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N°197/198

RÉPERCUSSIONS RADIOECOLOGIQUES ET ÉVALUATION DU TERME SOURCE
DE L'INCIDENT SURVENU LE 31 OCTOBRE 2001 A L'ATELIER T7 DE L'USINE UP3 DE COGEMA-LA-HAGUE
Dossier ACRO (http://www.acro.fr.st)
L'ACROnique N° 56

     Description de l'incident selon les informations publiques
 
     Dans la déclaration d'événement faite à la Commission Spéciale et Permanente d'lnformation (CSPI, dite "Commission Hague") en date du 2 novembre 2001, Cogéma annonçait :
     "Le 37 octobre en soirée, dans l'atelier T7 de l'usine UP3, une opération de débouchage des cannes de bullage du dépoussiéreur des gaz de vitrification de la chaîne 8 a entraîné pendant quelques minutes, une montée en pression dans les équipements du procédé. Cette augmentation de pression s'est traduite par une augmentation de l'activité d'aérosols rejetée à la cheminée de l'usine UP3. Cette augmentation, de l'ordre de grandeur du rejet mensuel en fonctionnement normal au niveau de cet émissaire, représente 0,02 % de l'autorisation annuelle de rejets d'aérosols de l'Établissement. En l'absence de conséquence pour le personnel et les installations, et compte tenu du très faible niveau de rejet et de ses conséquences, il a été propose à l'Autorité de Sûreté de classer cet événement au niveau 0 de l'échelle internationale des événements nucléaires"
     Actuellement, sur le site Internet de Cogema La Hague
(http:/ /www.cogemalahague.fr) on peut lire :
     "Le 31 octobre 2001, suite à un problème de ventilation dans un atelier de l'Établissement, il a été observe une augmentation de l'activité rejetée par une cheminée. Le rejet majorant est estime à 0,3 % de l'autorisation de rejet annuel. Les contrôles effectues dans l'environnement proche du site ont permis de mesurer en un point une valeur maximale de 0,08 Becquerel par gramme dans l'herbe. La conséquence de cet événement pour une personne qui aurait été éventuellement exposée durant ce rejet est de l'ordre de 7 microsievert ; il est rappelé que la dose due à la radioactivité naturelle est localement de 2700 microsievert par an. Il a été propose à l'Autorité de Sûreté de classer cet événement au niveau 0 de l'échelle internationale des événements nucléaires."
suite:
     Entre les deux communiques, la quantité rejetée lors de l'incident est passée de 0,02% à 0,3% de l'autorisation de rejet annuelle (75 000 MBq pour la classe des aérosols alpha-béta). 
     Pour l'autorité de sûreté nucléaire (ASN), dans un communique daté du 7 novembre 2001 : "Le 31 octobre, (...) des gaz contenant du ruthénium et du rhodium radioactifs se sont échappés par la cheminée de 100 mètres de l'usine UP3, via la gaine de la ventilation des cellules de l'atelier T7. (...) La mesure du rejet incidentel, effectuée à la sortie de l'atelier T7, a été de 279 MBq, soit 0,3 % de l'autorisation annuelle de rejet. Le rejet à la cheminée a été inférieur à cette valeur. Le vent venait du nord-ouest (320 à 330 °} et soufflait à 11 m/s. Les contrôles radiologiques effectués par l'industriel ont porté sur une dizaine de prélèvements d'herbe, dans la zone sous le vent de cet incident. Les résultats des comptages effectués sur ces prélèvements révèlent la présence d'un faible marquage en ruthénium-rhodium, avec un maximum de 0,085 Bq/g a 2 km. (...) D'autres prélèvements ont été effectues le 5 novembre par l'Association pour le contrôle de la radioactivité dans l'ouest, ainsi que par l'OPRI (agissant pour le compte du Ministère charge de la Santé}. Cet incident n'a pas eu de conséquences significatives sur la santé des populations et des travailleurs, ni sur l'environnement. Il est néanmoins significatif pour la sûreté, notamment en termes d'éléments de retour d'expérience pour I/analyse d'incidents analogues. Il est provisoirement classé par l'Autorité de sûreté nucléaire au niveau 0 de l'échelle INES. " (http://asn.gouv.fr/data/evenement/44lahague.asp}
     L'ASN n'indique pas la valeur du rejet mesurée à la cheminée, mais elle doit correspondre au 0,02% initialement annoncé par Cogéma dans sa déclaration à la CSPI, soit environ 15 MBq. 
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Évaluation des répercussions radioecologiques par l'ACRO

     Campagne d'évaluation des niveaux de radioactivité dans l'environnement

     Pour évaluer les dépôts consécutifs au relâchement de radionucléides durant l'incident du 31 octobre 2001, l'ACRO a organisé le lundi 5 novembre une campagne de prélèvements d'herbe en concertation avec l'antenne OPRI située à Beaumont-Hague. Les résultats d'analyses de l'OPRI ne sont pas encore connus. 
     Il est important de noter l'absence d'épisodes pluvieux entre le jour de l'incident et celui des prélèvements, ce qui aurait eu comme effet d'éliminer partiellement par lessivage la radioactivité déposée. 
