2001
Hérodote
Nuisances radioactives, unités de mesure et sécurité
Georges Charpak
Il était une fois, il y a très longtemps, près de cinq milliards d’années avant
l’élection du président de la République française prévue pour l’an 2002, une
énorme masse de gaz et de poussières.
Celle-ci occupait une très modeste part de l’univers, qui s’était déployé
pendant les dix milliards d’années qui suivirent le big bang, dont la répercussion
directe sur l’élection présidentielle me paraît trop infime pour en tenir compte
dans cet article, même si les spécialistes de l’astrologie savent de façon lucrative
lier entre eux des événements cosmiques bien plus furtifs et des événements
humains encore plus rares.
Des milliers de milliards d’étoiles parsemaient l’espace. Elles étaient le siège
de réactions thermonucléaires qui consumaient le combustible initial, l’hydrogène,
en produisant des déchets qui comprenaient, en abondance ou en proportion
infime, tous les éléments stables ou radioactifs compatibles avec les lois de la
physique nucléaire, qui ne furent révélées aux hommes que pendant le siècle qui
suivit la découverte de la radioactivité, en 1896.
La boule de gaz et de poussières, objet de notre intérêt, était le produit de la
combustion et de l’explosion finale d’une étoile. Elle avait la forme d’un disque
et était le siège de tourbillons dont la rotation conservait la mémoire de celle qui
animait l’étoile originelle.
Mais ces poussières avaient encore une longue aventure à vivre. Elles étaient
solidaires les unes des autres en raison de la force de gravitation, celle-là même
qui nous rive à notre planète et qui est d’autant plus forte que les masses en jeu
sont plus grandes. Or la masse des poussières atteignait au total des millions de
fois celle de la Terre et dépassait celle du Soleil.
Au fur et à mesure que les poussières « tombaient » les unes sur les autres en
générant de formidables pressions et températures, elles se rapprochaient à tel
point que des réactions nucléaires pouvaient se produire entre les atomes, ce qui
élevait encore la température et permettait l’entrée en lice de cycles de réactions
nucléaires qui portaient la matière à des millions ou dizaines de millions de degrés.
Bien que ces poussières aient été produites au terme de réactions nucléaires qui
avaient consumé une étoile, la combustion n’avait pas été complète. La situation
était alors celle d’un fourneau mal réglé dont les cendres contiennent encore en
abondance des morceaux de charbon. C’est ainsi qu’est né notre Soleil. C’est une
boule éphémère, qui au terme de quelques milliards d’années aura épuisé le
combustible nucléaire restant.
Les poussières dispersées dans un disque en rotation se sont agglutinées en
planètes tournant autour du Soleil, dans le plan du disque.
Et l’une de celles-ci est la Terre, composée de la poussière d’étoiles mortes où
se sont synthétisés, par des réactions nucléaires, les éléments qui composent notre
monde, minéral et vivant. Certains sont stables. D’autres sont radioactifs et se
transforment en éléments stables après l’émission de radiations. Ceux dont la
durée de vie moyenne est de l’ordre de grandeur du temps de formation et d’existence de la Terre, c’est-à-dire 4,5 milliards d’années, ont survécu. Ils ont joué et
jouent encore un rôle primordial dans l’existence de l’humanité. C’est l’énergie
due à la radioactivité de ces éléments qui chauffe la fournaise et maintient liquide
la boule de métaux fondus, dont le rayon est de 3500 kilomètres, qui occupe la
majeure partie du centre de la Terre. C’est cette chaleur qui empêche la Terre
d’être une planète froide. Elle est égale à celle produite par quarante mille
centrales nucléaires modernes alors qu’il en existe seulement quatre cents en fonctionnement actuellement.
