Contamination au tritium de l’eau potable : mise au point de l’ACRO

Mis en avant

L’ACRO a rendu publique, mercredi 17 juillet dernier, une carte exclusive de la contamination de l’eau potable par le tritium à partir des données transmises par le ministère de la santé et a souligné le risque en cas d’accident nucléaire, comme l’indiquait le titre de son communiqué. La Direction Générale de la Santé, qui nous a fourni les données, a été prévenue par mail le lundi 15 juillet au soir de notre communication à venir et de nos revendications.

Cette cartographique de la contamination en tritium de l’eau potable n’avait jamais été faite. Les données étaient disponibles, mais elles n’étaient connues, ni de la presse, ni du public. Notre carte a donc eu un énorme impact, qui nous a nous même surpris. Notre site Internet a été consulté par plus de 160 000 citoyens en quelques jours !

Les promoteurs de l’énergie nucléaire ont vu d’un mauvais œil cette information sur les rejets de leurs installations qui impactent directement l’eau potable. Certains ont essayé de faire croire que ce tritium était naturel, alors qu’aux taux relevés, il ne peut être qu’artificiel. Mais, personne ne s’est intéressé à l’objet même de notre communication, à savoir quelle alimentation en eau potable en cas d’accident nucléaire grave ?

Dans ce contexte, un message a été posté anonymement sur les réseaux sociaux. Il mentionnait une contamination au « titanium », et non au tritium, et un prétendu arrêté préfectoral interdisant de boire de l’eau du robinet en Ile de France. Il a semé la panique et entraîné des messages rassurants des autorités sur la qualité de l’eau de consommation. L’ACRO a rapidement démenti sur twitter cette fausse information, dès qu’elle a découvert la rumeur.

Peine perdue, cette fausse information a permis d’accuser l’ACRO d’avoir semé la panique. S’en est suivie une avalanche de tweets insultants basés sur la théorie du complot : l’ACRO manipulerait les journalistes. C’est nous donner beaucoup de pouvoir ! Certains sont même allés à proférer des menaces.

TF1 s’est particulièrement distinguée dans le paysage médiatique français par sa propre fake news. Lors de son journal de 20h du 21 juillet 2019, la chaîne assène : « le communiqué alarmiste d’une association a semé la panique chez plus de 6 millions de Français. Sauf que tout était faux. » Il s’agit de propos diffamants : nos données viennent du ministère de la santé et n’ont jamais été contestées. La contamination est avérée et elle est issue des rejets des installations nucléaires.

L’ACRO est un lanceur d’alerte. Rien dans sa communication n’est anxiogène. Elle ne cherche pas à provoquer la panique, mais le débat. Le but de ce travail est d’éclairer le public et les autorités sur les niveaux de radioactivité et les risques engendrés en cas d’accident.

C’est Le Canard Enchaîné qui, le premier, a publié l’information, en précisant : « Pas de panique : la concentration en hydrogène radioactif (autre nom du tritium) reste très en deçà des normes sanitaires et est donc sans danger. » Notre communiqué précisait qu’« aucune valeur ne dépasse le critère de qualité fixé à 100 Bq/L instauré par les autorités sanitaires. » Nous disons que le tritium est un lanceur d’alerte et nous insistons sur le risque en cas d’accident nucléaire grave. La dépêche AFP qui a suivi, et qui a été reprise par presque toute la presse, citait notre phrase et précisait que les valeurs étaient bien en-dessous de la limite de potabilité de l’OMS.

Pour mémoire, nous avions déjà mis en avant, le 18 juin dernier, grâce à nos propres résultats d’analyse, la contamination de l’eau potable le long de la Loire. L’information avait déjà été largement reprise par la presse, sans pour autant provoquer de mouvement de panique.

On nous a aussi reproché d’avoir utilisé le mot « contamination », mais c’est celui utilisé dans le monde de la radioprotection. Il peut y avoir de faibles contaminations avec un risque faible et de fortes contaminations qui présentent des risques élevés. Le mot a pour but de souligner la présence d’éléments radioactifs artificiels. Nous continuerons donc à l’utiliser.

Nous avons été surpris et choqués, lors de notre étude, de découvrir que 6,4 millions de Français buvaient une eau contaminée directement par l’industrie nucléaire, même si cela n’avait pas d’impact sanitaire. Personne ne connaissait ce chiffre puisqu’une telle étude est inédite. Notre travail met en lumière la vulnérabilité de l’alimentation en eau potable de grandes agglomérations en cas d’accident nucléaire grave. Nous n’avons pas été démentis sur le sujet. Aucune préfecture n’a été en mesure d’indiquer qu’elle dispose un plan « ORSEC eau potable ».

Il nous a été reproché de faire peur avec l’accident nucléaire. Mais toutes les instances nationales et internationales invitent à s’y préparer : cela fait partie intégrante de la sûreté nucléaire. Cette vulnérabilité de l’eau potable est peu connue. Elle nous avait échappé lors de nos études précédentes sur les plans d’urgence nucléaire.

