L’élément chimique de numéro atomique 88, symbolisé par « Ra », est connu sous le nom de radium. Cet élément a une apparence blanche, mais noircit lorsqu’il est exposé à l’air. Il est fortement radioactif et est classé dans la famille des métaux alcalino-terreux.
L’histoire de la découverte du radium, cet élément radioactif qui a fasciné les scientifiques du monde entier, est retracée à travers les dates suivantes :
E. Eoler réussit également à isoler et obtenir du radium en 1910 en procédant à une décomposition thermique de l’azoture de radium Ra(N3)2. Par ailleurs, la première production industrielle de l’élément 88 sous forme métallique a été réalisée par Biraco dans son usine d’Olen, près d’Anvers en Belgique. Il s’agissait d’une filiale de l’Union Minière du Haut Katanga (UMHK).
Le radium est un métal alcalino-terreux qui possède une densité plus élevée que le magnésium, le béryllium, le calcium, le baryum et le strontium. Les similitudes dans les propriétés chimiques et physiques de ces éléments expliquent les ressemblances observées dans leur métabolisme et leur comportement dans l’environnement.
Par ailleurs, l’élément 88 est à peu près similaire au baryum (autre cation divalent). Toutefois, il est moins bien étudié que ce dernier en raison de sa radioactivité élevée. Les précautions de radioprotection sont donc nécessaires lors des manipulations de ce métal.
Le radium est un élément qui se présente sous forme d’un solide blanc et brillant quand il est pur. Cependant, il noircit rapidement lorsqu’il est exposé à l’air, probablement en raison de la formation de nitrure de radium Ra3N2. Il est plus dense que le baryum, avec 5,5 g/cm3. Son point de fusion se situe entre 700 et 960 0C, tandis que sa température d’évaporation est de 1 737 0C. Chez la plupart des éléments du groupe 2, ces valeurs sont un peu en-deçà de celles du baryum.
De plus, le radium forme un réseau cristallin cubique centré de maille de 514,8 pm, tout comme le baryum, dans des conditions normales de température et de pression. Il est légèrement plus volatil que ce dernier et émet une faible lueur bleue, ce qui lui confère un aspect luminescent.
Tout comme le baryum, le radium est un élément chimique hautement réactif qui est souvent trouvé dans un état d’oxydation de +2. Lorsqu’il entre en contact avec de l’eau, il réagit par hydrolyse pour former de l’hydroxyde de radium. En solution aqueuse, il est présent sous forme d’un cation incolore Ra2+ qui est extrêmement basique.
En raison de son incapacité à former facilement des complexes, les composés chimiques de l’élément 88 sont majoritairement constitués de liaisons ioniques. Toutefois, certains composés tels que le fluorure de radium (RaF2) ou le RaAt2 peuvent présenter des liaisons covalentes plus fortes. Cela est dû à la participation potentielle des électrons 6s et 6p ainsi que l’électron de valence 7s dans un effet chimique quantique relativiste.
Tout comme le baryum, le radium peut former des sels solubles tels que des bromures, des chlorures et des nitrates. Cependant, il est faiblement soluble sous forme de phosphates et de phosphates acides, de carbonates et de sulfates. Ainsi, l’activité des sulfates dans l’eau régule la teneur en ions libres de cet élément dans les eaux saumâtres et l’eau de mer.
Par ailleurs, le radium est principalement complexé sous forme de sulfate de radium (RaSO4) à hauteur de 70 % en pleine mer. Quant au reste, il est en grande partie lié à la matière organique dissoute en constituant des complexes organométalliques qui deviennent moins stables avec l’augmentation de la salinité. En outre, cet élément peut former un précipité de Ba RaSO4 lorsqu’il est présent en même temps que le baryum dans une eau riche en sulfate.
Le radium est principalement présent sous forme de traces dans les sous-sols anciens. Il se trouve en association avec d’autres éléments dans le sol. Il est souvent plus abondant dans les minéraux d’uranium, en particulier dans la pechblende.