     A la différence de la fois précédente, après l'incident du 18 mai 2001, les investigations ont été limitées à l'environnement situe au sud-est de l'établissement Cogéma-la Hague et donc sous les vents durant l'incident. La zone étudiée peut être définie par rapport à la cheminée de l'usine UP3 par des directions de vents variant de 300° à 350° et des distances à l'émissaire comprises entre 650 et 4200 m approximativement. 
     La stratégie d'échantillonnage a été définie de manière à préciser la répartition spatiale des retombées. Dans cette perspective, 10 échantillons d'herbe ont été prélevés dans des pâturages, notamment à environ 1 km (série R) et à environ 2,2 km (série T) de l'émissaire. 
     Pour choisir les endroits, il a été tenu compte de la topographie et de la végétation ambiante. Afin de limiter les biais, seules les zones dégagées suffisamment éloignées des obstacles (comme des haies par exemple) et d'une altitude à peu près similaire ont été retenues. De manière à permettre quelques comparaisons avec les niveaux relevés à la suite du précèdent incident similaire, il a également été tenu compte, autant que possible, des lieux déjà étudiés. En chacun des endroits, les prélèvements d'herbe ont été effectues sur une superficie d'1 m2.
     Campagne de confirmation des niveaux de radioactivité les plus élevés
     L'analyse des échantillons d'herbe collectes le 5 novembre a nécessite un délai de travail d'environ 1 mois. En conséquence, un ordre de passage a été défini en tenant compte en priorité des échantillons susceptibles d'être les plus contaminés. Ainsi, l'herbe du pâturage référence R2 fut mesurée la première et l'importance des niveaux de radioactivité relevés, plusieurs centaines de Bq/kg frais en lO6Ru-lO6Rh, a incité à vérifier les ordres de grandeurs à cet endroit. L'antenne ACRO Nord-Cotentin a donc effectué de nouveaux prélèvements le 10 novembre âpres un épisode pluvieux de plusieurs jours. De l'herbe a été collectée sur une superficie d'1 m2 en deux endroits distincts du champ. Des feuilles de lierre ont également été échantillonnées de part et d'autre d'une haie perpendiculaire à la direction du panache..
     Discussion
     Les mesures faites ne mettent en évidence que le couple 106Ru-106Rh comme radioéléments artificiels. Détecté à huit endroits différents, il est présent dans les échantillons d'herbe à des niveaux variables, compris entre 24 et 726 Bq/kg frais. Toutefois, les herbages ne sont pas les seuls concernés par les dépôts et la rétention de 106Ru-106Rh. Les feuilles de lierre analysées présentent des concentrations importantes en 106Ru-106Rh, 650 et 955 Bq/kg frais, voisines de celles mesurées dans l'herbe du pâturage (R2) ou ont été effectués les prélèvements. Par la suite, seuls les résultats des mesures d'herbe sont discutés. 
     Concentration maximale
     La plus forte teneur mesurée est observée à la station R2, située à 1 km de la cheminée d'UP3. Pour mémoire, c'est dans ce même pâturage que nous avions mesuré la concentration en 106Ru-106Rh la plus importante (498 Bq/kg frais) à la suite de l'incident du 18 mai 2001.
suite:
Quant aux mesures de "vérification" réalisées sur deux échantillons d'herbe prélevés quelques jours plus tard au même endroit, elles révèlent des niveaux résiduels en 106Ru-106Rh qui sont de 325 et 600 Bq/kg frais. Ces résultats confirment l'ordre de grandeur avancé, à savoir plusieurs centaines de Bq/kg frais de 106Ru-l06Rh dans l'herbe de la station R2. 
     Il est important de noter que les résultats issus des mesures de vérification ne peuvent que refléter partiellement les dépôts consécutifs à l'incident, les épisodes pluvieux entre le 5 et le 10 novembre ayant eu pour conséquence d'éliminer pour parti le 106Ru-106Rh déposé sur l'herbe (effet de lessivage). A titre d'information, un essai de lavage (à l'eau distillée) effectué au laboratoire sur un échantillon d'herbe prélevé suite à l'incident du 18 mai 2001 avait montré une décontamination significative de l'herbe, estimée alors à environ 50% de l'activité initiale en 106Ru-106Rh. 
     Si on tient compte des pertes par lessivage telles que précédemment définies, on peut estimer que la concentration en 106Ru-106Rh de l'herbe de ce pâturage était, suite à l'incident, plus proche des 1000 Bq/kg frais que des 100 Bq/kg frais. En faisant abstraction des pertes par lessivage, la concentration moyenne calculée à part des 3 résultats disponibles pour ce champ reste importante avec environ 500 Bq/kg frais. 
     Si la contamination maximale de l'herbe relevée par I'ACRO dépasse largement celle annoncée par l'exploitant (85 Bq/kg), il n'y a pas pour autant de désaccord. En effet, la valeur la plus forte donnée par Cogéma concerne une zone située à 2 km de l'émissaire pour laquelle les mesures de I'ACRO font état de concentrations voisines, comprises entre 40 et 86 Bq/kg frais. Ces différences témoignent de la difficulté à rendre compte précisément des retombées à partir de quelques prélèvements pour une étendue aussi vaste et soulignent donc tout l'intérêt d'effectuer des mesures complémentaires. 