Nous nous devions d’alerter sur ce risque et nous allons continuer à faire pression pour qu’il soit pris en compte. Notre observatoire de la radioactivité dans l’eau va être étendu et nous continuerons à communiquer sur le sujet. C’est la raison d’être de notre association, qui milite pour le droit de savoir dans le domaine du nucléaire et de la radioactivité.

Mise à jour : les résultats du contrôle sanitaire de l’eau du robinet sont désormais disponibles sur le site data.gouv.fr

Tritium dans l’eau potable : plus de 6 millions de français concernés. Quelle eau potable en cas d’accident nucléaire grave ?

Voir la version complète du communiqué en pdf (avec annexes).

L’ACRO publie, ce jour, une carte exclusive de la contamination radioactive de l’eau potable en France métropolitaine. Ces données, compilées par l’ACRO, ont été fournies par le Ministère de la Santé (ARS – SISE Eaux) et représentent la valeur moyenne sur les années 2016-2017. (Mise à jour : ces données sont désormais disponibles sur le site data.gouv.fr).

Pour accéder à la carte, copiez-collez le lien : https://www.acro.eu.org/carteeaupotable/index.html#7/47.832/1.670 (sans s après http)

Carte interactive des communes où du tritium a été mesuré dans l’eau du robinet entre 2016 et 2017  Source : Ministère de la santé – ARS – SISE Eaux – Traitement : ACRO

L’analyse de ces données a permis de mettre en évidence :

  • que plus de 268 communes sont concernées par la présence de tritium (l’hydrogène radioactif rejeté par les installations nucléaires) dans l’eau potable en France métropolitaine,
  • que 6,4 millions de personnes sont alimentées par une eau contaminée au tritium,
  • qu’aucune valeur ne dépasse le critère de qualité fixé à 100 Bq/L instauré par les autorités sanitaires.

La carte fait apparaître plusieurs zones avec une présence régulière de tritium dans l’eau du robinet :

  • Le long de la Seine, de la centrale nucléaire de Nogent sur Seine à l’Ile de France, à cause des rejets radioactifs ;
  • Le long de la Vienne et de la Loire à cause des rejets radioactifs des installations nucléaires d’EDF (Belleville, Dampierre, St-Laurent, Chinon et Civaux) ;
  • Autour du centre du CEA de Valduc où le tritium est produit pour l’armement nucléaire ;
  • Autour du centre CEA de Saclay où il doit s’agir d’une pollution rémanente.

Le long de la Vienne : Châtellerault présente des niveaux parmi les plus importants relevés. La moyenne sur 2016 et 2017 est de 31 Bq/litre (18 prélèvements).

Le long de la Loire : du tritium est détecté dans l’eau potable de toutes les communes s’alimentant dans la Loire ou dans les nappes sédimentaires du fleuve. De grandes agglomérations sont concernées : Orléans, Blois, Tours, Angers, Nantes. A Nantes, les niveaux sont comparables à ceux observés à Saumur, villes séparées de plus d’une centaine de kilomètres.

Environ 1,9 million d’habitants sont concernés. Dans le Maine-et-Loire, 72 communes (soit 40% des communes du département) présentent des valeurs significatives en tritium dans les données fournies par la Direction Générale de la Santé.

Le Long de la Seine : 122 communes d’Ile de de France sont concernées par la contamination en tritium au robinet. Cela représente une population de 4 millions de personnes.

La seule usine de potabilisation de Choisy-le-Roi alimente en eau potable 56 communes de la banlieue Sud et Ouest de Paris, ce qui représente environ 1,9 million d’habitants. Elle produit environ 128 400 000 m3 par an d’eau potable. Avec une concentration moyenne de 10 Bq/litre, 1,3 TBq de tritium sont donc distribués chaque année par cette seule usine, soit 2,5% des rejets de la centrale nucléaire de Nogent-sur-Seine.

Nos revendications :

    • Les rejets radioactifs ne sont pas soumis au principe pollueur-payeur alors qu’ils devraient entrer dans le périmètre des agences de l’eau, comme les autres polluants.
    • Le tritium est un « lanceur d’alerte » : en cas d’accident grave sur une des centrales nucléaires sur la Seine, la Vienne ou la Loire, il n’y aura pas que le tritium rejeté et ce sont des millions de personnes qui risquent d’être privées d’eau potable. Comment les autorités vont-elles faire pour assurer les besoins vitaux de ces personnes ? Aucun plan n’est disponible pour le moment. L’ACRO demande que la pollution radioactive soit prise en compte dans les plans « ORSEC eau potable » qui doivent être établis pour le 31 décembre 2020 au plus tard et qu’ils fassent l’objet d’une consultation du public.
    • La fréquence des contrôles des eaux de consommation par les Agences Régionales de Santé dépend du volume d’eau distribué. Ainsi, pour les petites communes, il n’y a qu’une mesure de tritium tous les cinq ans. L’ACRO demande que les mesures soient plus fréquentes quand des polluants sont détectés, avec au minimum une mesure par an, quel que soit le nombre de personnes desservies.