Bien entendu, cette chaleur est négligeable en comparaison de celle qui nous
est envoyée par le Soleil, qui est près de dix mille fois supérieure. Cette énergie
solaire est source de notre vie. Nous lui devons, non seulement la chaleur additionnelle qui maintient notre planète à près de 15° en moyenne, mais aussi celle
qui est nécessaire à la croissance de la végétation qui alimente la vie. Il est donc
légitime que les humains cherchent à améliorer l’exploitation de cette énergie
solaire et rêvent d’en faire leur principale source d’approvisionnement.
Les résidus radioactifs fossiles
Il est important de réaliser que si les résidus radioactifs de la combustion de
l’étoile originelle, dont la combustion nucléaire nous a donné naissance, jouent un
rôle essentiel pour le maintien de notre planète à une température modérée, ils sont
appelés, pour certains, à jouer un rôle aussi essentiel pour la survie, dans des
conditions acceptables, de l’humanité qui est en train de se développer sur terre et
qui atteindra 9 milliards d’individus en 2050.
Parmi ces déchets radioactifs fossiles, l’uranium, le thorium et le potassium
jouent le rôle majeur dans l’équilibre thermique de la planète, car ils contribuent
pour l’essentiel à assurer son chauffage interne.
Les déchets radioactifs primordiaux sont présents partout. Le potassium 40, qui
est un des composants du potassium naturel, a une vie moyenne de 1,3 milliard
d’années. Il imprègne les organismes vivants, et un être humain de 70 kg lui doit
une radioactivité d’environ 6 000 becquerels, c’est-à-dire qu’à chaque seconde
6000 atomes radioactifs de potassium se désintègrent dans son corps.
Le potassium imprègne également la croûte supérieure des continents qui est
essentiellement granitoïde et en comporte 1%, dont, heureusement pour le développement de la vie sur Terre, un dix-millième seulement est fait d’une variété
radioactive, le potassium 40.
Il en résulte une radioactivité proche de 1 becquerel par gramme de granite.
Le granite, une roche superbe, abondante, bien distribuée et radioactive
Si le potassium est l’élément de base de la radioactivité du granite, celui-ci recèle
souvent une radioactivité plus intense, irrégulièrement distribuée suivant l’origine
des roches, et provenant surtout de la présence des impuretés d’uranium et de
thorium.
L’activité d’un granite en Limousin et en Corse est voisine de 3,5 becquerels
par gramme de granite.
Elle atteint 6 becquerels par gramme en Bretagne. Une dalle de 1 mètre carré
et de 4 centimètres d’épaisseur a une radioactivité de près de 600000 becquerels.
La perception de l’ordre de grandeur de l’activité naturelle du sol est un élément
important pour apprécier à leur juste valeur certains incidents dénoncés de façon stridente lorsqu’il s’agit de radioactivité artificielle, produite par l’industrie nucléaire.
Une ville comme Paris, en raison de la présence de bordures de trottoir en
granite, subit le rayonnement de milliards de becquerels. Le simple fait de changer
de trottoir ou de quartier induit une variation de l’irradiation à laquelle tout piéton
est soumis. Qui oserait prétendre que cela a une importance quelconque pour la
santé ! Or nous assistons depuis quelque temps à des dénonciations d’incidents dont
la contribution en matière d’irradiation est cent fois plus petite que celle induite par
des variations de trajet piétonnier à Paris. Il est inutile de dire que l’environnement
parisien recèle des dangers autrement plus sérieux, dont il y a lieu de s’occuper.
L’uranium est largement répandu et constitue environ 4 millionièmes de la croûte
terrestre. Sa présence dans presque toutes les roches contribue à une part notable de
l’irradiation naturelle des êtres humains, en particulier en raison d’un gaz qu’il émet,
le radon, qui contribue à près de la moitié de l’irradiation naturelle des humains.
L’énergie nucléaire et la sécurité des populations
L’uranium a acquis une importance particulière depuis la découverte de l’énergie
nucléaire. En raison de l’énergie que permet de produire sa fission, il est suffisamment abondant pour qu’une épaisseur quelconque de la croûte terrestre recèle autant
d’énergie que celle qu’on pourrait extraire de la même épaisseur de charbon pur.