Le charbon constitue également une source de radium. La présence de traces, parfois même significatives, d’uranium dans cette matière combustible est observée dans :
En effet, l’élément 88 peut être répandu par la combustion du charbon. La quantité de 226Ra présente dans des cendres de charbon est d’environ 120 Bq/kg.
Les schistes utilisés pour l’extraction de gaz de schiste contiennent souvent des quantités significatives de radium. En règle générale, plus le schiste est noir et donc riche en carbone organique total (COT), plus il en contient. Dans la région des Appalaches, les schistes noirs du Dévonien et ceux du bassin de Marcellus sont des exemples typiques de ce type de roche.
À titre indicatif, il est nécessaire de traiter approximativement 3 tonnes de pechblende pure afin d’extraire 1 g de radium.
La production minière de l’élément 88 est étroitement liée à celle de l’uranium. Bien qu’il n’y ait pas de gisements exploités spécialement pour cet élément, l’extraction minière de l’uranium se justifie et permet de rentabiliser la séparation du radium en tant que coproduit.
Vers la fin du XVIIIe siècle, l’uranium n’était pas encore utilisé à grande échelle dans l’industrie et il n’y avait donc pas de mines spécifiques pour son extraction. La mine d’argent de Jáchymov qui se trouvait dans l’empire d’Autriche, était la seule source importante de minerai d’uranium. Cet élément était considéré comme un sous-produit stérile de l’extraction de l’argent. Il était donc jeté sous forme de pechblende.
De nombreux scientifiques commencèrent à s’intéresser au radium suite à son isolation par Pierre et Marie Curie à partir du minerai de la mine de Sankt-Joachimsthal. Cependant, la disponibilité de cet élément est restée limitée pendant une longue période. De petites sociétés entreprirent d’extraire l’élément 88 des stériles de la mine, mais les quantités obtenues restèrent modestes. En 1904, le gouvernement autrichien racheta la mine, mettant fin à l’exportation de minerai brut. Cette prise de contrôle conduisit à un monopole de l’Autriche sur le radium.
La demande croissante pour cette matière incita les autres pays à intensifier leur prospection en vue de trouver de nouveaux gisements d’uranium. Grâce à l’exploitation des sables de carnotite dans le Colorado, les États-Unis devinrent le principal producteur mondial au début des années 1910. Toutefois, ce sont les régions du Grand Lac des Esclaves, du Grand Lac de l’Ours au Canada, et le Congo belge qui abritaient les gisements les plus abondants à cette époque.
Les principaux producteurs de radium sont :
Toutefois, l’exploitation de cet élément est restée limitée. Les États-Unis en ont produit seulement 13,6 g en 1918. En 1954, la quantité totale de radium purifié disponible dans le monde était de 2,3 kg. Ce chiffre n’a pas beaucoup augmenté de nos jours, car la réalisation mondiale est d’environ 100 g par an.
Le radium est un élément chimique qui n’a pas d’isotope stable. Tous ses isotopes sont radioactifs et se désintègrent au fil du temps. Celui qui est découvert historiquement par les Curie, le 226Ra (avec une demi-vie de 1 600 années) représente la quasi-totalité de cet élément sur Terre. Mis à part l’isotope 228Ra, il est le seul isotope qui peut être isolé chimiquement. Les autres isotopes (223Ra et 224Ra) ne peuvent être détectés que par leur activité radioactive, ce qui les rend plus difficiles à isoler. Ces isotopes naturels sont d’ailleurs utilisés pour dater des matériaux radioactifs (notamment la baryte) qui sont trouvés lors des forages de pétrole ou de gaz.
Le radium se situe dans les chaînes de désintégration de l’uranium et du thorium. En effet, il peut se trouver en équilibre séculaire avec ces deux métaux. L’équilibre séculaire est atteint quand le taux de production d’un radioisotope est égal à celui de sa désintégration. La quantité du radioisotope est alors constante.