    En attendant, l’association lance un observatoire citoyen de la radioactivité dans l’eau. Chacun est invité à y participer en faisant un don ou en participant aux prélèvements.


    POUR EN SAVOIR PLUS…

    En cas d’accident nucléaire grave, quelle alimentation en eau potable ?

    En cas d’accident nucléaire grave avec rejet dans un cours d’eau, l’eau potable peut être contaminée. La présence régulière, dans l’eau du robinet, de tritium rejeté par les centrales nucléaires met en évidence un risque de contamination par d’autres polluants radioactifs à des niveaux beaucoup plus élevés.

    Niveaux maximum admissibles

  • L’Union européenne a fixé des niveaux maximum admissibles dans les denrées alimentaires suite à un accident nucléaire. Les niveaux du dernier règlement européen pour les liquides alimentaires sont donnés dans le tableau n°1. La commission précise que « les valeurs sont calculées compte tenu de la consommation d’eau courante, et les mêmes valeurs pourraient être appliquées à l’approvisionnement en eau potable suivant l’appréciation des autorités compétentes des États membres. »

    Tableau n°1 : Extrait du règlement (Euratom) 2016/52 du conseil du 15 janvier 2016 fixant les niveaux maximaux admissibles de contamination radioactive pour les denrées alimentaires et les aliments pour animaux après un accident nucléaire ou dans toute autre situation d’urgence radiologique, et abrogeant le règlement (Euratom) no 3954/87 et les règlements (Euratom) no 944/89 et (Euratom) no 770/90 de la Commission.

    A noter que le tritium n’est pas pris en compte dans le groupe de la dernière colonne. L’Europe semble considérer que la limite de potabilité proposée par l’OMS de 10 000 Bq/L est suffisamment élevée pour qu’il ne soit pas nécessaire de fixer une limite spécifique en cas d’accident nucléaire grave.

    Toutes ces valeurs sont très élevées et risquent de ne pas être acceptées, comme ce fût le cas au Japon pour l’alimentation après la catastrophe de Fukushima.

    L’exemple de Tchernobyl

    La catastrophe de Tchernobyl, le 26 avril 1986, a entraîné une forte contamination des eaux de la rivière Pripyat qui se jette dans le Dniepr à 15 km en aval. Les eaux du Dniepr servent à l’approvisionnement direct de 8 millions d’Ukrainiens et à l’irrigation. A la centrale de Tchernobyl, les eaux de refroidissement n’étaient pas directement rejetées dans la rivière, mais dans un bassin situé à quelques centaines de mètres du cours d’eau qui a fait office de tampon.

    Nous n’avons pas trouvé de données concernant l’eau de consommation. Voici des données relatives aux eaux de surface :

    A l’époque, les autorités ont donc relevé les niveaux maximum admissibles dans les eaux de consommation :

    Ibidem

    On trouve d’autres données dans la littérature scientifique. Dans le livre Chernobyl – What Have We Learned?, Edited by Yasuo Onishi, Oleg V. Voitsekhovich and Mark J. Zheleznyak Springer 2007, les valeurs maximales rapportées sont encore plus grandes :

    A chaque fois, les valeurs relevées pour l’iode-131 dépassent largement les limites fixées par l’UE.

    De nos jours, plus de 30 ans plus tard, les eaux du Dniepr sont toujours contaminées, à des niveaux beaucoup plus faibles, bien entendu. Le césium-137 a été largement stocké dans les sédiments du premier barrage, le réservoir de Kiev, alors que le strontium, particulièrement radiotoxique, s’écoule toujours jusqu’à la Mer Noire. On observe des pics de pollution suite à des inondations qui peuvent avoir lieu dans les zones les plus contaminées.

    Que se passera-t-il en France en cas de dépassement des niveaux maximum dits admissibles ?

    En France, la fiche n°15 du plan national de réponse à un accident nucléaire majeur précise : « En cas de restriction partielle ou totale d’alimentation en eau potable issue du réseau d’adduction public, le Préfet met en œuvre le dispositif ORSEC, en lien avec les responsables de la production et de la distribution d’eau et les Agences Régionales de Santé, afin de fournir une alimentation en eau potable de substitution aux populations concernées (eau embouteillée, citernes d’alimentation en eau potable…)., jusqu’à ce que les niveaux de contamination soient revenus dans les normes de potabilité fixées par la réglementation en vigueur. »

    Mais les plans ORSEC sont en cours de rédaction… L’instruction interministérielle n° DGS/VSS2/DGCS/DGSCGC/2017/138 du 19 juin 2017 relative à l’élaboration du dispositif de gestion des perturbations importantes de l’approvisionnement en eau potable (ORSEC-Eau potable) demande que « chaque préfet de département [mette] en place ou actualise son volet ORSEC Eau potable dans le cadre de l’ORSEC RETAP RESEAUX, en fonction des nécessités de la planification territoriale, et au plus tard pour le 31/12/2020 ». Elle rappelle que « ce plan ORSEC Eau potable devrait utilement être complété par des plans d’alerte aux pollutions accidentelles des ressources en eau, et des plans de secours en cas de rupture de la fourniture par les réseaux publics, élaborés à l’échelle des collectivités en charge de l’alimentation en eau. »

    Le Guide associé pour l’élaboration de ces plans ORSEC eau potable propose, en premier lieu, d’utiliser l’interconnexion des réseaux d’eau potable. Cette option risque de ne pas être applicable partout en cas de contamination étendue, suite à un accident nucléaire.