Bien sûr, le coût d’extraction de l’uranium de minerais pauvres est plus grand
et les gisements rentables sont limités. Mais des études ont montré qu’il était
possible d’extraire l’uranium de l’eau de mer, avec un coût quinze fois supérieur,
pour le moment, à celui qui provient des gisements alimentant les centrales
nucléaires; cela promet cependant un caractère illimité à cette source d’énergie.
Dans un futur qui, à plus ou moins long terme, est menacé du tarissement des
ressources énergétiques fondées sur le charbon ou le pétrole, il est normal que de
grands espoirs aient été fondés sur l’énergie nucléaire. Mais la production massive
de corps radioactifs artificiels qui accompagne cette forme d’énergie soulève
aujourd’hui des interrogations et des inquiétudes quant aux dangers présentés,
pour les générations futures, par l’adoption massive de cette source d’énergie.
Dans une centrale nucléaire, le coût du combustible représente 20% du prix
total de fonctionnement. On voit donc qu’il y a de grands progrès à faire pour que
l’eau de mer devienne une source d’uranium compétitive. Mais il existe en fait une
variété considérable de minerais pauvres dont le coût d’extraction est plus réduit.
Il est certain qu’à l’échelle des dizaines de siècles à venir les ressources en uranium
ne seront pas taries.
La rentabilité de leur exploitation est variable suivant les richesses énergétiques
des pays, mais dépend aussi d’une estimation réaliste des dangers et inconvénients
des divers choix qui se présentent à l’espèce humaine. Elle est rendue difficile par
le caractère parfois irrationnel des débats concernant les effets sur les humains des
radiations ionisantes de diverses origines auxquelles ils sont, volontairement ou
non, soumis.
Le problème majeur à présent pour l’industrie nucléaire est de montrer qu’elle
est capable de gérer, de façon satisfaisante pour les générations à venir, les déchets
radioactifs des centrales nucléaires et de maintenir à zéro les risques de catastrophes comme celle de Tchernobyl.
La radioactivité est trop aisée à mesurer
Pour juger de la validité des stratégies proposées, il est essentiel de prendre en
compte l’irradiation à laquelle sont soumis les humains indépendamment de
l’énergie nucléaire, et c’est là qu’apparaissent les pièges.
La mesure de la radioactivité est extraordinairement sensible. On peut déceler
un atome unique qui se désintègre, alors qu’il faut le poids de millions de milliards
d’atomes pour émouvoir la balance la plus sensible. C’est cette propriété qui a
permis à la radioactivité de féconder de nombreuses sciences : biologie, médecine,
archéologie, en les dotant d’outils irremplaçables.
On peut déceler des contaminations radioactives bien plus faibles que celles qui
proviennent des corps radioactifs fossiles naturels imprégnant notre planète et nos
propres tissus, et qui font que nous baignons toujours dans un imperceptible bain
de radiations, qui n’a pas empêché la matière vivante de se développer pendant les
trois derniers milliards d’années, et qui ne joue aucun rôle pour notre santé.
En écrivant cette dernière phrase, j’ai conscience de heurter une conviction
affichée par les groupes politiques qui se sont donné pour mission l’élimination
de l’industrie électronucléaire. Mais la prise de conscience du niveau de radiation
incontournable auquel est soumise la race humaine est indispensable pour juger
de ce qui relève de la peur superstitieuse, d’une propagande intéressée, ou d’une
crainte légitime des incidents ou accidents qui accompagnent l’usage industriel ou
médical de sources de rayonnements.
Importance relative des sources d’irradiation naturelle, internes ou externes
L’irradiation de notre corps par les éléments radioactifs naturels présents dans
nos tissus, indépendamment de toute activité humaine, me semble un étalon
parfait pour apprécier la nuisance de sources radioactives artificielles.
