractérisation du risque écologique Cas d’application impact radiotoxique et impact chimique de l’uranium en avan des anciens sites miniers 2 3

Plan du cours 1 2 3 Généralités/ Rappels L’IRSN en quelques mots Notions de base sur la radioactivité Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants La radioprotection de l’environnement Contexte historique et réglementaire : Vers la mise en place des méthodes La caractérisation du risque écologique Cas d’application impact radiotoxique et impact chimique de l’uranium en avan des anciens sites miniers 2 3

L’ en quelques mots Qui sommes-nous ? Institut créé par la loi sur l'AFSSE* + décret n°2002-254 Etablissement public industriel et commercial (EPIC) Sous la tutelle conjointe des ministres chargés de la Défense l'Environnement l'Industrie la Recherche la Santé. Plus de 1 500 experts et chercheurs *Agence française de sécurité sanitaire environnementale R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 4/83

L’ Contrôle et expertise séparés N'exerce pas de fonction d'autorité de contrôle (géré par l’ASN) plus de transparence : l'expertise technique est séparée de la fonction d'autorité de contrôle (autorisations et décisions à caractère réglementaire) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 5/83

Radioprotection de l’Environnement // Le rôle d’expert de l’IRSN Recherche sur les risques Parlement, Autorités publiques Concepteurs, constructeurs Exploitants Société civile CLI, … Synthèses scientifiques UNSCEAR Propositions de Gestion Organismes internationaux Recherche et expertise internationale Euratom, UIR R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 6/83

L’ Expertise et recherche Dans 5 domaines de compétence : La sûreté nucléaire La sûreté des transports de matières radioactives et fissiles La protection des travailleurs, de la population et de l’environnement contre les rayonnements ionisants La protection et le contrôle des matières nucléaires La protection des installations nucléaires et des transports de matières radioactives et fissiles contre les actes de malveillance R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 7/83

Plan du cours 1 2 3 Généralités/ Rappels L’IRSN en quelques mots Notions de base sur la radioactivité Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants La radioprotection de l’environnement Contexte historique et réglementaire : Vers la mise en place des méthodes La caractérisation du risque écologique Cas d’application impact radiotoxique et impact chimique de l’uranium en avan des anciens sites miniers 2 3

Noyau d’atomes stables Emission de particules Noyau d’atomes instables La radioactivité Noyau d’atomes stables avec électrons Emission de particules énergétiques Noyau d’atomes instables Isotope : élément chimique différant par le nombre de neutrons (13C, 14C) Radioélément : élément qui n’existe qu’à l’état radioactif (U, Pu, Am) Radionucléide : Isotope radioactif d’un élément (60Co) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 9/83

La radioactivité émetteurs  : émission d’un noyau d’hélium émetteurs  : émission d’un électron ou positron émetteurs  : émission d’un rayon électromagnétique Ernest Rutherford (1871-1937) identifia les rayons alpha, bêta et gamma R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 10/83

Définitions: la période (ou demi-vie) Temps nécessaire à la désintégration de la moitié des atomes d’un radionucléide (T) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 11/83

Définitions: l’activité Nombre de désintégrations nucléaires spontanées produites par un radionucléide unité: Becquerel (Bq) 1 désintégration par seconde R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 12/83

Notion d’équilibre radioactif L'équilibre radioactif met environ 2 millions d'années à s'établir au sein de la filiation de l‘238U : - quelques mois pour 234Th et 234Pa - des millénaires pour ceux dont la période est la plus longue R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 13/83

Notion de filiation radioactive Filiation radioactive : succession de transformations d’un isotope père en un isotope fils radioactif, jusqu’à obtention d’un noyau stable R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 14/83

Plan du cours 1 2 3 Généralités/ Rappels L’IRSN en quelques mots Notions de base sur la radioactivité Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants La radioprotection de l’environnement Contexte historique et réglementaire : Vers la mise en place des méthodes La caractérisation du risque écologique Cas d’application impact radiotoxique et impact chimique de l’uranium en avan des anciens sites miniers 2 3

Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants Sources d’origine naturelle Production d’énergie nucléaire : le cycle du combustible nucléaire Utilisation diffuse de sources radioactives (industrie/médecine/recherche) Transport des matières radioactives : environ 300 000 colis transportés annuellement sur le territoire (pour 2/3 : usage médical, pharmaceutique et industriel) Activités nucléaires intéressant la Défense : armement nucléaire, propulsion nucléaire (sous-marins, porte-avions)… Retombées atmosphériques globales de radionucléides Sites contaminés par des activités anciennes – Cas particulier de l’industrie du radium Activités non nucléaires tendant à renforcer la radioactivité naturelle : thermalisme, extraction de matières premières, cendres de combustion… Le risque nucléaire accidentel Utilisation de molécules marquées (radiopharmaceutiques) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 16/83

Origine des radionucléides : naturels Lors de la formation de la Terre, il y a 5 milliards d’années, la matière comprenait des atomes stables et instables. Depuis, la majorité d’entre eux se sont désintégrés et ont fini par atteindre la stabilité. Il subsiste aujourd’hui des atomes radioactifs naturels :  les primordiaux (présents au moment de la formation de la Terre) : 40K, 87Rb, 238U...  les radionucléides secondaires, descendants radioactifs des primordiaux 226Ra, 222Rn  Les rayonnements cosmiques sont des flux de particules (essentiellement d’ions) qui sillonnent l’espace de notre galaxie. Leur interaction avec les atomes présents dans l’atmosphère produit des radionucléides “cosmogéniques” (14C, 7Be, 22Na, 3H) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 17/83