     Contribution des rejets de routine
     Durant le second semestre de 1999, malgré des rejets de routine en 106Ru-106Rh les plus élevés de ces dernières années, aucun marquage significatif à l'extérieur du site n'a été relevé dans la surveillance de l'environnement effectuée par l'exploitant en regard des données diffusées dans les publications trimestrielles du service de prévention et de radioprotection de Cogéma-La Hague. A partir de janvier 2000, si le 106Ru-106Rh est parfois détecté dans l'environnement, c'est de manière ponctuelle avec des activités inférieures a 20 Bq/kg frais et exclusivement à moins de 1 km i au delà, et notamment à 2 km, il n'y a pas de résultats significatifs. C'est pourquoi;, on considère que, les rejets de routine ne peuvent être à l'origine des niveaux d'activité mesurés à la suite de l'incident du 31 octobre. Toutefois, si ce n'est pas le cas, cette contribution ne peut être que très minime et limitée au premier kilomètre.
     Rémanence de l'incident du 18 mai 2001
     Si la contamination relevée par I'ACRO suite à l'incident du 31 octobre 2001 ne peut être imputée aux rejets de routine, il est raisonnable de s'interroger sur la rémanence des dépôts de 106Ru-106Rh consécutifs à l'incident du 18 mai 2001. En effet, les étendues géographiques influencées sont similaires et les 166 jours écoulés entre les deux incidents, durée inférieure à la demi-vie du 106Ru {372 jours), ne sont pas suffisants pour permettre l'élimination du ruthénium par simple décroissance radioactive. Une telle rémanence aurait pour conséquence de surévaluer les contributions de l'incident du 31 octobre, les concentrations mesurées dans l'environnement pouvant être imputées partiellement aux dépôts consécutifs au précèdent incident. 
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     En l'absence d'un suivi régulier de cet environnement par I'ACRO entre les deux incidents, les niveaux de 106Ru-106Rh encore décelables juste avant le 31 octobre ne sont pas connus avec exactitude. En revanche, des éléments de réponse peuvent être apportés à partir de la bibliographie et des différentes mesures réalisées par Cogéma-La Hague et I'ACRO. [...] 
     En conclusion, les dépôts consécutifs à l'incident du 18 mai ne peuvent que contribuer de manière faible (moins de 5% a priori) aux concentrations mesurées au mois de novembre dans l'herbe du pâturage (R2) qui présente les valeurs les plus élevées (entre 325 et 726 Bq/kg frais de 106Ru-106Rh). A priori, seules les étendues pour lesquelles les dépôts consécutifs au premier incident ont été nettement plus importants (au moins d'un facteur 10) que ceux lies au second devraient présenter des activités rémanentes non négligeables (environ 16% ) en comparaison avec celles mesurées au mois de novembre. Parmi les lieux étudies en mai et novembre, seul le pâturage P1 situé à proximité des usines est concerné. 
 

Figure 1: Évolution de la contamination en 106Ru-106Rh de l'herbe résultant des dépôts consécutifs à l'incident du 18 mai 2001. Les chiffres indiques en abscisses correspondent aux numéros de semaines.

     Distribution spatiale du l06Ru-l06Rh

     La figure 2 présente la répartition spatiale des activités surfaciques en 106Ru-l06Rh calculées en tenant compte de la quantité d'herbe collectée en chacun des endroits. Avec cette nouvelle expression, les niveaux déduits de la seule campagne du 5 novembre, varient entre 10 et 392 Bq/m2. La station R2 présente toujours la plus forte valeur. Il apparaît un marquage de l'environnement pour des directions (par rapport à l'émissaire) qui sont comprises entre 138° et 165°, c'est-à-dire vers le hameau Rue de Beaumont. Plus à l'est, en direction de Beaumont, les stations T4 et T5 ne témoignent pas de la présence du couple 106Ru-106Rh. 
     Dans la zone soumise aux retombées, le marquage de l'environnement est encore nettement visible à plus de 4 km de l'émissaire si on se réfère aux mesures faites à la station U1. En outre, le territoire n'est pas marqué de manière uniforme, on observe une décroissance des niveaux tant longitudinale que transversale par rapport à la direction du panache qui peut être estimée à 150° (par rapport à l'émissaire). En tenant compte d'un angle d'ouverture de 20° pour le panache et d'un marquage significatif jusqu'à 4200 m de l'émissaire, la superficie du territoire de La Hague concernée par les retombées de 106Ru-106Rh peut être estimée à 300 ha (3 km2) approximativement (cas de figure non majorant). Il est fort probable qu'il y ait eu un marquage au-delà de 4200m , mais n'ayant pas fait de mesure à ce niveau, nous ne pouvons l'affirmer. 
 

Figure 2: Distributions des activités surfaciques (Bq/m2) calculées à partir des mesures faites sur les herbes.
suite:
     Évaluation de radioactivité totale du dépôt de 106Ru-106Rh sur l'herbe.