    Les alternatives sont la mise en place de restrictions afin de réduire la demande en eau potable et la mise en place de solutions de substitution :
    – distribution d’eau embouteillée ou ensachée ;
    – production d’eau à partir d’unités mobiles de traitement ;
    – approvisionnement par camions citernes autorisés pour le transport de produits alimentaires.
    Cela va être compliqué à mettre en œuvre pour des milliers, voire millions de personnes potentiellement affectées par une pénurie d’eau potable.

    Selon le Guide : « Face à une pénurie prolongée d’eau destinée à la consommation humaine, et en l’absence de possibilités de mise en œuvre durable de mesure alternative (qu’elles relèvent de la sécurisation du réseau ou qu’il s’agisse de mesures de substitution en alimentation), il peut être envisagé de procéder à un déplacement de population vers une zone d’accueil. Cette solution ne doit être utilisée que si les circonstances l’exigent absolument et si la mise en œuvre de dispositifs d’alimentation de secours ne permet pas d’assurer la sécurité sanitaire des populations ou des autres usagers.
    La décision d’évacuer relève du préfet de département ou du préfet de zone le cas échéant, qui mettra en œuvre les dispositions de l’Orsec correspondantes. » Ce sera impossible en Ile de France ou dans les villes sur la Loire.

Projet de dépotoir radioactif à Chalk River au Canada : expertise du projet par l’ACRO

Situé à 200 kilomètres en amont de la région Ottawa-Gatineau, le complexe nucléaire de Chalk River sert, depuis les années 1950, de laboratoire pour le développement de l’industrie nucléaire canadienne. Un lieu “d’élimination” de déchets radioactifs est projeté sur le site d’un milieu humide à proximité de la rivière des Outaouais présentant ainsi des risques de contamination en cas de fuite. Cette rivière est une importante source d’eau potable pour une grande partie des habitants du Grand Montréal. Les méthodes de stockage proposées suscitent d’importantes questions qui ont été soulevées lors du processus d’étude du projet par la Commission canadienne de sûreté nucléaire et les autres structures de contrôles.

Dans ce contexte la Communauté a donc souhaité mandater un expert afin qu’il puisse étudier le projet de dépotoir nucléaire proposé par les Laboratoires nucléaires canadiens (le promoteur) afin d’émettre des recommandations sur les mesures susceptibles de bonifier le projet tout en assurant les instances de la Communauté que les meilleures pratiques seront mises en œuvre dans le but premier de protéger l’approvisionnement en eau potable du territoire métropolitain. L’Association pour le Contrôle de la Radioactivité dans l’Ouest (ACRO), organisation non gouvernementale française, forte d’une expérience de 30 ans dans le domaine, a été retenue pour effectuer ce travail.

Une animation du dépotoir nucléaire proposé à Chalk River.

 

L’héritage radioactif de Chalk River

La construction d’un dépotoir pouvant stocker un million de mètres cubes de déchets faiblement radioactifs à Chalk River, en Ontario, suscite des craintes environnementales car l’emplacement choisi est à moins d’un kilomètre de la rivière des Outaouais, la source d’eau potable de millions d’habitants du Canada.

L’équipe de Radio-Canada est donc venue enquêter sur le Centre de Stockage de la Manche qui est devenu une référence internationale pour les mauvaises pratiques en matière de gestion des déchets radioactifs. L’ACRO, qui effectue une surveillance citoyenne de site, a contribué au documentaire.

Le reportage a été diffusé à Découverte, dimanche 25 mars à 18h30 (HAE) à ICI Radio-Canada Télé :

L’ACRO a effectué quelques analyses de la radioactivité dans les environs du site de Chalk River qui font apparaître une faible contamination au cobalt-60 et au césium-137 des sédiments de la rivière des Outaouais. Du tritium a aussi été détecté dans l’eau. Voir le rapport d’analyse.

Une animation du dépotoir nucléaire proposé à Chalk River.

Ontario is not ready to face a large-scale nuclear accident

Les autorités de l’Ontario ont soumis à la consultation du public la révision de leur plan d’urgence nucléaire (lien en français, lien en anglais). L’ACRO a envoyé l’analyse ci-dessous qui montre que la province n’est pas prête à faire face à un accident grave.

Cette étude fait suite à celles similaires déjà menées en

Centre de Stockage de la Manche : 45 ans de rejets de tritium dans le ruisseau Ste Hélène

Le tritium « c’est naturel », mais dans La Hague, il est « surnaturel ». Cet isotope de l’hydrogène est généralement observé à 0,2 Bq/L dans l’eau des océans, et à environ 1 Bq/L dans les eaux continentales, hors influence d’installations nucléaires.