Quelques exemples de niveaux de radioactivité naturelle : Granit : 1000 Bq/kg Corps humain : 9000 Bq pour un individu de 70 kg , dont 5000 Bq de 40K et 4000 Bq de 14C Lait : 80 Bq/l Eau de mer : 10 Bq/l ; eau de surface : <1 Bq/l ; eau minérale : 2 à 4 Bq/l R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 18/83

Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants Sources d’origine naturelle Production d’énergie nucléaire : le cycle du combustible nucléaire Utilisation diffuse de sources radioactives (industrie/médecine/recherche) Transport des matières radioactives : environ 300 000 colis transportés annuellement sur le territoire (pour 2/3 : usage médical, pharmaceutique et industriel) Activités nucléaires intéressant la Défense : armement nucléaire, propulsion nucléaire (sous-marins, porte-avions)… Retombées atmosphériques globales de radionucléides Sites contaminés par des activités anciennes – Cas particulier de l’industrie du radium Activités non nucléaires tendant à renforcer la radioactivité naturelle : thermalisme, extraction de matières premières, cendres de combustion… Le risque nucléaire accidentel Utilisation de molécules marquées (radiopharmaceutiques) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 19/83

Le cycle du combustible nucléaire Origine de l’uranium Le cycle du combustible nucléaire ©CEA http://www.cea.fr/jeunes/themes/les_dechets_radioactifs/le_cycle_du_combustible R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 20/83

Carte d’identité : uranium Origine de l’uranium Carte d’identité : uranium Terres rares, actinides « Métal » lourd => chimiotoxicité Uranium naturel : composé de trois isotopes radioactifs => radiotoxicité 235U seul élément fissible naturel Fission 200 MeV/atome > 106 x énergie produite par masse équivalente combustibles fossiles Matière première initiale pour toute l’industrie nucléaire (combustible nucléaire) 238U 235U 234U Répartition en masse (%) Répartition en activité (%) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 21/83

Les radionucléides produits lors du fonctionnement normal Produits de fission : sous l’effet du flux neutronique, l’uranium est scindé en noyaux moins lourds (137Cs, 131I, 133Xe, 103+106Ru..) Produits d’activation : le flux de neutrons nécessaires à la réaction de fission active divers éléments stables, qui deviennent radioactifs (38Cl, 3H, 54Mn, 65Zn, 58-60Co (Origine le Nickel), 110mAg...) Transuraniens : générés par capture neutronique (235U, 238+239Pu, 241Am...) En plus des éléments Primordiaux et secondaires Cosmogéniques R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 22/83

Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants Sources d’origine naturelle Production d’énergie nucléaire : le cycle du combustible nucléaire Utilisation diffuse de sources radioactives (industrie/médecine/recherche) Transport des matières radioactives : environ 300 000 colis transportés annuellement sur le territoire (pour 2/3 : usage médical, pharmaceutique et industriel) Activités nucléaires intéressant la Défense : armement nucléaire, propulsion nucléaire (sous-marins, porte-avions)… Retombées atmosphériques globales de radionucléides Sites contaminés par des activités anciennes – Cas particulier de l’industrie du radium Activités non nucléaires tendant à renforcer la radioactivité naturelle : thermalisme, extraction de matières premières, cendres de combustion… Le risque nucléaire accidentel Utilisation de molécules marquées (radiopharmaceutiques) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 23/83

Les retombées atmosphériques globales de 1959 à nos jours Activité volumique du césium 137 particulaire dans l’air, mesurée par le réseau d’observation OPERA Tir atmosphérique – Nevada - USA Ces aérosols radioactifs sont retombés au sol, soit par voie sèche, soit par voie humide, laissant un marquage des sols plus ou moins persistant R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 24/83

Les essais militaires : 1956-1963 -Libération dans l’atmosphère de produits de fission nucléaire -En 1963, plus de 8500 bombes de type Hiroshima (Signature du traité de Moscou, 1967) Exemple de radionucléides retrouvés : Le césium 137, le strontium 90 et le plutonium 238 et 239 2000 essais nucléaires ont été effectués (1995) Signature du traité d’interdiction en 1996 Rôles des essais nucléaires : - développement de nouvelles armes - acquisition de nouvelles données physiques pour alimenter les programmes de simulation pour mesurer l’impact des explosions nucléaires sur les communications et les armes nucléaires R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 25/83

Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants Sources d’origine naturelle Production d’énergie nucléaire : le cycle du combustible nucléaire Utilisation diffuse de sources radioactives (industrie/médecine/recherche) Transport des matières radioactives : environ 300 000 colis transportés annuellement sur le territoire (pour 2/3 : usage médical, pharmaceutique et industriel) Activités nucléaires intéressant la Défense : armement nucléaire, propulsion nucléaire (sous-marins, porte-avions)… Retombées atmosphériques globales de radionucléides Sites contaminés par des activités anciennes – Cas particulier de l’industrie du radium Activités non nucléaires tendant à renforcer la radioactivité naturelle : thermalisme, extraction de matières premières, cendres de combustion… Le risque nucléaire accidentel Utilisation de molécules marquées (radiopharmaceutiques) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 26/83

Le risque nucléaire accidentel Principaux types de situations accidentelles Les accidents de réactivité impliquant des matières fissiles (ou accidents de criticité) : Une soixantaine d’accidents connus depuis 1945 : aux USA et en ex. URSS – 1 accident en Europe (Grande-Bretagne) Cas des réacteurs nucléaires (électrogène ou de recherche) : perte de contrôle de la réaction en chaîne d’un réacteur – Exemple : Tchernobyl 1986 Cas des usines du cycle du combustible : mauvaise gestion des matières fissiles (masse critique présente en un lieu et géométrie) – Exemple : accident de Tokaï Mura 1999 (16 kg d’U vs 2,3 kg en conditions normales) Les accidents de perte de refroidissement du réacteur : endommagement du combustible puis fusion du cœur – exemple : Three Misles Island 1979 (panne pompes de refroidissement circuit secondaire) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 27/83