     Il est difficile d'estimer exactement quel a pu être l'activité du dépôt global de 106Ru-106Rh sur le territoire de La Hague à partir des mesures faites dans l'environnement. Le recoupement de l'ensemble des résultats disponibles, toutes sources confondues, pourrait améliorer cette estimation. C'est pourquoi, par la suite, le calcul proposé n'a pour seule vocation que de fournir une indication en adoptant une approche qui nous semble raisonnable. Les résultats en terme d'activité surfacique de ruthenium-rhodium sont présentés . Pour le calcul, on retient arbitrairement comme activité surfacique de référence pour les 300 ha concernés, la moyenne arithmétique des valeurs disponibles après avoir écarté l'activité surfacique maximale (392 Bq/m2 au point R2). Dans ce contexte, l'activité surfacique moyenne minimale est de 46 Bq/m2 et l'activité du dépôt global sur l'herbe est estimée a 139 MBq. Cette valeur est très supérieure au terme source mesuré à la cheminée (environ 15 MBq), mais est proche du terme source en sortie d'atelier annoncé comme majorant : 219 MBq. Or, l'activité déposée localement devrait être beaucoup plus faible que l'activité rejetée. Une fois de plus, le terme source cheminée est peu plausible, mais l'estimation est trop grossière pour pouvoir conclure quant au terme source en sortie d'atelier. 
Un calcul de l'activité rejetée, à partir des mesures dans l'environnement et selon un modèle de dispersion, est donc nécessaire. 
     Évaluation du terme source
     Calcul à partir du modèle GRNC
     En utilisant la modélisation de dispersion dans l'environnement du Groupe Radioecologie Nord Cotentin:
(GRNC: http://www.ipsn.fr/nordcotentin), il est possible d'évaluer le terme source de l'incident. 
     Compte-tenu des conditions climatiques du jour de l'incident (temps sec, vitesse de vent de 11 m/s), l'activité surfacique déposée sur le sol au centre du panache est reliée au terme source par la formule suivante : 
     A[Bq/m2] = Q[Bq]* CTA[s/m3] * Vd[m/s] avec: 
     A : activité surfacique déposée au centre du panache, 
     Q : quantité rejetée, 
     CTA : Coefficient de transfert atmosphérique (donné p.4 de l'annexe XXV du rapport du GT3 du GRNC de 1999). Pour une vitesse de vent de 11 m/s, le CTA est de 1,3.10-6 s/m3 pour une distance de l'émissaire inférieure à 5 km. Mais le Groupe de Travail Incertitude du GRNC a depuis réévalué ces CTA en considérant qu'ils étaient globalement sous-estimés d'un facteur 2,4 (rapport IPSNIDPREISERNAT 12001-13, p. 75). Nous prendrons donc comme CTA la valeur de 3,12.10-6 s/m3
     Vd : vitesse de dépôt par temps sec. Ce terme n'est connu qu'à un facteur 10 près. Aussi bien la COGEMA dans son dossier d'enquête publique que le GRNC (p.7 de l'annexe VIII du rapport du GT3 du GRNC de 1999) ont retenu Vd=5.10-3 m/s. L'activité surfacique déposée au centre du panache ne peut pas être déterminée exactement à partir des mesures ACRO. Pour le calcul du terme source, nous prendrons donc la moyenne arithmétique des valeurs relevées au plus près de l'axe du panache, à savoir 160 Bq/m2. Seuls les échantillons prélevés le 5 novembre sont concernés. On obtient un terme source d'environ 10 000 MBq de 106Ru-106Rh pour l'incident du 31 octobre 2001.
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     Discussion
     Le terme source évalué à partir de l'activité surfacique n'est qu'un ordre de grandeur. En effet, la vitesse de dépôt n'est connue qu'à un facteur 10 près. De plus, nous avons supposé que toute l'activité déposée était captée par l'herbe, alors que dans son dossier d'enquête publique, COGEMA a pris un rapport de captation par temps sec égal à 0,25 et l'IPSN utilise 0,7. Cependant, ce calcul est considéré comme "réaliste" par le GRNC. Un calcul majorant se ferait à partir de l'activité maximale relevée par I'ACRO et le rapport de captation de l'herbe utilisé par COGEMA, et donnerait un terme source 10 fois plus élevé: environ 100.000 MBq (ou 100 GBq). Avec environ 10.000 MBq pour le couple 106Ru-106Rh, le terme source est inférieur à l'autorisation de rejet actuelle (75.000 MBq/an pour la classe des aérosols alpha-béta), mais n'en demeure pas moins important. A titre de comparaison, il est supérieur : 
     - au plus fort rejet annuel pour le couple 106Ru-106Rh annonce ces dernières années : 153 MBq en 1999 (source COGEMA), soit 65 fois plus 
     - au rejet nominal annuel pour le couple 106Ru-106Rh proposé comme limite par la COGEMA dans son dossier d'enquête publique: 1.850 MBq, soit 5,4 fois plus
     - à la limite annuelle béta-gamma envisagée dans les futures autorisations pour les aérosols: 1.000 MBq (Points et Commentaires n°14, juin 2001, OPRI), soit 10 fois plus 
     - au terme source en sortie d'atelier annoncé par l'exploitant et considéré comme majorant : 219 MBq, soit 46 fois plus 
     - au terme source à la cheminée annoncé par l'exploitant : environ 15 MBq, soit 667 fois plus. 
     Il s'agit donc d'un rejet significatif, comme lors de l'incident du 18 mai 2001. Lors de l'incident du 31 octobre 2001, le terme source évalué par I'ACRO à partir d'un calcul "réaliste" est 46 fois supérieur à la quantité mesurée en sortie d'atelier, considérée comme majorante par l'exploitant et l'ASN. 
     Cela nous conduit à nous interroger sur la validité de la mesure en sortie d'atelier et sur le modèle de diffusion retenu par l'exploitant et l'IPSN l qui nous a permis de faire le calcul. 