Sur 25 isotopes possibles, seuls les isotopes 223Ra, 224Ra, 226Ra et 228Ra se trouvent dans la nature à l’état de traces. Tous les quatre sont radioactifs et sont issus de la dégradation radioactive d’autres radio-isotopes naturels. En conséquence, le radium existe en quantités minuscules dans les gisements d’uranium et apparaît à l’état de traces en association avec le thorium.
Concrètement, l’équilibre séculaire est atteint entre une tonne de thorium 232 et de très petites concentrations de 228Ra (0,4 mg) ainsi que de 224Ra (0,7 μg). Ces deux isotopes possèdent respectivement une demi-vie de 5,75 ans et 3,63 jours. En outre, une tonne d’uranium naturel contenant principalement de l’uranium 238 est en équilibre séculaire avec 360 mg de 226Ra. D’autre part, un poids de 7,2 kg d’uranium 235 est en équilibre avec une quantité de 223Ra (demi-vie de 11,4 jours) d’environ 550 ng.
D’après ces données, il peut être déduit que les volumes de radium présents dans les minerais d’uranium et de thorium sont très faibles. Cependant, la radioactivité induite est très importante, car elle est inversement proportionnelle à la demi-vie des isotopes. Ainsi, l’élément 88 contribue autant que l’uranium à la radioactivité d’un minerai d’uranium, de même pour le thorium. Par ailleurs, l’activité moyenne du 226Ra dans les roches est d’environ quelques dizaines de becquerels par kilogramme. Toutefois, dans les zones riches en minerai d’uranium, elle peut être multipliée par mille.
Le radium est un élément radioactif présent dans différents échantillons environnementaux tels que :
Dans ces éléments, il est mesuré par « spectrométrie gamma » en association avec ses descendants, le 214Bi et le 214Pb, qui ont une durée de vie courte.
Par ailleurs, la mesure du radium dans les eaux naturelles faiblement chargées est réalisée par « émanométrie du radon (222Rn) ». Cette méthode implique de libérer le radon dissous dans l’eau en faisant des bulles à l’aide d’un processus de dégazage. Ce dernier est ensuite capturé dans des fioles scintillantes afin de réaliser la mesure.
Au commencement de l’étude de la radioactivité, les isotopes des chaînes de désintégration ayant une demi-vie inférieure à un an étaient uniquement identifiés par leur activité radioactive. De ce fait, ils étaient nommés en fonction de leur mode de formation. Par exemple :
En outre, au cours de la désintégration radioactive du 226Ra, différents isotopes sont produits en cascade. Chacun d’entre eux a été appelé en utilisant le nom du radium (Ra) suivi d’une lettre de l’alphabet pour les différencier. Cela allait de « radium A » jusqu’à « radium G ».
Toutes les rares applications du radium sont issues de ses propriétés radioactives.
La curiethérapie est un traitement médical qui implique l’usage de sources de radium. Elle consiste à implanter une source radioactive scellée dans la zone à soigner ou à proximité immédiate de celle-ci (généralement sous forme d’aiguilles contenant du radium). Les tumeurs peuvent être traitées avec des doses très élevées de radiations localisées. En utilisant cette méthode, les risques de lésions sur les tissus sains environnants demeurent réduits.
Au cours du XXe siècle, le recours à la curiethérapie diminua malgré un intérêt initial pour cette méthode en Europe et aux États-Unis. Des problèmes d’irradiation étaient causés sur les opérateurs suite à la manipulation des sources radioactives. Néanmoins, la radiothérapie est née de la découverte des vertus thérapeutiques de la curiethérapie dans la lutte contre le cancer ; elle est encore utilisée de nos jours. Actuellement, le seul radioisotope employé à des fins commerciales en radiothérapie est le 223Ra qui est administré sous forme de chlorure.