Dans l’environnement du Centre de Stockage de la Manche (CSM), le tritium est, pour le moins, à des concentrations beaucoup plus élevées.

Il est courant de l’observer à plus de 100 Bq/L dans l’eau du ruisseau Ste Hélène plusieurs semaines de suite. Pourtant, depuis 2003, les arrêtés d’autorisation de rejet des exploitants ANDRA et AREVA prescrivent de ne pas dépasser les 100 Bq/L en concentration hebdomadaire de tritium dans la Ste Hélène.

Ainsi, les données de l’ANDRA font apparaître une concentration de 109 à 283 Bq/L durant six semaines en 2014. C’était 100 à 250 Bq/L durant 24 semaines consécutives en 2006, 32 semaines à plus de 100 Bq/L en cette même année 2006 !

Selon nos estimations, en 2014, les « relâchements » vers ce seul cours d’eau ont représenté plus de 90% des 86 GBq (milliard de becquerels) de tritium rejetés par le CSM dans l’environnement. Pour une raison incompréhensible, l’intégralité de ces « relâchements » dans la Ste Hélène sont ignorés du décompte officiel des rejets du centre.

Cette situation perdure depuis les années 70 avec l’arrivée de déchets contenant du tritium sur le site qui a entraîné rapidement une pollution massive des nappes phréatiques.

Les eaux souterraines ainsi polluées contaminent depuis 45 ans les résurgences, cours d’eau, puits chez des particuliers, abreuvoirs, avoisinants.

Recommandations de l’ACRO

L’ACRO considère que la réglementation doit être strictement respectée en matière de limites de rejets dans les ruisseaux de La Hague, et que l’on doit avoir la même considération pour le domaine public que pour le domaine de l’exploitant AREVA où une pratique d’assainissement est mise en place.

C’est pourquoi l’ACRO préconise d’épurer enfin la contamination des nappes phréatiques en pratiquant un pompage de la nappe dans la zone Nord du CSM.

Commentaires

Un premier commentaire doit nous interpeller quant au traitement – pour le moins différencié – de situations de pollutions radioactives de l’environnement et, en particulier des nappes phréatiques.

Ainsi, Le 10 septembre 2014, le tribunal de police de Dieppe a condamné EDF à 10 000 euros d’amende pour une fuite de tritium détectée en octobre 2012 dans un piézomètre de contrôle de la centrale nucléaire de Penly (Seine-Maritime). Un écoulement dans la nappe phréatique avait engendré des traces de tritium à des concentrations comprises entre 34 et 60 Bq/L, pour un taux habituel de 8 Bq/L dans ce même tube de contrôle [ASN2013].

Cette jurisprudence « EDF » détonne dans l’environnement du CSM. Ainsi, en 2014, le taux de tritium dans certains puits de contrôle est à plus de 80 000 Bq/L (PZ131). En 2013, l’eau recueillie dans un des bacs de surveillance du réseau de drainage profond était à un taux de 5 410 000  Bq/L (BR088)… Loin des 34 à 60 Bq/L dans un puits de contrôle de Penly.

Sur le plateau de La Hague ces taux de tritium de 34 à 60 Bq/L ne sont pas rencontrés de manière incidente dans les nappes phréatiques, mais en permanence dans les eaux de surface (40 à 400 Bq/L)

Un second commentaire démontre une fois de plus que l’information reste diffusée de façon très partielle.

Suite à un questionnement porté par cette étude ACRO, à l’occasion d’une réunion de travail CLI – exploitants le 11 mars 2016, nous avons appris que les piézomètres de la zone Nord-Est du site AREVA ont été fortement contaminés par un pompage industriel dans cette zone.

Les données recueillies dans notre étude situent cet évènement en 2001, il y a 15 ans. Cet évènement, identifié par les exploitants et sans doute connu des autorités, était totalement ignoré par les CLI AREVA la Hague et CSM, malgré un questionnement de l’ACRO sur la non-publication des données sur un piézomètre en 2009, dont le comportement tritium était aberrant.

Malgré la publication de la loi dite TSN en 2006 (Transparence et Sûreté Nucléaire)

La « transparence » est perfectible.

Pour la zone Sud-Ouest sur le domaine AREVA, l’efficacité d’un tel pompage a été démontrée dès la mi-1992 par le pompage en EVT7 (60 000 m3/an). Le taux de tritium dans les piézomètres de cette zone AREVA, en périphérie du CSM, est inférieur à 100 Bq/L en 2014.

L’arrêt de la centrale à béton en 1990 avait entraîné une brusque augmentation du taux de tritium au droit de l’ex point de pompage (50 000 Bq/L en 1992).

Pour en savoir plus :

Trois générations d’armes nucléaires

Mis en avant

Fiche technique extraite de l’ACROnique du nucléaire n°46, septembre 1999


Dans cette fiche technique, nous allons tenter de décrire simplement les principes de base des bombes atomiques et montrer les liens avec l’industrie nucléaire. Nous nous limiterons à des principes généraux. Une fois la bombe fabriquée, il faut pouvoir la déployer, la contrôler, la protéger… puis démanteler les bombes et les installations devenues obsolètes et dépolluer les sites contaminés. Selon les audits atomiques indépendants effectués en France et aux Etats-Unis cela représente plus de la moitié des coûts engagés, mais cela dépasse largement notre propos.