     Retombées des incidents ruthénium survenus lors de l'année 2001. Quels enseignements ?
     Retour sur l'incident du 18 mai 2001
     Lors de l'incident du 18 mai 2001, la COGEMA avait annoncé un terme source global mesure à la cheminée de 11 MBq. A partir de ses résultats d'analyses, l'ACRO avait montré que la seule contamination de l'herbe à proximité de l'usine dépassait les 38 MBq pour le couple 106Ru-106Rh. Une évaluation du terme source identique à celle faite précédemment donnait une quantité rejetée de 14.000 MBq pour le couple 106Ru-106Rh. Ces résultats ont été rendus publics le 31 juillet 2001. (Voir la note technique ACRO du 26 juillet 2001: Évaluation du terme source de l'incident du 18 mai survenu à l'établissement COGEMA-La Hague). (Note disponible à http:/ /www.globenet.org/acro/termesource.pdf). Ce calcul est considéré comme "réaliste" par le Groupe Radioecologie Nord Cotentin (GRNC), une valeur majorante du terme source pourrait être 5 fois plus élevée. 
     L 'Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire (IPSN), qui a détecté le panache à Alençon, soit à 200 km au sud-est de l'usine COGEMA, confirme : "Cette contamination des aérosols atmosphériques est à relier à une augmentation ponctuelle notable des rejets de l'atelier de vitrification de l'usine UP2-800 de traitement de combustibles irradiés de Cogema la Hague, déclarée par Cogema le 18 mai dernier. Elle est cohérente avec les résultats connus des mesures d'activité de l'herbe faites sur des prélèvements à proximité de l'usine, tant par la Cogema que par l'ACRO {Association pour le Contrôle de la Radioactivité dans l'Ouest) ou l'IPSN. Par contre, le rejet mesuré par Cogema à la cheminée de l'usine n'apparaît pas cohérent avec les valeurs mesurées dans l'air et dans l'herbe.”
suite:
{Note d'information de l'IPSN du 31/07/2001, Contamination en ruthénium des aérosols atmosphériques prélevés à Alençon {Orne) , http://www.ipsn.fr/opera/PInfoRuthAle.htm). 
     Sur son site Internet, la COGEMA maintient un terme source de 11 MBq pour cet incident: 
     L'explication officielle
     Le seul commentaire public de l'exploitant disponible actuellement est la communication faite lors de la réunion du 25 octobre 2001 de la Commission Spéciale et Permanente d'lnformation (CSPI, dite "Commission Hague"). 
     Pour évaluer l'activité rejetée par ses cheminées, COGEMA dévie une fraction des gaz vers un système de mesure. Suite à la polémique sur le terme source de l'incident du 18 mai, l'exploitant a découvert que du Ruthénium s'était fixé sur le tronçon de prélèvement et n'a donc pas été mesuré. Selon l'ASN, 
     "Le dispositif de mesure de la radioactivité des effluents rejetés aux cheminées principales est composé d'un dispositif de prélèvement situé à mi-hauteur des cheminées et d'une canalisation de transit qui conduit les échantillons gazeux prélevés jusqu'aux appareils de mesure situés en pied de cheminée. [...] Il existe de plus d'autres systèmes de mesure situés à la sortie des ateliers de vitrification sur les gaines de ventilation en amont des cheminées principales. Ces systèmes permettent de mesurer l'activité des effluents gazeux émis par ces ateliers et dirigés vers la cheminée principale. [...] Les certificats d'étalonnage et les résultats des appareils de mesure situés sur les cheminées principales confirment la précision de ces appareils. En revanche, les résultats des contrôles réalisés sur plusieurs tronçons démontés des canalisations de transit des prélèvements des cheminées des usines UP2-800 et UP3 montrent la présence, par endroits, d'un dépôt de ruthénium et de rhodium (jusqu'à 300 kBq sur 40 cm). Ce dépôt pourrait être dû a un phénomène d'adsorption du ruthénium sur les parois métalliques plus ou moins important selon les conditions de fonctionnement des installations et plus précisément selon la forme chimique du ruthénium émis par les ateliers de vitrification. Toutefois, la présence de ce dépôt ne permet pas de quantifier précisément l'erreur commise et ceci pour deux raisons : d'une part parce que les quelques tronçons analyses ne sauraient être représentatifs de l'ensemble de la canalisation, d'autre part parce que le dépôt ne serait dû au seul incident du 18 mai, notamment pour le dépôt trouve sur la cheminée d'UP3. Les mesures réalisées sur les systèmes de mesure amont ne permettent pas non plus de quantifier précisément cette erreur car une partie des rejets émis par les ateliers se redépose sur les gaine de ventilation et n'atteint pas l'exutoire des cheminées principales. " (Lettre DIN Caen/895/2007 de l'ASN à I'ACRO datée du 24 octobre 2001). 
     Quel terme source pour l'incident du 18 mai ?