Le risque nucléaire accidentel (2) Les accidents de perte de confinement des matières radioactives : Incendie dans une installation nucléaire (ex. : Tokaï Mura 1997 incendie et explosion de déchets faible activité dans bitume) Incinération d’une source radioactive (ex. : Algésiras 1997, incinération source de 137Cs dans four aciérie) Perte ou abandon , détérioration d’une source scellée de forte activité (ex. : Goiania 1987, source médicale de 137Cs) Démolition de maisons contaminées à Goiania - Brésil Usine de Tokaï Mura - Japon R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 28/83

Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants Sources d’origine naturelle Production d’énergie nucléaire : le cycle du combustible nucléaire Utilisation diffuse de sources radioactives (industrie/médecine/recherche) Transport des matières radioactives : environ 300 000 colis transportés annuellement sur le territoire (pour 2/3 : usage médical, pharmaceutique et industriel) Activités nucléaires intéressant la Défense : armement nucléaire, propulsion nucléaire (sous-marins, porte-avions)… Retombées atmosphériques globales de radionucléides Sites contaminés par des activités anciennes – Cas particulier de l’industrie du radium Activités non nucléaires tendant à renforcer la radioactivité naturelle : thermalisme, extraction de matières premières, cendres de combustion… Le risque nucléaire accidentel Utilisation de molécules marquées (radiopharmaceutiques) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 29/83

Utilisation de radiopharmaceutiques Diagnostic et explorations fonctionnelles in vivo (couplage potentiel à molécule vectrice , scintigraphie) Diagnostic in vitro Radiothérapie métabolique (< ou > 740 MBq) Radio-isotopes Période Emission 99mTc 6 h  , e- 133Xe 5 j X,  , - , e- 131I 8 j - ,  201Tl 3 j R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 30/83

Patients ambulatoires (petite thérapie < 740 MBq) Point réglementaire Autres services Services de médecine nucléaire Eaux usées établissement Chambres d’hospitalisation Laboratoires chauds Sanitaires Cuves tampon thérapie >740 MBq < 7Bq/L Arrêté du 30 octobre 1981 Rejets non contrôlés Cuves Tampon Fosse sceptique Patients ambulatoires (petite thérapie < 740 MBq) < 100Bq/L < 100 Bq/L 131I < 1000 Bq/L 99mTc Circulaire DGS/SD7 D/DHOS/E4 n°2001-323 Collecteur d’établissement Dilution 10 Eaux usées ville Dilution 100 Station d’épuration R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 31/83

Réseau Téléhydro IRSN Sondes gamma fixes enregistrant les activités volumiques de l’iode 131 et du technétium 99 métastable des eaux usées à l’entrée des stations d’épuration Toulouse Ginestous R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 32/83

Plan du cours 1 2 3 Généralités/ Rappels L’IRSN en quelques mots Notions de base sur la radioactivité Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants La radioprotection de l’environnement Contexte historique et réglementaire : Vers la mise en place des méthodes La caractérisation du risque écologique Cas d’application impact radiotoxique et impact chimique de l’uranium en avan des anciens sites miniers 2 3

Radioprotection de l’Environnement // la situation actuelle La protection de l’environnement est pour l’instant considérée comme assurée par le postulat de la publication n°60 de la CIPR (1991) « La Commission pense que le niveau de maîtrise de l’environnement nécessaire pour protéger l’homme à un degré considéré aujourd’hui comme valable permettra aux autres espèces de ne pas être en danger » R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 34/83

Radioprotection de l’Environnement //Objections au postulat de la CIPR et limites du système actuel 1/4 Ne s’applique pas aux écosystèmes où l’homme est absent (ex. fonds marins…) et pourraît ne pas être valable à toutes les échelles de temps et d’espace 2/4 Manque d’harmonisation avec les préoccupations actuelles de protection de l’environnement (habitats, biodiversité, prévention des pollutions) 3/4 Diverses utilisations de la radioactivité ; accroissement du stock de déchets radioactifs qui en résulte ; contexte national unique (fortement nucléarisé) 4/4 Absence de méthodes éprouvées et de critères spécifiques pour la protection de l’environnement (critères de protection et voies d’exposition spécifiques) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 35/83

Radioprotection de l’Environnement //Objections au postulat de la CIPR et limites du système actuel 1/4 Ne s’applique pas aux écosystèmes où l’homme est absent (ex. fonds marins…) et pourraît ne pas être valable à toutes les échelles de temps et d’espace 2/4 Manque d’harmonisation avec les préoccupations actuelles de protection de l’environnement (habitats, biodiversité, prévention des pollutions) 3/4 Diverses utilisations de la radioactivité ; accroissement du stock de déchets radioactifs qui en résulte ; contexte national unique (fortement nucléarisé) 4/4 Absence de méthodes éprouvées et de critères spécifiques pour la protection de l’environnement (critères de protection et voies d’exposition spécifiques) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 36/83