Un peu de physique

La Fission

La fission du noyau d’éléments lourds naturels comme l’uranium ou artificiels comme le plutonium entraîne un dégagement d’une grande quantité d’énergie et de particules, comme les neutrons. Cette fission peut être déclenchée par le choc d’un neutron. Une réaction en chaîne se développe alors : la fission émettant des neutrons qui déclenchent d’autres fissions qui vont émettre d’autres neutrons… Si le nombre de neutrons produits est inférieur au nombre de neutrons consommés ou qui s’échappent, la réaction va s’éteindre d’elle même, sauf si elle est entretenue par un apport extérieur de neutrons. Si le nombre de neutrons créés est supérieur au nombre de neutrons consommés, alors la réaction s’emballe et conduit à une explosion. Dans le cas de réactions nucléaires, l’emballement est très rapide et l’énergie dégagée immense, d’où l’intérêt que lui portent les militaires. Enfin, si le nombre de neutrons créés est égal au nombre de neutrons consommés ou s’échappant, la réaction va s’auto-entretenir. Ce régime, dit critique, est celui qui a lieu dans les réacteurs nucléaires. En cas d’explosion, on parle de régime sur-critique et, dans l’autre cas, de régime sous-critique. Les isotopes impairs de l’uranium et du plutonium sont plus facilement fissibles que les isotopes pairs quand ils sont soumis à un flux de neutrons thermiques, comme dans les réacteurs nucléaires classiques, mais avec des neutrons rapides, présents dans les surgénérateurs ou les bombes, tous les isotopes du plutonium ont pratiquement les mêmes propriétés. On appelle masse critique la quantité de matière fissile minimum nécessaire à la sur-criticité.

L’uranium naturel ne contient que 0,72% d’U235, celui qui est le plus fissible, le reste étant essentiellement composé d’U238 qui ne convient pas. Pour faire une arme il faut augmenter cette proportion jusqu’à 80-93%, en utilisant un processus industriel, l’enrichissement, qui est le même que celui utilisé pour la production de combustible civil où la proportion d’U235 varie de 3 à 5%. C’est l’usine de Pierrelatte (d’abord CEA puis COGEMA) qui se charge de cette opération. Le plutonium est produit dans des réacteurs nucléaires par bombardement d’uranium 238 par des neutrons et doit ensuite être extrait du combustible irradié par un processus industriel identique à celui de la technologie civile, à savoir le retraitement. En fonction de la technologie du réacteur et du temps d’irradiation on obtiendra un pourcentage plus ou moins élevé de Pu239, qui est le favori des militaires. Les autres isotopes sont issus de bombardements successifs du Pu239 par des neutrons, quand ils nâentraînent pas une réaction de fission. Pour avoir un pourcentage élevé de Pu239, il suffit d’irradier moins longtemps du combustible dans n’importe quel réacteur nucléaire. Les réacteurs qui fonctionnent à l’uranium naturel en produiront plus. Le manteau des surgénérateurs comme Phénix et ou Superphénix, c’est-à-dire les barres de combustibles qui sont à la périphérie, permet aussi de produire du Pu239 de bonne qualité.

La Fusion

La fusion de deux noyaux légers dégage une plus grande quantité d’énergie, mais il faut comprimer beaucoup plus les gaz utilisés pour que la réaction puisse avoir lieu. Dans les armes thermonucléaires, c’est la fusion du tritium (H3) avec le deutérium (H2) qui est utilisée ; elle produit de l’hélium plus un neutron. L’avantage c’est que ces gaz sont légers et qu’une faible masse est suffisante pour dégager une énergie énorme. La difficulté est liée à l’allumage, des explosifs chimiques classiques n’étant pas suffisants pour atteindre la compression nécessaire.

Le tritium est aussi produit dans des réacteurs nucléaires par bombardement du lithium 6 par un neutron. Le Lithium 6, lui, est présent dans la nature, mais il doit être séparé de son isotope, le lithium 7. En France, c’est la COGEMA qui se charge de cette opération dans son usine de Miramas. L’ensemble du processus de production du tritium reste géré par le CEA dans deux réacteurs à eau lourde (Célestin 1 & 2 à Marcoule). Le deutérium, quant à lui, nécessite de l’eau lourde pour sa fabrication, qui a été importée de Norvège, des Etats-Unis, mais aussi fabriquée en France dans deux usines pilotes qui ne fonctionnent plus (Toulouse et Mazingarbe, Nord). Le site de production du deutérium gazeux à partir d’eau lourde n’est pas connu clairement. Il est possible que le deutérium soit produit au centre civil du CEA de Grenoble, mais également qu’il soit extrait du processus d’extraction du tritium à Marcoule.