     Selon la COGEMA, lors de l'incident du 18 mai 2001, la quantité de 106Ru-106Rh mesurée en sortie d'atelier était de 4 500 MBq, soit environ 400 fois plus que ce qui a été mesuré à la cheminée. (Note COGEMA HAG 0 0050 01 20754). L'Autorité de sûreté en déduit que COGEMA a sous-estimé d'un facteur 400 au plus le terme source lors de l'accident (Lettre DIN2). L'activité mesurée en sortie d'atelier est compatible avec le terme source évalué par l'ACRO (facteur 3 d'écart). Ainsi, est-ce la mesure à la cheminée ou en sortie d'atelier qui doit servir de référence lors du renouvellement des autorisations de rejet ? La question est posée par l'ASN. 
     Selon l'ASN, en fonctionnement de routine, le terme source en sortie d'atelier serait 6 fois plus élevé que le terme source à la cheminée (Lettre DIN2). Pour COGEMA, "l'examen des rejets constatés en sortie des ateliers conduit à considérer un facteur majorant de la sous-estimation du rejet de Ruthénium en routine de l'ordre de 5 à 10." (Note COGEMA HAG 0 0050 01 20754). 
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     Depuis quand la COGEMA se trompe-t-elle dans l'estimation de ses niveaux de rejets aériens ? Depuis le début de la vitrification en 1989 ? Le GRNC, dans son rapport du GT1, indique des rejets aériens significatifs en l06Ru-l06Rh depuis le démarrage de l'usine en 1966. Comme il ne disposait "de mesures que pour dix années dans les rejets gazeux, [il a] reconstitué les activités manquantes à partir de la valeur moyenne de la fonction de transfert de ces dix années" (GRNC, rapport détaillé du GT1, p. 118).
     Ainsi, une ré-estimation des niveaux de rejets actuels peut avoir des conséquences sur la connaissance que l'on a des niveaux de rejets depuis le démarrage de l'usine. Ce/a concerne aussi le Strontium 90 pour lequel la quantité rejetée annuellement par les cheminées de l'usine a été reconstituée à partir des rejets en l06Ru-l06Rh (GRNC, rapport détaillé du GT1, p. 117).
     Quid de la contamination au Calais Le Mesnil ?
     Lors de l'incident du 18 mai, nous avions mis en évidence une contamination significative de l'herbe en 106Ru-106Rh en direction du SO au lieu-dit Calais Le Mesnil (196 Bq/kg frais ou 169 Bq/m2). Ce point n'était pas sous le vent lors de l'incident et le niveau de contamination est supérieur aux niveaux généralement relevés suite aux rejets de routine. 
     Selon la Cogema (note COGEMA HAG O 0500 01 20752) : 
     "Il convient de noter qu'il se situe sous les vents dominants des rejets. Il peut apparaître dans certaines conditions météorologiques, un marquage ponctuel dans cette zone, d'autant plus marqué lors des rejets par temps de pluie. En effet, le dépôt surfacique est en ce cas supérieur d'un facteur 20 par rapport au dépôt par temps sec (cf. travaux du GRNC). Ce facteur peut encore être supérieur par forte pluviométrie
     Or, la rose des vents par temps de pluie publiée par Cogema (dossier d'enquête publique 2000 ou GRNC, rapport détaillé du GT3, annexe VII, p. 22/25) indique des vents dominants dans la direction opposée. L'ACRO maintient donc sa. demande d'explication sur la tache de contamination relevée au Calais le Mesnil. 
     Enseignements de l'incident du 31 octobre 2001
     Une fois de plus, la seule activité déposée sur l'herbe à proximité des usines de retraitement dépasse largement le terme source mesure à la cheminée. A partir de ses résultats de mesure dans l'environnement, I'ACRO estime à 10 000 MBq la quantité de 106Ru-106Rh rejetée lors de l'incident, soit environ 667 fois plus que le terme source mesure à la cheminée (environ 15 MBq) et 46 fois plus que le terme source mesuré en sortie d'atelier (219 MBq), supposé majorant. La mesure à la cheminée n'est donc toujours pas fiable et ne peut servir pour évaluer les quantités rejetées, passées ou contemporaines. Le calcul effectué met également en évidence un désaccord entre la contamination relevée dans l'environnement et le terme source mesuré en sortie d'atelier. Aussi il semble nécessaire de revoir la mesure en sortie d'atelier ou le modèle de diffusion atmosphérique, voire les deux éventuellement. 
     Comparaison des impacts calculés et mesurés des rejets aériens
     Les modèles de diffusion atmosphérique utilises par l'exploitant et l'IPSN sont très approximatifs du fait de la difficulté de faire une comparaison directe entre la contamination surfacique calculée et mesurée. Les deux incidents étudiés dans cette note nous donnent une opportunité de tester la validité des modèles en question. Nous allons faire ici une comparaison entre l'activité de l'herbe calculée à partir du modèle utilisé par Cogema-La Hague dans son dossier soumis à enquête publique au printemps 2000 et les activités mesurées par l'ACRO.
     Modèle de dispersion atmosphérique utilisé par l'exploitant
     Par temps sec, l'activité surfacique de l'herbe contaminée par un rejet aérien est donnée par la formule suivante : 
     Ah[Bq/m2] = Q[Bq] * CTA[s/m3] * Vd[m/s] * Rc avec:
     Ah: activité surfacique de l'herbe au centre du panache . 
     Q: quantité rejetée . 