La protection de l’environnement en droit // international Convention de RIO de 1992 Convention OSPAR Commission Européenne // français - européen Protection d’intérêts particuliers Mesures de gestion (Zone Naturelle d’Intérêt Ecologique Faunistique et Floristique…) Mesures de protection (arrêtés biotopes…) Protection d’habitats (Réseau Européen Natura 2000) Loi sur l’eau (SDAGE...) Maîtrise de certaines pressions sur l’environnement Réglementation produits phytosanitaires Lancé en 1982, l’inventaire des Zones Naturelles d’Intérêt Ecologique Faunistique et Floristique (ZNIEFF) a pour objectif d’identifier et de décrire des secteurs présentant de fortes capacités biologiques et un bon état de conservation. On distingue 2 types de ZNIEFF : les ZNIEFF de type I : secteurs de grand intérêt biologique ou écologique ; les ZNIEFF de type II : grands ensembles naturels riches et peu modifiés, offrant des potentialités biologiques importantes. L’inventaire ZNIEFF concerne progressivement l’ensemble du territoire français (Métropole, près de 15000 zones : 12915 de type I et 1921 de type II, Outre-Mer, milieu terrestre et marin). Un réseau écologique européen Lagunes près de Münster, vallées inondables de Basse Autriche, prairies sèches de Castro Verde au Portugal, marais de Brabbia en Lombardie, lac de Termoncarragh en Irlande ou encore Anse de Fouras dans le Poitou-Charentes en France, ces territoires exceptionnels participent du grand réseau européen Natura 2000. Avec pour double objectif de préserver la diversité biologique et de valoriser les territoires, l’Europe s ’est lancée, depuis 1992, dans la réalisation d’un ambitieux réseau de sites écologiques appelé Natura 2000. Le maillage de sites s’étend sur toute l’Europe de façon à rendre cohérente cette initiative de préservation des espèces et des habitats naturels. Le vol des oiseaux migrateurs nous rappelle avec poésie que la nature et sa préservation n’ont pas de frontières. Une richesse commune Du cercle arctique aux eaux baignées de soleil de la méditerranée, des côtes atlantiques fouettées par le vent aux sommets alpins, l’Europe offre un large éventail de paysages. Dans ces forêts, prairies, marécages, le long des côtes dentelées, des roches escarpées, vivent une faune et une flore diversifiées et riches de multiples espèces. Depuis plus d’un siècle, l’intensification de l’agriculture, le développement urbain, la croissance des infrastructures et du maillage des voies de communication ont entraîné une fragmentation et une perte de la diversité biologique qui fait la richesse du continent européen. Natura 2000 est né de la volonté de maintenir cette biodiversité tout en tenant compte des activités sociales, économiques, culturelles et régionales présentes sur les sites désignés. Aujourd’hui, fort de 25000 sites, le réseau Natura 2000 participe activement à la préservations des habitats naturels et des espèces sur l’ensemble du territoire de l’Union Européenne (des 25). De par la diversité de ses paysages et la richesse de la faune et de la flore qu’ils abritent, la France joue un rôle important dans la construction de ce réseau européen. Avec plus de 1700 sites, le réseau national de Natura 2000 couvre 12,4% de la superficie de la France. En ce début de 21ème siècle, l’avènement du réseau Natura 2000 participe au rapprochement des peuples européens par la préservation de leur patrimoine écologique commun Qu'est-ce que le SDAGE ? La loi sur l'eau du 3 janvier 1992 a créé 2 nouveaux outils de planification : le SDAGE (schéma directeur d'aménagement et de gestion des eaux) et les SAGE (schémas d'aménagement et de gestion des eaux). Le SDAGE fixe pour chaque bassin hydrographique métropolitain les orientations fondamentales d'une gestion équilibrée de la ressource en eau dans l'intérêt général et dans le respect des principes de la loi sur l'eau. Ce n'est pas un document d'orientation de plus parce que c'est un document dont la portée juridique est réelle. C'est toute la politique de l'eau de cette fin de siècle et pour les 15 ans à venir qui est sur la balance. Les collectivités, les départements, les régions, l'Etat et ses établissements publics ne pourront aménager leur territoire, imaginer de grands travaux, sans tenir compte de LA référence que constitue le SDAGE. Il s'impose aux décisions de l'Etat en matière de police des eaux, notamment des déclarations d'autorisations administratives (rejets, urbanisme...) ; de même qu'il s'impose aux décisions des collectivités, établissements publics ou autres usagers en matière de programme pour l'eau. Le SDAGE Rhin-Meuse Après quatre années de travaux et de large concertation de tous les acteurs de l'eau, le SDAGE Rhin-Meuse a été adopté par le Comité de bassin Rhin-Meuse le 2 juillet 1996. Le SDAGE a été approuvé par le Préfet Coordonnateur de bassin Rhin-Meuse, préfet de la Région Lorraine le 15 novembre 1996. Tout agriculteur doit respecter au minimum les obligations réglementaires suivantes : R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 37/83

Radioprotection de l’Environnement //Objections au postulat de la CIPR et limites du système actuel 1/4 Ne s’applique pas aux écosystèmes où l’homme est absent (ex. fonds marins…) et pourraît ne pas être valable à toutes les échelles de temps et d’espace 2/4 Manque d’harmonisation avec les préoccupations actuelles de protection de l’environnement (habitats, biodiversité, prévention des pollutions) 3/4 Diverses utilisations de la radioactivité ; accroissement du stock de déchets radioactifs qui en résulte ; contexte national unique (fortement nucléarisé) 4/4 Absence de méthodes éprouvées et de critères spécifiques pour la protection de l’environnement (critères de protection et voies d’exposition spécifiques) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 38/83