Première génération

Les armes de première génération n’utilisent que la fission de noyaux lourds. Deux masses sous critique d’uranium sont regroupées ou une masse de plutonium ou d’uranium est brusquement comprimée à l’aide d’un explosif chimique afin d’en faire une seule masse sur-critique. La réaction en chaîne est généralement amorcée par une source de neutrons qui doit être parfaitement synchronisée avec le passage au régime sur-critique pour avoir le meilleur rendement, mais cela n’est pas une nécessité. Les bombes sud-africaines étaient amorcées par les neutrons du bruit de fond. La puissance de la bombe peut être améliorée grâce à un matériau réflecteur de neutrons, comme le béryllium. Il est relativement facile de fabriquer une bombe atomique de première génération, à condition que l’on possède la matière fissile. Les Etats-Unis n’ont jamais testé la bombe à l’uranium enrichi avant de la larguer sur Hiroshima et n’ont fait qu’un seul essai pour celle au plutonium avant de bombarder Nagasaki. Une équipe de 400 personnes environ a été suffisante à l’Afrique du Sud pour construire six bombes à l’uranium enrichi. La fin des essais nucléaires ne supprime donc pas le risque de prolifération horizontale, à savoir l’émergence de nouvelles puissances nucléaires ou la menace d’un groupe terroriste qui se serait procuré la matière première au marché noir. Une importante question concerne l’utilisation de plutonium issu des réacteurs civils à eau sous pression pour fabriquer ce type d’arme. Pour les partisans du retraitement du combustible irradié, le Pu 240 est indésirable car il risque de déclencher une implosion avant même que la sur-criticité soit atteinte, réduisant ainsi la puissance de la bombe. Cela peut même être un avantage pour fabriquer une bombe rudimentaire, car il nây a pas besoin de source de neutrons pour initier la réaction. Même de puissance réduite, une telle bombe peut faire beaucoup de dégâts. Un autre inconvénient avancé pour le plutonium civil est que le pourcentage de Pu238 est trop élevé (environ 2%, pour environ 0,01% pour du Pu dit militaire). D’une durée de vie relativement courte (88 ans), la désintégration du Pu 238 entraîne un échauffement qui peut endommager les explosifs chimiques. Si la bombe larguée sur Nagasaki avait contenu 2% de Pu 238, elle aurait eu une température de l’ordre de 250°C. Cette montée en température peut néanmoins être réduite des deux tiers à l’aide d’un système de refroidissement en aluminium. Enfin, le troisième argument avancé par les promoteurs du retraitement est que le plutonium civil est beaucoup plus irradiant, entraînant un risque beaucoup plus élevé pour les personnes travaillant à proximité. L’utilisation de cobayes humains par les puissances nucléaires pour tester les effets de la radioactivité laisse penser que cet argument n’est pas forcément un inconvénient majeur… (Note: cette discussion est tirée d’un article de Frank von Hippel, Fissile material security in post-cold-war world, Physics Today, june 1995 et de A.B. Lovins, Nuclear weapons and power-reactor plutonium, Nature, Vol. 283, 28 fev. 1980, p. 817).

Les bombes larguées sur Hiroshima et Nagasaki, avaient respectivement une puissance de 15 et 22 kilotonnes d’équivalent TNT (Note : 1kt = 1012 cal = 4,18 x 1012 J). Les armes à fission pure développées par la suite ont atteint plusieurs dizaines de kilotonnes.

Deuxième génération

Le principe des armes thermonucléaires est simple à comprendre, même si leur réalisation pose de gros problèmes technologiques. Dans les armes à fission dopées (boosted fission), une réaction de fission similaire à celle de l’arme de première génération, déclenche une réaction de fusion du cœur constitué d’un mélange de tritium (H3) et de deutérium (H2). Les neutrons dégagés par la réaction de fusion entraînent une réaction de fission plus complète que celle qui a lieu dans les armes de première génération où une faible portion de la matière fissile est consommée. La performance d’une telle arme dépend essentiellement de l’explosion chimique initiale car il est important que le gaz soit suffisamment comprimé et ne se mélange pas avec le matériau fissible. Cela peut être testé sans enclencher de réaction nucléaire et reste donc possible dans le cadre du “traité d’interdiction des essais nucléaires”, à condition d’avoir une installation permettant d’étudier l’hydrodynamique de l’explosion à l’aide de rayons X : c’est un des buts de l’installation AIRIX du CEA, en construction à Moronvillier, sur le site où ont lieu les essais nucléaires froids. Il est généralement admis qu’Israël, l’Inde et le Pakistan ont atteint ce stade. A noter qu’avec cette technologie, le plutonium, dit de qualité civile, ne change rien, quant à la puissance de l’explosion, mais le plutonium militaire est généralement préféré pour des problèmes de température et de radioactivité. Dans les bombes thermonucléaires ou bombes à hydrogène, une bombe à fission, éventuellement dopée, déclenche l’explosion par réaction de fusion. C’est un mélange de lithium et de deutérium enfermé dans une capsule tampon d’uranium ou de plomb qui est utilisé, le tritium nécessaire à la réaction de fusion étant directement produit lors de l’explosion par le bombardement des neutrons. Il n’y a virtuellement pas de limite à la puissance dégagée par ce type d’arme ; l’essai nucléaire le plus puissant de l’histoire, avec 60 Mégatonnes (60.000 kilotonnes) dâéquivalent TNT due à 97% à la réaction de fusion, a eu lieu en URSS en octobre 1962. Mais, sachant que la puissance dégagée lors de l’explosion est de l’ordre de 1kt/kg, il est possible de faire beaucoup de dégâts avec une bombe de quelques kg. Des efforts constants de miniaturisation ont eu lieu afin de rendre la bombe plus légère et transportable par toutes sortes de vecteurs, en particulier des missiles intercontinentaux.