     CTA: Coefficient de transfert atmosphérique. Dans son dossier d'enquête publique, Cogema n'indique qu'une seule valeur de CTA: 1,4.10-6 s/m3. Les valeurs prises par l'IPSN diffèrent peu : 1,3.10-6 s/m3 pour une vitesse de vent de 11 m/s et pour une distance de l'émissaire inférieure à 5 km; 1,6.10-6 s/m3 pour une vitesse de vent de 9 m/s et pour une distance de l'émissaire inférieure à 2,5 km. . 
     Vd: vitesse dépôt par temps sec. Valeur retenue par Cogema: Vd=5.10-3 m/s. . 
     Rc: rapport de captation de l'herbe par temps sec. Valeur retenue par Cogema: Rc=0,25. 
suite:
     Comparaison modèle-mesures
     Il ressort de cette comparaison que l'impact théorique des rejets aériens, qui dépend du modèle de diffusion utilisé, est largement en dessous de la réalité, même avec le terme source en sortie d'atelier qui est a priori majorant. Avec les paramètres retenus par I'IPSN (CTA 2,4 fois plus grand et Rc=0,7) les contaminations théoriques sont 6,7 fois plus élevées et restent donc en dessous des valeurs mesurées. En aucun cas, le dépôt découvert sur la canne de prélèvement ne peut à lui seul expliquer ce désaccord. Si la mesure en sortie d'atelier est fiable, il y a probablement sous estimation de l'impact théorique pour tous les radioéléments rejetés par les cheminées. 
     RÉSUMÉ ET CONCLUSION
     Lors d'un incident analogue qui eut lieu le 18 mai 2001, les mesures dans l'environnement effectuées par I'ACRO avaient conduit l'association à interroger l'Autorité de sûreté sur la validité du système de mesure des rejets aériens de Cogema-La Hague. En effet, nos calculs montraient que la quantité de 106Ru-106Rh déposée sur l'herbe était largement supérieure à la quantité totale rejetée (= terme source2) annoncée par l'exploitant. Une évaluation de cette quantité à l'aide d'un modèle de dispersion dans l'environnement nous avait conduits à estimer que Cogema-La Hague avait rejeté probablement 1000 fois plus que ce qu'elle avait annoncé (14 000 MBq pour 11 MBq déclarés). 
     La cause en serait un dépôt dans la canne de prélèvement du système de mesure à la cheminée de rejet. Devant l'impossibilité d'évaluer le terme source lors de cet incident, l'exploitant et I'ASN proposent un terme source majorant qui correspond à la quantité mesurée en sortie d'atelier. Lors de l'incident du 18 mai, la mesure en sortie d'atelier aurait été 400 fois supérieure à celle effectuée à la cheminée (4 500 MBq contre 11 MBq). En fonctionnement de routine, les activités cumulées sur une année donneraient un facteur majorant compris entre 5 et 10 entre les deux points de mesure. 
     Lors de l'incident survenu le 31 octobre 2001, Cogema-La Hague a annoncé avoir rejeté environ 15 MBq ou 219 MBq selon les communiques; l'exploitant ne semble pas savoir exactement ce qu'il a rejeté par ses cheminées. 
     L'ACRO a de nouveau constaté une contamination de l'environnement en 106Ru-106Rh sous le panache. Au total, dix échantillons d'herbe ont été collectés le 5 novembre en dix endroits différents, tous situés au sud-est de l'établissement sous les vents durant l'incident. Les mesures par spectrométrie gamma mettent en évidence la présence de 106Ru-106Rh à des niveaux variables, compris entre 24 et 726 Bq/kg frais. A l'instar des observations faites à la suite de l'incident ruthénium du 18 mai 2001, le pâturage R2 situé à environ 1 km de la cheminée en direction du SSE présente la plus forte teneur. L'ordre de grandeur, plusieurs centaines de Bq/kg frais, est confirmé par des mesures de vérification effectuées sur des prélèvements datés du 10 novembre. Cette contamination ne peut être imputée, ni aux rejets de routine ni à une rémanence de l'incident du 18 mai. Ainsi on n'observe pas de différences notables en termes de répercussions sur l'environnement entre les deux incidents du 18 mai et du 31 octobre 2001 : les niveaux d'activité relevés au mois de novembre représentent en moyenne entre 67% et 78% de ceux mesurés en mai dernier. 
     Une fois de plus, lors de l'incident du 31 octobre 2001, la quantité de 106Ru-106Rh déposée sur l'herbe dépasse largement le terme source mesuré à la cheminée ce qui le rend peu plausible. Une reconstitution réaliste du terme source à l'aide du modèle de dispersion dans l'environnement donne une valeur 667 fois supérieure au terme source mesuré à la cheminée et 46 fois plus grande que le terme source majorant mesure en sortie d'atelier annoncé (10.000 MBq pour 219 MBq déclarés). Ces résultats confirment que la mesure à la cheminée n'est pas fiable et qu'en conséquence elle ne peut servir pour évaluer les quantités rejetées passées ou contemporaines. 
     De plus, ces mêmes résultats nous conduisent à nous interroger sur la validité de la mesure en sortie d'atelier ou sur la validité des modèles de dispersion atmosphérique qui servent de référence aux études d'impact environnemental, voire sur les deux éventuellement. 