Radioprotection de l’Environnement // Vers le développement d’un système spécifique Aujourd’hui : un cadre transparent Loi n° 2006-686 du 13/06/2006 (en cours d’application au Conseil d’Etat) Evolution du postulat actuel est nécessaire Dès lors qu’un enjeu serait identifié Dès lors que les outils d’estimation de l’impact existeraient Ces développements passent : Par l’appréciation de l’impact Par la fixation de limite de rejets Par la surveillance de l’environnement La mise en place d’actions de contrôle R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 39/83

Plan du cours 1 2 3 Généralités/ Rappels L’IRSN en quelques mots Notions de base sur la radioactivité Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants La radioprotection de l’environnement Contexte historique et réglementaire : Vers la mise en place des méthodes La caractérisation du risque écologique des radionucléides Cas d’application impact radiotoxique et impact chimique de l’uranium en avan des anciens sites miniers 2 3

Analyse de l’exposition Caractérisation du risque écologique des RNs // Composantes de base Formulation du problème Analyse de l’exposition (transferts, dosimétrie) Bq/L ou Bq/kg ou Gy ou Gy.temps-1 Analyse des effets (relation dose-effets, critère de protection) Gy ou Gy.temps-1 – PNED(R) ou rétrocalcul de l’activité dans le milieu à partir d’un organisme de réf. (air, eau, sédiment, sol) Risque R = Exposition/PNED(R) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 41/83

Concentrations environnementales Niveau d’action protectrice Caractérisation du risque écologique des RNs // Basé sur le système de radioprotection de l’homme Concentrations environnementales en radionucléides Faune et flore de référence avec tables de conversion Faune et flore de référence secondaire (si nécessaire) Niveaux de considération dérivés pour la faune et la flore (Derived Consideration Levels) Homme de référence avec tables de conversion Homme de référence secondaire (enfant, nourrisson,…) Niveau d’action protectrice pour les humains (Levels of Concern) Gestion des risques pour la santé publique et pour l’environnement pour une même situation environnementale R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 42/83

Concentrations environnementales Niveau d’action protectrice Caractérisation du risque écologique des RNs // En référence au bruit de fond Concentrations environnementales en radionucléides Faune et flore de référence avec tables de conversion Faune et flore de référence secondaire (si nécessaire) Niveaux de considération dérivés pour la faune et la flore (Derived Consideration Levels) Homme de référence avec tables de conversion Homme de référence secondaire (enfant, nourrisson,…) Niveau d’action protectrice pour les humains (Levels of Concern) Ordre de grandeurs par rapport au BdF Effets biologiques correspondant Gestion des risques pour la santé publique et pour l’environnement pour une même situation environnementale R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 43/83

Caractérisation du risque écologique des RNs // En cohérence avec la méthodologie « chimiques » Méthode en cours d’adaptation aux RNs (Dose, irradiation externe,absence de tests normalisés, effets stochastiques, lacunes de connaissances dans le domaine des exp. Chroniques) ->ERICA Identification des dangers Analyse des expositions Détermination des PECs Analyse des effets Détermination des PNECs Calcul dosimétrique Débits de doses sans effet Non PEC/PNEC>1 STOP Oui : la substance doit être étudiée Nouveaux tests ou informations complémentaires pour réduire le rapport PEC/PNEC? Action pour réduire le risque Acquisition des connaissances manquantes (exposition chronique à faibles doses) ->ENVIRHOM Non Oui Laboratoire In situ In situ Bioaccumulation, biocinétiques et effets (tests d’écotoxicité) + d’infos sur rejets, distribution dans l’environnement Programmes de surveillance environnementale Relations dose-effets Aucun besoin de tests ou mesures complémentaires PEC/PNEC>1 Oui Non R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 44/83

Caractérisation du risque écologique des radionucléides - Expositions R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 45/83

Modèles dosimétriques Concentrations (Bq/vol. ou masse) Caractérisation du risque à l’environnement // les étapes de l’analyse des expositions SOURCES Modèles de transferts à l’équilibre Kds FCs FBCs ECOSYSTEMES Modèles dosimétriques Organismes de référence DPUCs internes DPUCs externes Budget temps Concentrations (Bq/vol. ou masse) Dose d’exposition (Gy ou Gy/temps) dans le milieu dans l’organisme RWE Pondération par type de rayonnement (a, b, g) Kd FC FBC R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 46/83

Exemple d’étude au LRE les scénarii d’exposition et radionucléides d’intérêt Externe Interne Radionucléides a b A A’ 241Am 233U, 238U… B 137Cs, 60Co g C 137Cs, 60Co, 54Mn stable chimiotox. D D’ Co, Cs, Mn, Se Uapp A et B dose externe vs interne dose interne par différents isotopes d’un même élément (même chimiotoxicité, effet ajouté des radiations) ou par différents RNs dose interne pour différents états physiologiques vis à vis de l’isotope stable (carence, conditions optimales, toxicité) A’ et D’ C et D illustration sur les études en cours sur la daphnie R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 47/83

Exposition aux substances radioactives Exposition externe par irradiation / interne par contamination 60ml PC 50ml M4 (pH=8, 3 changts./semaine) 1 Daphnie (<24h, t=0) Dose d’exposition (Gy = joule/kg) f(radionucléide, activité de la source, distance, nature du milieu) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 48/83

Exposition externe aux rayonnements g Disposition des unités expérimentales autour de la source d’irradiation 137Cs Lead Protection 3 cm (open) protection (closed) 7.1 cm R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 49/83

Exposition externe aux rayonnements g 4 débits de dose de 1 à 1000 mGy/jour (par du 137Cs) Plomb 10cm 1 mGy/j 10 100 1000 Incubateur 20°C+/- 1 Lumière : 300 Lux (photopériode 16/8hrs ) x10 (ou 5) unités exp. R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 50/83