Il est puéril de s’inquiéter de tout événement ou accident qui produit une irradiation inférieure. Pour un Français, cette irradiation est dix à trente fois plus
faible que celle qui provient des sources de rayonnements naturels extérieurs à
notre corps, principalement des roches, ou des rayons cosmiques qui nous tombent
du ciel.
La grande variabilité est d’origine géographique. Elle est due à la répartition
très inégale, dans les roches répandues sur la Terre, des corps radioactifs fossiles,
uranium, thorium ou potassium.
Bien que cette irradiation externe soit elle-même très faible, l’extrême prudence
qui entoure l’industrie nucléaire a conduit les législateurs à imposer comme limite
à l’impact de l’industrie électronucléaire sur les populations une valeur égale au
tiers de l’irradiation naturelle en France. Les contaminations radioactives liées à
cette industrie, en moyenne inférieures au centième de l’irradiation naturelle,
donnent lieu à des débats au cours desquels il est difficile aux citoyens de voir clair.
Les raisons en sont multiples : l’obscurité ou la complexité des unités de mesure
servant à caractériser l’importance d’une contamination, les incertitudes scientifiques quant aux effets des rayonnements et, enfin, la passion politique.
Je propose donc, avec mon collègue R. L. Garwin, membre de l’Académie des
sciences des États-Unis, d’introduire une nouvelle unité d’irradiation qui
permettra instantanément, pour tout incident ou accident donnant lieu à une contamination mesurée avec cette unité, d’en évaluer la gravité.
Cette unité est le « dari » (pour dose annuelle due aux radiations internes), l’irradiation de nos tissus par les corps radioactifs que nous recelons toujours étant en
effet l’étalon le plus stable pour les humains.
Ces corps radioactifs sont le potassium 40 et le carbone 14. J’ai plus haut
mentionné le premier, qui est un résidu des fournaises nucléaires stellaires ayant
produit la matière terrestre. Le carbone 14 est issu de réactions nucléaires induites
dans l’air par les rayons cosmiques. Ceux-ci arrosent la Terre en permanence et
proviennent surtout des réactions nucléaires produites en haute atmosphère par des
protons énergiques venant de la galaxie. Leur intensité croît avec l’altitude. Ils
provoquent dans l’air la transmutation de l’azote en un carbone radioactif, le
carbone 14, dont la vie moyenne est de 5000 ans et qui se présente sous forme de
gaz carbonique. En raison des échanges avec les êtres vivants, il imprègne les tissus
corporels et c’est, avec le potassium 40, l’acteur principal de l’irradiation interne.
Pour un être humain de 70 kilos, il contribue à 4000 désintégrations par seconde,
soit 4000 becquerels, ce qui donne avec le potassium un total de 10000 becquerels.
Mais en raison des particularités des rayonnements qu’il émet, il contribue dix fois
moins à l’irradiation des tissus que le potassium.
La signification du becquerel est simple : il s’agit de l’activité d’une source
dont un atome se désintègre par seconde. Nous pouvons donc l’utiliser en ayant
conscience qu’il s’agit d’une radioactivité extraordinairement faible. Mais nous
pouvons ignorer toutes les autres unités communément utilisées, incompréhensibles pour les non-spécialistes. Qui est familier avec le sievert, irradiation déposant 1 joule par kilogramme de tissus, pondérée par un coefficient tenant compte
de la nature du rayonnement et de l’organe irradié ? Le tableau suivant montre
l’importance relative de quelques sources d’irradiation.
IMPORTANCE RELATIVE DE QUELQUES SOURCES D’IRRADIATION RÉPANDUES
1 dari
0,1 dari
5 daris
10 daris
5 daris
5 daris
40 daris
6 daris
500 daris
30 000 daris
450 000 daris
Irradiation annuelle d’un humain de 70 kilos par le potassium
et le carbone naturels contenus dans ses tissus.
Irradiation annuelle moyenne des Français due à l’industrie
électronucléaire.
Le sol en Île-de-France, dose annuelle.
Le sol en Bretagne, dose annuelle.
Rayonnement cosmique au niveau de la mer, dose annuelle.