     Les modèles de diffusion atmosphérique utilisés par l'exploitant et I'IPSN sont très approximatifs du fait de la difficulté de faire une comparaison directe entre la contamination surfacique calculée et mesurée. l'analyse des deux "incidents ruthénium" du 18 mai et du 31 octobre 2001 montre que le terme source en sortie d'atelier, considéré comme majorant par l'exploitant, couplé au mode le de diffusion atmosphérique de référence ne permet pas d'expliquer les résultats de contamination relevés par l'ACRO. L'approche théorique sous-estime l'impact environnemental des rejets aériens. La sous-estimation est encore plus grave avec un terme source pris a la cheminée. En aucun cas, le dépôt découvert sur la canne de prélèvement ne peut à lui seul expliquer ce désaccord. Si la mesure en sortie d'atelier est fiable, les modèles de diffusion atmosphérique sous estiment probablement l'impact pour tous les radioéléments rejetés par les chemines.
Références
    1-Le modèle de diffusionatmosphériqueen question est celui du GRNC. L'ACRO a activement participé aux travaux de ce groupe, mais dans ses réserves l'association avait souligné que ces modèles " ne peuvent en l'état devenir des références".
    2-lettre DIN Caen /895/2001 de l'ASN à l'ACRO datée du 24 octobre 2001.
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Le ruthénium dans les effluents gazeux
de 1'Etablissement COGEMA-La Hague
Les chiffres présentés sont basés sur les mesures à la cheminée et sont donc à prendre avec précaution, comme cela vient d'être démontré
     Dans le cas de l'usine de retraitement de La Hague, la mise en oeuvre du procédé PUREX pour l'extraction de l'uranium et du plutonium est a l'origine de l'émission de ruthénium dans l'environnement. L'analyse des rejets reconstitues de 1970 a 1996 montre quels radio-isotopes du ruthénium sont essentiellement évacués avec les effluents liquides. Pour le couple 106Ru-106Rh, les activités rejetées dans l'atmosphère avec les effluents gazeux sont d'au moins 6 ordres de grandeur plus petites {= 1 million de fois) que celles rejetées en mer. Parmi les radio-isotopes du ruthénium rejetés, le couple 106Ru-106Rh reste prépondérant en comparaison avec le 103Ru-103mRh ; notamment depuis 1987, puisque l'accroissement du temps de refroidissement des combustibles a entraîné une diminution importante de l'activité en 103Ru présent dans les combustibles et corrélativement de l'activité rejetée (GRNC, 1999).
     L'existence de ruthénium dans les effluents gazeux résulte essentiellement des opérations de vitrification. Il est admis que le ruthénium libéré dans l'atmosphère est en général sous forme de fines particules d'oxyde dénommées aérosols (RUO2). Toutefois, une fraction non négligeable de ruthénium est également relâchée sous forme gazeuse (RUO4). Sur le site de la Hague, seules les usines UP3 et UP2-800 sont actuellement à l'origine de rejets de ruthénium dans l'atmosphère. , Malgré la montée en charge de UP2-800 et le retraitement à partir de 1995 d'un tonnage à peu près égal dans les deux usines, UP3 reste de loin le principal terme source comme le montre la figure 1. En 1999, année durant laquelle les activités en 106Ru-106Rh rejetées avec les effluents gazeux atteignent leur paroxysme (153 MBq), la contribution de UP2-800 ne représente que 10% de l'activité totale. On constate également (fig. 1) que les contributions de chacune des usines sont en nette augmentation entre 1996 et 1999, ce qui entraîne corrélativement une augmentation des activités rejetées en aérosols. Il faut souligner à ce propos que l'augmentation est indépendante du tonnage retraité puisque ce dernier a été diminué d'environ 120 t sur la même période, passant ainsi de 1681 t en 1996 à 1561 t en 1999.
suite:
A partir de 1997; les activités relâchées en 106Ru-106Rh sont supérieures à celles des aérosols; en 1999, les premières représentent environ 126 % des deuxièmes. Ce dépassement confirme bien qu'une quantité non négligeable du 106Ru-106Rh évacuée avec les effluents gazeux est présente sous une forme physique autre que celle d'aérosols. L'analyse des rejets mensuels entre 1995 et 1999 montre que le retraitement est à l'origine d'une émission régulière de 106Ru-106Rh dans l'atmosphère. Durant la période de 5 ans étudiée il y a émission dans des proportions assez variables, comprises entre 0,41 et 29,2 MBq par mois (seuls 2 mois ne sont pas concernés par des rejets).
     Si on tient compte de la chronologie des rejets, et notamment de leur augmentation significative entre 1996 et 1999, il est possible de mettre en évidence 3 périodes en fonction de la fréquence des niveaux d'activité des rejets mensuels.
     Il apparaît alors que :
     - la totalité (100%) des rejets mensuels les plus importants (> 10 MBq) ne concerne que le second trimestre 1999 (juin à décembre)
     - l'essentiels (83%) des rejets mensuels les plus faibles (<1,82 MBq) ont existé entre janvier 1995 et juin 1997. 
     - la majorité (72%) des rejets mensuels "moyens" (entre 1,82 et 10 MBq) sont émis entre juillet 1997 et mai 1999.
Figure 1: Bilan des activités annuelles en lO6Ru-1O6Rh rejetées avec les effluents gazeux de j'usine de retraitement de La Hague, entre 1994 et 1999 ; contribution des usines UP3 et UP2-200 (seuls termes source) et comparaison aux rejets d'aérosols alpha-beta déclarés.
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