- externe (g) interne (a, b) Exposition aux substances radioactives Exposition par contamination du milieu env. 1µm - externe (g) interne (a, b) Milieu Paroi de la bouteille Cuticle Tissus R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 51/83

ellipsoïde a = 0,20 cm a b = 0,16 cm c = 0,14 cm b c Exposition interne aux particules a Géométrie de l’organisme ellipsoïde a = 0,20 cm b = 0,16 cm c = 0,14 cm a b c R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 52/83

sphère a = b = c = 0,165 cm densité≈1.05 ellipsoïde a = 0,20 cm Exposition interne aux particules a Contraintes de calcul : volume sphérique sphère a = b = c = 0,165 cm densité≈1.05 ellipsoïde a = 0,20 cm b = 0,16 cm c = 0,14 cm a b c R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 53/83

Exposition interne aux particules a Détermination des doses d’exposition Calcul des Doses Par Unité de Concentration Gy/Bq.cm-3. (ou Gy/Bq.cm-2) pour chaque compartiment : eau, paroi, cuticule, tissus et chaque type de rayonnement : a, b, g DPUC Gy/Bq.cm-3 Dose (Gy) X / .cm-3 Estimation des volumes cm-3 cm-2 cm-3 (d’après la longueur) cm-3(d’après l’épaisseur) Mesure des concentrations pour chaque compartiment: - eau (Bq.cm-3) - paroi (Bq) - daphnie (Bq) - mue (Bq) ≈ cuticule (daph. – mue ≈ tissus) Activité Bq R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 54/83

Exposition interne = issue de la bioaccumulation des radionucléides dans les tissus biologiques L’exposition chronique des écosystèmes à de faibles doses est principalement due à des émetteurs a et b qui s’accumulent dans les tissus.  Pour calculer la dose reçue, une connaissance fine des processus suivants est nécessaire : Répartition dans le milieu (spéciation chimique) Biodisponibilité et voies de transfert (directe, trophique) Bioaccumulation et distribution dans les tissus et les cellules (microlocalisation) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 55/83

Exemple – Résultat du calcul thermodynamique de spéciation Spéciation chimique de l’uranium dans l’eau (Denison et al., 2004) + PO4 + CO2 Now, let’s see to the results of The aqueous speciation of U. It undergoes tremendous changes in the presence of ligands commonly found in natural waters, such as carbonate, phosphate, hydroxide and also in the presence of organic ligands.   the first graph on the left Represents the distribution of uranyle species as a function of pH As you can see, the free uranyle ion dominates at pH below 5.5 At higher pHs, hydroxo complexes dominate The graph in the middle shows that in the presence of carbonates Uranyle ion forms carbonato and hydroxocarbonato complexes, With the consequence of decreasing free ion concentrations. In the same way, free uranyle ion concentration is decreased by addition of many ligands, As shown here, for example, with phosphates. For all these speciation simulations, we also calculate uncertainties associated with the concentrations of the chemical species using a Monte Carlo method. As an example, you see here the uncertainty linked to the free ion concentration estimate for a water at equilibrium with atmosphere, as a function of pH The dotted lines in red represents the 95% confidence interval above and below the mean estimate. As you can see, dispersion increases with higher pH, where the concentration of free ion is lower The combined uncertainty is greater when the number of complexes to be considered is higher, this is the case at pH=7, for example. è L’uranium(VI) forme des complexes avec de nombreux ligands inorganiques (e.g. OH-, CO32-, PO43-) et organiques (EDTA, Citrate, MO…) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 56/83

Exposition interne = issue de la bioaccumulation des radionucléides dans les tissus biologiques L’exposition chronique des écosystèmes à de faibles doses est principalement due à des émetteurs a et b qui s’accumulent dans les tissus.  Pour calculer la dose reçue, une connaissance fine des processus suivants est nécessaire : Répartition dans le milieu (spéciation chimique) Biodisponibilité et voies de transfert (directe, trophique) Bioaccumulation et distribution dans les tissus et les cellules (microlocalisation) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 57/83

Compétition potentielle du métal avec d’autres ions (ex. H[+]) Modèle conceptuel de biodisponibilité des métaux traces (Campbell, 1995) Advection ou diffusion du métal 1 Organisme Membrane Couche de diffusion Solution homogène  Etape non limitante 4. Transport membranaire 4 3. Sorption au site ou complexation de surface 3 2. Diffusion à travers la couche protectrice 2 MLi MLi  Spéciation identique à celle de la solution Mn+ Compétition potentielle du métal avec d’autres ions (ex. H[+]) X-M Transport facilité Mn+ Mn+  Equilibre rapide entre les espèces labiles et les sites membranaires Les modèles conceptuels décrivant les interactions entre les métaux et les organismes considèrent 4 étapes: 1- l’advection ou la diffusion du métal depuis la solution homogène 2- la diffusion à travers la couche de diffusion 3- l’adsorption ou la complexation sur les sites de surface de l’organisme responsables de l’internalisation 4- l’internalisation par le transport à travers la membrane A chacune de ces étapes, un certain nombre d’hypothèses sont formulées: la première étape de diffusion n’est pas l’étape limitante. Cette hypothèse peut être considérée comme valide dans un milieu suffisamment agité La spéciation dans la couche de diffusion est considérée comme identique à celle de la solution L’équilibre entre les espèces labiles et les sites à la surface des cellules est rapide On peut aussi considérer, au niveau des sites, une compétition du métal avec d’autres cations, comme H+ ou Ca Et il est aussi possible de considérer l’accumulation potentielle de complexes en plus de l’ion libre Enfin, l’étape d’internalisation est considérée comme l’étape limitante, avec une cinétique de premier ordre, sans changemet de densité des sites ou de l’efficacité des transporteurs quelles que soient les conditions. Etape cinétiquement limitante Cinétiques de (pseudo) premier ordre  Pas de modification des propriétés de la membrane (densité, transporteurs) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 58/83

