Impact radioécologique des retombées de poussières sahariennes Episode majeur du 21/02/2004 dans le sud de la France

Rapport DEI/SESURE n°2005-04

Lithométéores, « Sirocco » ou plus communément pluies et boues rouges, ont en commun un seul et même phénomène de transport éolien associant érosion et dépôt de particules désertiques.
Le 21 février 2004, la moitié sud de la France est affectée par un événement météorologique de transport éolien de particules sahariennes. Les enregistrements d’empoussièrement atmosphérique et le dépôt de poussières qui en résulte, révèlent un épisode d’ampleur exceptionnelle. En quelques heures, l’épaisseur du dépôt dépasse 1 mm (jusqu’à 4 mm en Corse) avec une charge surfacique maximum de 50 g.m^-2 (soit encore 50 tonnes au km²). Les charges en particules de type PM₁₀[1] dans l’air, enregistrées par les associations de surveillance de la qualité de l’air, indiquent des concentrations multipliées par dix au maximum au passage du nuage et une emprise au sol du panache comprise entre 300 000 et 350 000 km². Au final, 2 millions de tonnes sont déposés sur une portion du territoire située au sud d’une ligne allant de Nantes à Besançon.

L’impact radioécologique de cet événement se traduit par des niveaux d’activité massique conséquents dans les dépôts : 38 Bq.kg^-1 sec en ¹³⁷Cs, 1 Bq.kg^-1 sec en ^(239+240)Pu et 0,46 Bq.kg^-1 sec en ²⁴¹Am. La radioactivité artificielle déposée sur l’ensemble de la surface touchée par les dépôts est estimée à 37.10¹⁰ Bq. En terme de flux de dépôt atmosphérique, cet épisode représente à lui seul, un dépôt de ¹³⁷Cs équivalent à celui cumulé en moyenne sur une année. Les données de cette étude montrent que ces épisodes météo-climatiques génèrent aujourd’hui les échantillons de l’environnement qui en moyenne, présentent les niveaux d’activité en radionucléides artificiels les plus importants et les flux les plus élevés, dépassant par exemple ceux des sédiments du Rhône déposés par les crues.

En routine, l’évolution des niveaux d’activité des radionucléides artificiels dans le compartiment atmosphérique proche du sol est mise sur le compte d’une remise en suspension d’aérosols antérieurement déposés. Dans le cas particulier d’épisodes porteurs de poussières sahariennes, au-delà du mécanisme de remise en suspension à l’origine du soulèvement des particules de sols sahariens, d’autres mécanismes sont susceptibles d’intervenir tout au long du transport et jusqu’au dépôt sur le sol français. Ces mécanismes, déjà identifiés pour d’autres composés atmosphériques ou polluants, sont des pistes pour tenter d’expliquer l’enrichissement en radioactivité, relatif ou absolu, des particules minérales originaires du Sahara. Deux hypothèses sont avancées pour expliquer l’enrichissement : la chute rapide des particules minérales les plus grosses et également les moins marquées sur le plan radioactif qui se traduit par une augmentation relative de l’activité massique, un processus s’apparentant à un « lessivage horizontal » des composés ou polluants présents dans l’atmosphère au cours du transport.
La contribution de ces phénomènes sporadiques aux dépôts atmosphériques à l’échelle annuelle comme à celle des dix ou vingt dernières années, ne peut être négligée. Des études complémentaires sont nécessaires pour évaluer le poids de ces phénomènes à l’échelle pluriannuelle dans l’appauvrissement du compartiment atmosphérique et à un niveau de connaissance encore plus approfondi, celui des dépôts d’activité associés à des poussières désertiques, par les voies sèche et humide.

Un suivi régulier de ces évènements représente, compte tenu des performances métrologiques en place aujourd’hui à l’IRSN, une opportunité pour le suivi atmosphérique des isotopes du plutonium.


[1] Particules en suspension d’un diamètre aérodynamique moyen inférieur ou égal à 10 microns. Cette limite correspond aux particules respirables.