Accroissement de 1 dari pour 50 mètres de variation d’altitude.
Radiologie médicale, moyenne annuelle.
Un examen au scanner X.
Limite légale tolérée pour les effets de l’industrie nucléaire sur
le public, dose annuelle.
Dose annuelle maximale, pendant cinq années consécutives,
pour un travailleur de l’industrie nucléaire.
Dose mortelle, pour un individu.
Radiothérapie, irradiation locale.
Ces deux derniers chiffres peuvent sembler contradictoires : songez à l’effet du
soleil sur une main, il est bénin, mais une lentille concentrant les rayons peut
brûler les tissus localement.
Méfions-nous des chiffres ! Un bain dans l’eau à 30 degrés est agréable. Un
bain dans l’eau à 90 degrés est mortel. L’effet d’une augmentation de température
de 1 millième de degré est négligeable, que ce soit à 30 degrés ou à 90 degrés.
Certains veulent nous terroriser, en matière d’irradiation, avec l’équivalent d’une
augmentation de température de 1 millième de degré.
Il y a certes une grande différence entre les effets d’une augmentation de température et ceux d’une augmentation d’irradiation. Elle est liée au fait que ce sont les
lois du hasard qui gouvernent les mécanismes d’induction du cancer et qu’on peut
toujours dire qu’un effet nuisible, aussi petit soit-il, est indésirable. C’est vrai. Mais
comparer les effets d’un incident de contamination avec ceux des corps radioactifs
naturels que nous portons dans notre corps permet de savoir s’il a un effet significatif ou de sourire si une propagande prétend l’amplifier de façon exagérée.
Si nous devions prêter attention aux dangers dus aux radiations naturelles et
étendre cette attention craintive à toutes les sources de danger de même niveau,
nous paralyserions la plus grande partie de l’activité humaine.
Il faudrait raser les murs, en évitant les bordures de trottoir en granite, qui sont
plus radioactives que le sol de La Hague ! Il faudrait également éviter les séjours
prolongés en montagne, en raison des rayons cosmiques, dont l’intensité croît
beaucoup avec l’altitude ! Il faudrait évidemment chasser de nos maisons les
fumeurs, même occasionnels, et il ne faudrait surtout pas vivre dans des villes où
les particules sortant des pots d’échappement massacrent, en raison de leur effet
cancérigène, des milliers de personnes par an ! Or, en 2050, les deux tiers des
habitants de la planète vivront dans les villes.
On a pu récemment entendre des polémiques engendrées par des irradiations
accidentelles dont l’impact est inférieur au centième de dari, c’est-à-dire une
augmentation d’irradiation engendrée par un changement de poids de l’ordre du
kilogramme, car 1 kilogramme de viande recèle environ 130 becquerels.
J’ai été particulièrement frappé par la dénonciation bruyante de la radioactivité
de la laine de verre produite par une nouvelle usine de Saint-Gobain, dont le
niveau de radioactivité naturel provoquait une irradiation se situant justement au
niveau du centième de dari. La récente découverte de la radioactivité des sables
d’une plage de la Méditerranée, l’Espiguette, au Grau-du-Roi, a tourné à la farce
lorsqu’il est apparu que l’activité était naturelle et due au sable apporté par le
vent. La découverte de la même intensité radioactive, artificielle et totalement
inoffensive aurait entraîné une panique soigneusement orchestrée et ruiné la
station balnéaire.
L’adoption du « dari » éliminerait totalement du débat les problèmes nés
d’annonces d’incidents dont l’importance médiatique et politique est disproportionnée par rapport à leur impact sur la santé publique. Cela permettra donc de centrer
le débat des citoyens concernant les énergies du futur sur des problèmes essentiels :
- Quels sont les dangers comparés des diverses sources d’énergie proposées
aujourd’hui à l’humanité ?
- Après l’épuisement du charbon, du pétrole et du gaz, qui ne demandera que
quelques siècles ou fractions de siècles, quelles sont les options possibles ?