La pratique de la curiethérapie de contact commença en 1901, peu de temps après la découverte de la radioactivité en 1896 par Henri Becquerel. C’est à ce moment que Pierre Curie lui suggéra que l’insertion d’une source radioactive dans une tumeur est possible.
Jusque dans les années 1950, l’élément 88 fut employé pour ses propriétés de radioluminescence dans la création de peintures destinées à :
En pratique, cette peinture était obtenue en incorporant le 226Ra ou plus rarement le 228Ra sous forme de bromure, chlorure ou sulfate dans un phosphore de sulfure de zinc. Les premières utilisations connues étaient celles de George F. Kunz. Il avait peint les aiguilles de sa montre avec du radium afin de les voir dans l’obscurité. En septembre 1903, il déposa une demande de brevet pour ce procédé.
La peinture avec du radium donna lieu à une demande croissante de cadrans luminescents. Cela entraîna une augmentation rapide de la production par la société United States Radium Corporation. Cette firme acquit rapidement une position de monopole sur le marché américain.
Cependant, à partir des années 1920, les ouvrières de l’usine -aussi appelées « Radium girls »- présentèrent des maladies potentiellement professionnelles. En effet, elles utilisaient des pinceaux qu’elles devaient affiner en vue d’obtenir une extrémité effilée. Ce faisant, elles amenaient les bouts des poils de pinceaux dans leur bouche. Cette pratique avait pour conséquence l’absorption involontaire de radium, ce qui entraîna la mort de dizaines de travailleuses.
Ces événements ont conduit à une enquête épidémiologique et à la fermeture de l’usine du New Jersey en 1926. La publication d’un rapport nommé « Radium Poisoning » par le ministère du Travail fit suite à cette investigation. On retrouve dans celui-ci les mesures de protection des employés, notamment l’interdiction de sucer les pinceaux ainsi que celle d’utiliser l’élément comme source luminescente.
Une évolution était nécessaire pour préserver la santé des travailleurs. Les peintres ayant reçu une dose d’irradiation inférieure à 1 000 fois la dose d’irradiation naturelle absorbée par les individus non exposés ne présentaient aucun symptôme. Cela suggérait l’existence d’un seuil pour les affections malignes provoquées par le radium. Les années 1960 ont vu l’abandon total de l’utilisation de cet élément pour la photoluminescence. Il a été remplacé par le tritium qui est moins durable, mais qui représente un risque moindre pour la santé.
En 1914, Béla Szilárd, un physicien originaire de Hongrie, suggéra l’usage des sources radioactives pour renforcer l’ionisation naturelle autour des installations de protection contre la foudre. Cette idée aboutit à la production et la vente de paratonnerres radioactifs, connus sous le nom de « parads ». Ces équipements avaient une activité radioactive allant de quelques dizaines de MBq pour les émetteurs alpha à 1 GBq pour certains.
Cependant, l’efficacité de cette méthode ne put être démontrée et des incertitudes commencèrent à émerger dans les années 1970. À partir des années 1980, de nombreux pays interdirent l’utilisation des parads, la Belgique dès 1985 et la France à compter du 1er janvier 1987. Certaines nations, principalement la Belgique ainsi que le Luxembourg, exigèrent même que ces paratonnerres radioactifs soient enlevés.
Depuis le 11 mars 2011, un site web répertorie et localise les dizaines de milliers de parads disséminés sur le territoire français. Il fait particulièrement appel à la mobilisation des internautes pour raison civique. Ces dispositifs ont été par la suite repérés grâce à des détecteurs.
En outre, les détecteurs de fumée ioniques emploient du radium scellé comme source radioactive pour ioniser l’air à l’intérieur de l’appareil. Lorsqu’il y a de la fumée, la conductivité électrique de l’air ionisé diminue, déclenchant ainsi l’alarme. Malgré leur utilisation autorisée dans les immeubles de bureaux et dans les lieux publics, leur usage dans les foyers est interdit. Les détecteurs optiques ont, par ailleurs, pris leur place, car ils offrent un niveau de fiabilité équivalent tout en ne présentant aucun danger ni pour l’environnement ni pour la santé.
