Enquête sur le devenir post-accidentel et la redistribution des radionucléides à travers les paysages

Après le dépôt initial des radionucléides sur ces paysages montagneux et boisés, les processus d’érosion des sols, particulièrement intenses lors des crues printanières et des périodes de typhon, conduisent à la redistribution de ces radionucléides à travers les paysages et les réseaux fluviaux (Figure 1).

En plus de ces processus de redistribution naturelle, les actions humaines engagées pour décontaminer les superficies cultivées dans le panache principal ont fortement modifié la répartition des radionucléides dans les sols et à travers le paysage. La couche arable concentrant les radionucléides (c’est-à-dire la couche de sol la plus élevée de 5 cm) a été enlevée et remplacée par du granit concassé extrait des carrières locales (Figure 2), bien que ces opérations aient été limitées aux zones habitées et cultivées (laissant les zones forestières – couvrant 75% de la paysage dans cette région – intact).

Après l’achèvement de ces travaux qui ont généré ~ 20 millions de m3 de déchets de sol et ont coûté plus de 20 milliards d’euros, l’ordre d’évacuation a été levé en avril 2017 dans plusieurs villes et villages initialement situés dans la partie principale du panache radioactif , y compris le village d’Iitate (Figure 3). Ce village constitue une étude de cas idéale car les limites administratives et naturelles coïncident, les limites du village d’Iitate étant délimitées par les lignes de partage des bassins versants des rivières Mano et Niida. Dans ce village, les personnes évacuées sont désormais invitées à rentrer et à recommencer à cultiver leurs terres, ce qui constitue une situation unique au monde à ce jour.

On estime que 20 à 30% de la teneur initiale en radiocesium reste dans les sols après décontamination. Bien que la migration du radiocésium soit peu probable en raison de sa forte affinité pour les minéraux argileux, son transfert vers les plantes par absorption racinaire ou son transfert vers les rivières par érosion du sol (avec matières en suspension) lors de fortes pluies restent possibles.

Surtout, le transfert potentiel de radiocésium des sols vers les plantes est contrôlé par la teneur du sol en potassium. L’ajout d’engrais au potassium peut fournir une solution pour limiter le transfert du radiocesium résiduel vers les plantes. En conséquence, ces processus de transfert seront quantifiés et leur impact sur la fertilité des sols lors du démarrage de la remise en culture sera étudié.

Le second objectif de cet axe traite de la redistribution des sédiments contaminés dans les bassins versants à travers le réseau fluvial à la suite des processus d’érosion des sols et des inondations. Il est non seulement important de quantifier l’eau, les sédiments et les flux de radiocesium à travers la rivière, mais aussi de quantifier les apports des sources livrant ces éléments au réseau fluviale. En particulier, les sources d’utilisation des terres contribuant aux sédiments (c’est-à-dire les forêts enrichies en radiocesium, par rapport aux terres cultivées, les berges des chenaux, les glissements de terrain, appauvries en radiocésium) devraient être quantifiées grâce au développement d’une approche multi-proxy innovante, comprenant la géochimie élémentaire et isotopique ainsi que la couleur des matériaux.

De nouveaux traceurs comprenant l’ADN environnemental seront également développés pour améliorer le pouvoir de discrimination de la technique (jusqu’au niveau de l’espèce) et améliorer notre compréhension du transfert post-accidentel de sédiments et de radiocesium. Un objectif spécifique traitera de l’impact des travaux d’assainissement et de la remise en culture des terres cultivées sur les apports de sédiments et de sources de radiocésium.

À cette fin, le réseau de stations de surveillance hydro-sédimentaire (comprenant des échantillonneurs de sédiments) déployé dans la zone d’étude par les partenaires japonais sera utilisé (Figure 4), et des carottes de sédiments seront collectées au barrage de Mano pour reconstituer les changements des taux de sédimentation dans la région avant et après l’accident de la centrale.