Exemple Taux d’assimilation de l’uranium dans l’eau par l’ague verte unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii – Influence de la complexation (Fortin et al., 2004)  Les résultats sont corrélés à la concentration en ion libre UO22+ calculée [EDTA] (µM) 0,0 0,5 1,0 1,5 10 20 30 40 50 [U]cell (µmol/m²) pH = 5 [U]tot = 2.10-7M t = 30min 2,0 pH = 5 [U]tot = 2.10-7M t = 30min 1,5 [U]cell (µmol/m²) 1,0 0,5 0,0 2 [Citrate] (µM) 4 6 8 10 R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 59/83

Exposition interne = issue de la bioaccumulation des radionucléides dans les tissus biologiques L’exposition chronique des écosystèmes à de faibles doses est principalement due à des émetteurs a et b qui s’accumulent dans les tissus.  Pour calculer la dose reçue, une connaissance fine des processus suivants est nécessaire : Répartition dans le milieu (spéciation chimique) Biodisponibilité et voies de transfert (directe, trophique) Bioaccumulation et distribution dans les tissus et les cellules (microlocalisation) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 60/83

Expérimentation – méthode: reconstruction d’une chaîne trophique au laboratoire FC et FTT du Cs, Co, Mn et Ag dans une chaîne trophique (Adam et al., 2001) Phytoplancton Chlamydomonas Relation trophique Poisson Onchoryncus mykiss Zooplancton Micro-crustacé Gammarus pulex et Daphnia magna Poisson Ctenopharyngodon idella Poisson Brachydanio rerio Macrophytes Elodea densa Mollusque bivalve Corbicula fluminea Crustacé Orconectes limosus R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 61/83

Expérimentation - résultats FC et FTT du Cs, Co, Mn et Ag dans une chaîne trophique (Adam et al., 2001) Facteur de concentration Facteur de Transfert Trophique Concentration en radionucléide de l'organisme Concentration en radionucléide de la nourriture FTT= Concentration en radionucléide de l'organisme Concentration en radionucléide de l'eau FC= R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 62/83

Analyse - Technique de microlocalisation par microscopie (MET-EDX) Distribution subcellulaure de l’uranium dans les branchies du bivalve Corbicula fluminea (Simon et al., 2004) 800.0 O Cu Os 600.0 Counts P 400.0 Cl 200.0 Si S U Ca K Fe R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 63/83

Caractérisation du risque écologique des radionucléides - Effets R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 64/83

Traitement statistique (ex. SSD) Caractérisation du risque à l’environnement // les étapes de l’analyse des effets SOURCES ECOSYSTEMES EFFETS (retation dose-réponse) n espèces n effets 100 % 50 % 10 % Dose (Gy ou µGy/h) effet EDR10 PNED(R) Dose sans effet (Gy ou Gy/temps) Traitement statistique (ex. SSD) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 65/83

Effets biologiques induits par les radiations ionisantes Directs: Ionisation d’une molécule critique (ADN, ARN) Indirects: Formation d’espèces réactives à l’oxygène (H2O ->.OH ) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 66/83

L’ionisation Effet compton Ionisation directe (a, b) Ionisation indirecte (g) Le transfert d’énergie linéaire (LET) d’une particule a est aussi fonction de son énergie (MeV) Le parcours d’une particule a dépend de son énergie (MeV) Effet compton Fort LET : 104 ionisations/cm sur qq µm Faible LET : 102 ionisations/cm sur qq cm R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 67/83

Effets biologiques induits Directs: Ionisation d’une molécule critique (ADN, ARN) Indirects: Formation d’espèces réactives à l’oxygène (H2O ->.OH ) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 68/83

Effets biologiques induits Effets stochastiques = Probabilité croissante avec la dose, sévérité constante Pas de dommage structurel => réparation immédiate Dommage réparable, sans effet si réparé Dommage (ADN) réparable mais inducteur de cancer si non réparé Dommage irréparable => mort d’un petit nb de cell. Ex. induction de cancer Dommage irréparable => mort d’un gd nb de cell.=> organe atteint de façon déterministe Ex. mort cellulaire, Réponses Biochimiques, Immunologiques, Physiologiques … Intensité de l’effet Dose Effets déterministes = Seuil de dose en dessous duquel l’effet n’est plus observable Intensité de l’effet Dose R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 69/83

Notion de dose efficace (homme) WR Dose équivalente Dose absorbée Matière radioactive WT Gray Sievert Dose efficace Radioactivité Becquerel R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 70/83

facteur de pondération pour les rayonnements (WR ) Grandeur représentative des effets biologiques (liée à la nature de l’émission des rayonnements) Produit de la dose absorbée (Gy) par un facteur de pondération (WR) caractéristique du rayonnement Unité : sievert (Sv) H = D . WR WR = 1 à 20 en fonction du type de rayonnement WR R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 71/83

Notion de dose efficace (homme) WR Dose équivalente Dose absorbée Matière radioactive WT Gray Sievert Dose efficace Radioactivité Becquerel R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 72/83

facteur de pondération pour les tissus et organes (WT) Cerveau 24 cm Crâne Colonne Vertébrale 40 cm Poumons Côtes Cœur 70cm Foie Reins Vésicule biliaire Gros intestin Colon Intestin grêle Utérus/ovaires Bassin Vessie 80cm Testicules R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 73/83

