Livre blanc du Tritium

83 Le tritium dans l’environnement 7 1 1 3 Modélisation des transferts de tritium aux productions animales Pour les cas de contamination chronique de l’air, il existe de nombreux modèles de transfert du tritium aux animaux et à leurs produits, qui reposent sur l’hypothèse d’un équilibre isotopique entre compartiments, compte tenu des proportions relatives d’humidité de l’air et de l’eau du produit animal considéré. Malgré leur simplicité et le peu de données expérimentales qu’ils requièrent, ces modèles ne sont en effet pas réalistes dans la mesure où ils ne tiennent pas compte du tritium organique qui a un temps de résidence de quelques dizaines de jours à quelques centaines de jours (Belot et al., 1996). D’autres modèles traitent explicitement les deux pools — eau et matière organique — des produits d’origine animale considérés; ils reposent alors sur l’hypothèse selon laquelle les activités spécifiques en HTO et OBT dans ces produits sont égales à l’activité spécifique moyenne de tritium dans l’eau incorporée dans l’animal, pondérée par les fractions d’eau provenant des différentes voies d’incorporation : nourriture de l’animal, eau de boisson, inhalation et absorption cutanée. Pour le cas de rejets de courte durée, la plupart des modèles considèrent l’ingestion d’aliments (herbe essentiellement) et l’absorption par inhalation comme les principales voies d’incorporation de tritium. Les processus métaboliques y sont le plus souvent décrits en considérant les deux compartiments — eau et matière sèche — de l’animal. Les principales différences qui existent entre les modèles concernent, d’une part les valeurs de certains paramètres (vitesse d’élimination du tritium de l’animal, vitesse de formation de OBT à partir de l’eau tritiée présent dans l’animal), d’autre part la description de mécanismes relatifs au tritium organique : ingestion d’OBT et processus de métabolisation au sein de l’organisme (Barry et al., 1999). Galieru et al. (2007) ont réalisés des calculs très détaillés des facteurs de transfert du tritium à divers produits d’origine animale en tenant compte des cinétiques d’incorporation et de décorporation des formes HTO et OBT et surtout en tenant compte de façon précise des caractéristiques zootechniques (composition de ration alimentaire animale) et physiologiques (taux de croissance, teneurs en eau…) des animaux concernés. Les facteurs relatifs au tritium sous forme OBT sont systématiquement inférieurs à ceux relatifs au tritium sous forme HTO (Fig. 7.1) et dans tous les cas inférieurs à l’unité. Compte tenu de l’absence de bioaccumulation de tritium dans les végétaux, ces valeurs tendraient à montrer également une absence de bioaccumulation de tritium dans les produits animaux terrestres. 7 1 2 Description succincte du modèle TOCATTA Dans le modèle TOCATTA développé par l’IRSN, la biosphère est modélisée sous une forme très simplifiée et non exhaustive. La modélisation représente l’atmosphère (air de la couche limite atmosphérique), l’écosystème agricole (couche racinaire du sol, végétaux et animaux) et le système anthropique (denrées). Les voies de transfert considérées sont les suivantes : • le transfert net de la vapeur d’eau tritiée atmosphérique à l’eau (diffusion ou absorption) et de la matière organique (photosynthèse nette) du système foliaire des végétaux agricoles ; le tritium sous forme organique échangeable est considéré comme faisant partie du pool de tritium sous forme HTO ; • le transfert net de vapeur d’eau tritiée atmosphérique à la solution du sol ; • l’absorption d’eau par les plantes ou les animaux, à partir d’eau du sol supposée contaminée par irrigation ; • l’ingestion par l’homme de produits végétaux et animaux contaminés. Le modèle utilise un système d’équations différentielles traduisant la conservation des activités de tritium (respectivement HTO et OBT) dans les végétaux et dans les animaux. L’un des intérêts de ce modèle est l’utilisation du même système d’équations pour un rejet discret ou pour un rejet continu. Dans ce dernier cas, le modèle aboutit à des équations analogues à celles des modèles classiques utilisés pour des contaminations chroniques. Les hypothèses et principales spécificités du modèle TOCATTA sont résumées dans les paragraphes qui suivent. 7 1 2 1 Interactions au niveau du sol Le dépôt humide de HTO atmosphérique au sol via les précipitations est négligé. Dans la version actuelle du modèle, on ne détermine pas la vitesse de dépôt sec en fonction du type de couverture végétale et on ne tient pas compte des caractéristiques aérodynamiques de la couche limite atmosphérique. Un même flux est donc calculé pour toutes les composantes végétales, à partir d’une vitesse de dépôt supposée constante au cours du temps. L’activité déposée sur le sol est supposée instantanément mise à disposition du sol ; l’évaporation est modélisée indépendamment du dépôt par une équation dans laquelle une fraction constante du tritium de l’eau du sol s’évapore par unité de temps. Par ailleurs, les transferts associés à l’absorption par les racines des plantes sont supposés égaux aux transferts liés à la transpiration des plantes, eux-mêmes moyennés au cours du temps en tenant compte implicitement de l’alternance jour/ nuit. Les processus d’évapotranspiration sont traités de façon simple et indépendamment du dépôt par l’utilisation de coefficients de transfert. Figure 7.1 - Valeurs calculées de facteurs de transfert aux produits d’origine animale (d’après Galeriu et al., 2007).

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