Chapitre I : Etat des connaissances
39
8.2. Migration verticale des radionucléides dans les sols : généralités et modélisation
La connaissance de la distribution des radionucléides le long du profil se révèle essentielle pour
estimer les quantités de radionucléide en contact avec la zone racinaire et les risques de
transfert. Dans le cas du
137 Cs, il est important de connaitre la migration verticale car la dose
externe diminue avec la migration de l’élément dans le sol. Ainsi, dans les sols de Biélorussie,
avec la pénétration du césium dans le sol, Forsberg et al. (2000) observent une réduction de la
dose des rayonnements gamma externe de 17 à 45 % de 1986 à 1996.
Bien que les radionucléides issus de Tchernobyl soient initialement retenus dans les deux
premiers cm de sol, une fraction de ceux-ci migre avec plus ou moins de rapidité. Arapis et al.
(1996) indiquent que la vitesse de migration du
137
Cs varie en fonction du type de sol : elle est
estimée selon les cas entre 0,4 et 1,2 cm an
-1 ce qui correspond à 6 à 18 cm de profondeur en
15 ans.
La migration dépend fortement du type de sol (Barisic et al., 1999) et principalement de sa
texture (Forsberg et al., 2000) et sa teneur en matière organique ( Rosen et al., 1999). Le
137
Cs
issu des retombées de Tchernobyl, se situe actuellement à 80 % dans les 15 premiers cm du sol
(Graham et Simon, 1996).
Le
137
Cs est essentiellement présent dans les horizons organiques et migre progressivement
dans les horizons minéraux en fonction de l’importance de la minéralisation de l’humus. La
migration verticale n’est pas uniquement conditionnée par les caractéristiques physicochimiques du sol. Mamikhin et al. (1997) distinguent une origine abiotique (phénomènes de
diffusion, sorption, désorption, lie à la composition minérale, de lessivage et de flux d’eau) et
une origine biotique (fonctionnement des racines, des champignons, de la mésofaune du sol,) à
la migration verticale.
La migration est le résultat d’une multitude de mécanismes, tantôt limitant le transfert vertical
(Prélèvement par les organismes vivants, rétention par les constituants du sol, décroissance dues
aux désintégrations…) et tantôt le favorisant (percolation de l’eau dans le profil, diffusion
d’ions dans la solution du sol, composition de la matière organique, bioturbation,). Le travail
anthropique du sol tend à favoriser également la migration du
137 Cs (Salbu et al., 1994).
Les modèles généralement utilisés pour décrire le transport de radionucléides dans les sols
utilisent des paramètres de migration dépendant du temps. Les modèles simples semiempiriques basés sur la distribution exponentielle en fonction de la profondeur sont capables
de décrire convenablement le transport des radionucléides peu de temps après un dépôt.
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8.2. Migration verticale des radionucléides dans les sols : généralités et modélisation
La connaissance de la distribution des radionucléides le long du profil se révèle essentielle pour
estimer les quantités de radionucléide en contact avec la zone racinaire et les risques de
transfert. Dans le cas du
137 Cs, il est important de connaitre la migration verticale car la dose
externe diminue avec la migration de l’élément dans le sol. Ainsi, dans les sols de Biélorussie,
avec la pénétration du césium dans le sol, Forsberg et al. (2000) observent une réduction de la
dose des rayonnements gamma externe de 17 à 45 % de 1986 à 1996.
Bien que les radionucléides issus de Tchernobyl soient initialement retenus dans les deux
premiers cm de sol, une fraction de ceux-ci migre avec plus ou moins de rapidité. Arapis et al.
(1996) indiquent que la vitesse de migration du
137
Cs varie en fonction du type de sol : elle est
estimée selon les cas entre 0,4 et 1,2 cm an
-1 ce qui correspond à 6 à 18 cm de profondeur en
15 ans.
La migration dépend fortement du type de sol (Barisic et al., 1999) et principalement de sa
texture (Forsberg et al., 2000) et sa teneur en matière organique ( Rosen et al., 1999). Le
137
Cs
issu des retombées de Tchernobyl, se situe actuellement à 80 % dans les 15 premiers cm du sol
(Graham et Simon, 1996).
Le
137
Cs est essentiellement présent dans les horizons organiques et migre progressivement
dans les horizons minéraux en fonction de l’importance de la minéralisation de l’humus. La
migration verticale n’est pas uniquement conditionnée par les caractéristiques physicochimiques du sol. Mamikhin et al. (1997) distinguent une origine abiotique (phénomènes de
diffusion, sorption, désorption, lie à la composition minérale, de lessivage et de flux d’eau) et
une origine biotique (fonctionnement des racines, des champignons, de la mésofaune du sol,) à
la migration verticale.
La migration est le résultat d’une multitude de mécanismes, tantôt limitant le transfert vertical
(Prélèvement par les organismes vivants, rétention par les constituants du sol, décroissance dues
aux désintégrations…) et tantôt le favorisant (percolation de l’eau dans le profil, diffusion
d’ions dans la solution du sol, composition de la matière organique, bioturbation,). Le travail
anthropique du sol tend à favoriser également la migration du
137 Cs (Salbu et al., 1994).
Les modèles généralement utilisés pour décrire le transport de radionucléides dans les sols
utilisent des paramètres de migration dépendant du temps. Les modèles simples semiempiriques basés sur la distribution exponentielle en fonction de la profondeur sont capables
de décrire convenablement le transport des radionucléides peu de temps après un dépôt.