Notion de dose efficace (homme) WR Dose équivalente Dose absorbée Matière radioactive WT Gray Sievert Dose efficace Radioactivité Becquerel WR et WT n’ont été définis que pour l’homme (pas pour l’environnement) Environnement : seule la dose absorbée est utilisable (Gy ou Gy/h) - calculée ou mesurée en irradiation externe - calculée à partir de concentrations bioaccumulées R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 74/83

Conséquences environnementales //que connaît-on des effets des rayonnements ionisants? Doses létales (aiguës, Gy) reportées dans la littérature (Blaylock et al., 1996) 100 101 102 103 104 Mammifères Oiseaux Plantes supérieures Poissons Amphibiens Reptiles Crustacés Insectes Mousses, lichens, algues Bactéries Protozoaires Mollusques Virus Dose létale aiguë (Gy) Complexité biologique (quantité d’ADN/cellule) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 75/83

Conséquences environnementales //que connaît-on des effets des rayonnements ionisants? Effets chroniques (µGy.h-1) reportés dans la base de données EPIC µGy.h-1 10-2 10-1 100 101 102 104 105 Bruit de fond naturel cytogéniques Effets chroniques in situ reportés sur les sublétaux reproduction Espérance de vie Croissance mortalité vertébrés, invertébrés et végétaux 103 R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 76/83

Evaluation du Risque Ecologique Détermination des PNED(R) pour les radionucléides Nécessité de déterminer des valeurs « sans effet » Evaluation du Risque Ecologique = comparaison à un niveau seuil sans effet conservatif  démarche transparente en évitant les jugements d’expert hypothèse bien définies et rationnelles (ex. Facteurs de sécurité, niveau sans effet…) Base de donnée disponible : FASSET revue critique des données = pas d’effet observé à des expositions chroniques <100µGy/h”. mais de larges manques de données sur des niveaux d’exposition réalistes, des groupes d’espèces écologiquement importantes, des types d’effets pertinents… R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 77/83

Détermination des PNED(R) pour les radionucléides La méthodologie ERICA Valeurs de screening 3 étapes : 1- extraction d’un sous-ensemble de couples dose/effet cohérent pour chaque expérience 2- traitement mathématique pour reconstruire les relations dose/effet et détermination des données de toxicité critiques: ED50 (Gy) et EDR10 (µGy/h) 3- détermination des PNED et PNEDR…. R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 78/83

Données aïgu: 80% - g externe / Chronique: 20% - g externe ecosystems exposure duration irradiation pathway Acute-external Acute-internal Chronic-external Chronic-internal Chronic - external Chronic - internal 73% of all data Données aïgu: 80% - g externe / Chronique: 20% - g externe Presque aucune donnée sur - chronique interne - de nombreuses espèces Les relations dose-réponse ne sont pas toujours exploitables R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 79/83

Spécificité de l’axe X (dose) « Ecotoxicity » tests (stressor, species, endpoint) Effect (%) Seules les données d’effets des irradiations externes g sont exploitables. 100 % 50 % Observed data Regression model 10 % EC10 EDR10 EC50 ED50 Concentration (Bq/L or kg) Dose (Gy) Dose Rate (µGy/h) La conversoin des concentrations (Bq ou mol) en dose (Gy) est robuste seulement si : - la spéciation, biodisponibilité, biocinétiques d’accumulation… sont suffisamment connues pour caractériser l’exposition interne - le comportement dans l’environnement (biogéochimie) est suffisamment connu pour estimer l’exposition externe Spécificité de l’axe X (dose) Ces données d’écotoxicité ont été utilisées pour établir des SSD (Species Sensitivity Distribution) et dériver des critères de protection des écosystèmes. R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 80/83

SSDs: écosystèmes terrestres/exposition chronique externe g Cumulative weighted probability (%) 20 40 60 80 100 1.0E+00 1.0E+01 1.0E+02 1.0E+03 1.0E+04 1.0E+05 1.0E+06 1.0E+07 Dose Rate ( µ Gy /h) R ² = 0.939 HDR 5 = 67.0 /h CI 95% = [14.2; 326] Number of data = 14 species = 10 Vertebrates (5 sp.) <40µGy/h <400µGy/h IAEA 92 UNSCEAR 96 Invertebrates (1 sp.) Plants (4 sp.) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 81/83

Eau douce SSD SF Marin SF Terrestre Comparaison avec les valeurs guides précédemment recommandées (chronique) 10 100 50 400 1000 Mammifères, amphibiens et reptiles terrestres (Thompson, 1999) Animaux terrestres (IAEA, 1992 ; USDOE, 2002) Oiseaux terrestres, poissons (Thompson, 1992) Invertébrés benthiques (Thompson, 1999) Plantes terrestres, org. aquatiques (NCRP, 1991 ; IAEA, 1992 ; USDOE, 2002) Océan profond (AIEA 1988) 40 Eau douce SSD SF Marin SF Terrestre < 200 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 Bruit de fond naturel cytogéniques sublétaux reproduction Espérance de vie Croissance mortalité > 500 > 2000 > 5000 Effets chroniques (µGy.h-1) R. Gilbin - Master II EcoSystèmeS - Module FMOE326 – 7/12/2009, Montpellier 82/83

Plan du cours 1 2 3 Généralités/ Rappels L’IRSN en quelques mots Notions de base sur la radioactivité Les sources de radioactivité et de rayonnements ionisants La radioprotection de l’environnement Contexte historique et réglementaire : Vers la mise en place des méthodes La caractérisation du risque écologique des radionucléides Cas d’application impact radiotoxique et impact chimique de l’uranium en avan des anciens sites miniers 2 3