Nous serons 9 milliards d’humains au milieu du siècle, contre 6 milliards
aujourd’hui. Dans les pays industriels, plus de 20% des gens meurent d’un cancer.
Parmi les causes identifiées, une partie est due à l’activité humaine : tabac,
produits cancérigènes utilisés dans l’industrie, rejets des automobiles, mauvaise
nourriture, stress, etc. Il ne faut pas mettre à un niveau plus élevé l’effet de l’irradiation maximale tolérée pour un travailleur du nucléaire et la consommation de
cinq cigarettes par semaine, équivalente en terme de danger.
La responsabilité écrasante qui pèse aujourd’hui sur les hommes politiques
appelés à choisir les sources d’énergie pour ce siècle doit les contraindre à la
connaissance rationnelle des dangers liés à leur nature sans qu’ils soient déstabilisés par les propagandes. Il est puéril de croire que de grandes nations ou des
continents dépourvus de pétrole, et dont la prospérité sera dépendante de l’utilisation du nucléaire, vont se sacrifier et accepter que des pays plus riches choisissent des énergies plus polluantes pour la planète, mais plus plaisantes pour leur
électorat. Nous sommes tous embarqués sur le vaisseau Terre, qui a sur sa route
des écueils plus sérieux qu’une radioactivité accidentelle qui reste au niveau de
celle du granite ou de celle des résidus radioactifs fossiles tapis dans nos chairs et
que nous a légués notre bonne étoile, celle qui s’est effondrée il y a quelques
milliards d’années, après un long embrasement nucléaire.
La catastrophe de Tchernobyl, les accidents ou incidents qui ont émaillé la
naissance de l’énergie nucléaire, leur exploitation efficace et sans scrupules par
des groupes pour lesquels il s’agit simplement d’un levier dans les jeux de la politique, conduiront inéluctablement vers une révision des relations entre les décideurs et le public. Il existe déjà à Vienne, sous l’égide de l’ONU, une agence
internationale qui contrôle les industries nucléaires de presque tous les pays du
monde, sauf celles de quelques pays qui visaient au développement de leurs armes
nucléaires. Son pouvoir devra être étendu au point d’exercer une contrainte
absolue sur les pays récalcitrants. Et c’est dans ce domaine que devra s’appliquer
une vigilance sourcilleuse des citoyens du monde.
L’industrie nucléaire a atteint un degré de développement qui rend impossible
un nouveau Tchernobyl. Il y a en effet autant de différences entre le réacteur de
Tchernobyl et le réacteur franco-allemand, dont l’étude a été financée par l’Europe,
qu’entre un calculateur à boules et un ordinateur moderne. Il est sans doute naïf de
croire que le risque zéro existe et que tout type d’accident, même beaucoup plus
rare, est exclu. Mais il faut en comparer les nuisances à celles des sources d’énergie
alternative ou à celles qui viendraient de l’élimination de l’électronucléaire.
Enfin, la « dédiabolisation » des radiations, dont l’humanité fait aussi un abondant usage pour la radiographie médicale, est affaire d’éducation. Notre proposition d’introduire des unités de mesure compréhensibles va dans ce sens.
Il faut apprendre à maîtriser le nucléaire en sachant que la sottise humaine,
conjuguée à la propagande, peut conduire à des événements catastrophiques,
comme avec le feu si l’on en fait mauvais usage.
Nous savons hélas que les sociétés humaines sont riches de possibilités infinies dans ce domaine. Les générations futures auront à franchir de très nombreuses
élections présidentielles en évitant que des peurs habilement exploitées ne viennent
tragiquement limiter les ressources dont les 9 milliards d’habitants de l’an 2050
auront cruellement besoin.
N. B. : J’ai demandé à Georges Charpak d’indiquer la quantité de dari qui pouvait être mesurée
autour de lieux de stockage de déchets radioactifs. Mais il n’a pas répondu à ma demande.
Yves Lacoste