Il a fallu de longues années de recherche aux Etats-Unis et en URSS pour mettre au point ce type d’armes (Note : voir le dossier de Physics Today, Nov. 1996) ; mais une fois les principes de base connus, il est possible dâaccéder rapidement à cette technologie : la Chine a testé sa première bombe thermonucléaire après seulement 3 essais de première génération, un essai à fission dopée et un essai préliminaire de bombe à hydrogène. Les armes de deuxième génération sont d’une technologie plus élaborée et, malgré deux milliers d’essais nucléaires, le mécanisme n’est pas encore entièrement compris. Les puissances nucléaires déclarées sont probablement arrivées au bout des améliorations possibles et possèdent une bonne maîtrise de la production de ce type d’armes. La fin des essais nucléaires n’est donc pas trop pénalisante pour elles, mais est certainement un frein pour les autres pays. Il est peu probable que de telles armes disparaissent car elles sont sûres et très mortelles. Les réductions effectuées dans les arsenaux concernent essentiellement des armes obsolètes ou dâune utilité devenue douteuse. Le tritium et le Li6 deviennent des éléments stratégiques qui doivent être contrôlés comme les matières fissibles pour éviter la prolifération.

Troisième génération

La troisième génération regroupe des bombes basées sur les technologies précédentes, mais dont certains effets sont accentués ou réduits selon l’utilité stratégique recherchée. Par exemple, la bombe à neutrons, qui émet une grande quantité de neutrons avec une puissance réduite, est supposée être efficace contre une avancée massive de chars. Son utilité tactique est en fait réduite. D’autres améliorations visent à réduire les “effets collatéraux” de la radioactivité émise, là aussi avec des succès limités. A noter que ces améliorations constituent une entorse à la doctrine de dissuasion, étant un premier pas vers une bombe pouvant être utilisée sur le champ de bataille. Ces armes nécessitent de nombreux développements scientifiques et technologiques et l’arrêt des essais nucléaires est un frein à leur développement.

Les différents types de têtes nucléaires en service dans l’arsenal français (1960-1998)

Type
Puissance
Vecteur
Armée
Entrée en service
Retrait du service
AN11
60 kt
Mirage IVA
Air
06/07/63
1973
AN22
70 kt
Mirage IVA
Air
1973
01/07/88
MR31
130 kt
S2 Albion
Air
02/08/71
MR41
500 kt
M1/M1 SNLE
Marine
2/8/1971
1979
AN52
25 kt
Mi3,JagA,SEt
Air
06/04/73
AN51
10/25 kt
Pluton
Terre
3/1974
1993
TN60
1 Mt
M20 SNLE
Marine
23/12/76
TN61
1 Mt
M20 SNLE
Marine
1978
1993
TN61
1 Mt
S3 Albion
Air 
01/06/80
16/09/96
TN70
150 kt
M4A SNLE
Marine
25/05/85
1997 
TN80
300 kt
Mirage IVP
Air
01/09/85
01/07/96
TN71
150 kt
M4B SNLE
Marine
09/12/87
TN81
300 kt
Mirage 2000 N
Air
01/07/88
TN81
300 kt
Super-Etendard
Marine
4/1989
TN90
80 kt
Hadès
Terre
1992
1996
TN75
100 kt
M45 SNLE
Marine
1/1997

AN: fission Pu ; MR : fission dopée Pu ; TN : thermonucléaire (Tiré du site du CDRPC)


Pour en savoir plus

Cette fiche technique est basée sur les références suivantes (sauf les références déjà indiquées) :

* Bruno Barillot, Audit atomique, CDRPC, 187, montree de Choulans, 69005 Lyon (fevrier 1999)

* Stephen I. Schwartz editor, Atomic Audit, Brookings Institution Press, 1775 Massachusetts Ave., N.W. Washington, D.C. 20036 (1998)

* Andre Gsponer et Jean-Pierre Hurni, Fourth generation of nuclear weapons, Technical Report, INESAP, c/o IANUS, Darmstadt University of Technology, D-64289 Darmstadt (mai 1998)

* The military critical technology list, part II : weapons of mass destruction technologies, section V : nuclear weapon technology, Department of Defence, Etats-Unis, fevrier 1998, peut être téléchargé à l’adresse suivante : http://www.dtic.mil/mctl/

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