Au début du XXe siècle, la découverte du radium suscita un grand intérêt en raison de ses propriétés thérapeutiques. Pour exploiter les sels de cet élément à des fins médicales et industrielles, Émile Armet de Lisle inaugura une usine à Nogent-sur-Marne en 1904. De plus, il collabora avec Henri Farjas afin de créer un magazine appelé « Le Radium » ainsi qu’une banque du radium pour les applications industrielles.
Par ailleurs, la radiothérapie douce connut une grande popularité et occasionna la commercialisation de nombreux produits, notamment :
Cette tendance entraîna la vente de faux remèdes miracles contenant du radium. En 1920, le cas du Radithor en est un exemple tragique. Ce remède radioactif causa la mort par irradiation d’Eben Byers en 1932 parmi d’autres victimes aux États-Unis. En 1937, l’interdiction du radium pour les utilisations non médicales fut proclamée. La décision fut prise après qu’il y eut plusieurs décès à l’Institut du Radium de Londres, qui était consacré aux applications médicales de cet élément.
L’élément 88 est une matière très coûteuse à l’époque. Dans un souci évident d’économie, il a été utilisé en quantités extrêmement petites par les exploitants. Un certificat d’analyse datant du 18 juillet 1932 sur la crème Tho-Radia appuie cette affirmation. Il y est indiqué que pour 100 g de crème, il contient seulement 0,233 µg de bromure de radium (RaBr2, H2O). Cela correspond à environ 4 500 Bq.
Le radium peut être présent dans l’hydrosphère de deux manières différentes. Tout d’abord, il peut être relâché dans l’eau par lessivage des minerais. Ensuite, il est possible qu’il soit produit par l’uranium ou le thorium qui sont déjà dissous dans l’eau.
Les eaux qui s’infiltrent dans les mines d’uranium peuvent contenir des concentrations élevées de 226Ra. Cela peut être dû à la mise en contact de l’eau avec le minerai d’uranium, mais également à la libération de radium lors du lessivage des résidus de traitement. Ces résidus résultent du concassage du minerai pour en extraire l’uranium, ce qui peut rendre l’élément 88 plus mobile. Même si les quantités présentes dans l’eau sont très faibles, elles peuvent être détectées grâce à la radioactivité qu’elles émettent. Et plus la demi-vie du radionucléide est courte, plus la radioactivité émise est forte.
Par ailleurs, les isotopes 226Ra et 228Ra sont les plus couramment localisés dans l’eau de mer, tandis que les autres isotopes sont rarement observés. Ils sont parfois utilisés comme des traceurs radioactifs. Ils servent entre autres à suivre les fuites naturelles des nappes d’eau souterraines en mer, en particulier autour de la Sicile. Ils sont aussi présents en faible dose dans les océans où leur concentration peut varier considérablement, révélant ainsi des changements dans les courants. On peut également les détecter dans certains lacs et sources d’eau souterraines, qu’elles soient naturellement radioactives ou contaminées accidentellement.
De petites quantités de ces isotopes peuvent être présentes dans certaines nappes phréatiques utilisées pour l’alimentation en eau potable. Des volumes plus importants, bien que rares, sont détectés dans les forages profonds, surtout près des gisements d’uranium souterrains ou des failles géologiques. Par exemple, au sud-ouest et nord-ouest du comté de Harris, au Texas, des puits ont montré des concentrations allant jusqu’à 23 pCi/Litre de Ra et 3 300 pCi/Litre de Rn.
La radioactivité en radium dans la mer Morte présente une particularité. En effet, elle varie selon la profondeur, passant de 97,8 dpm/kg en profondeur à 114,5 dpm/kg dans les eaux de surface. La méromicticité désigne le fait que les eaux de surface et de profondeur se mélangent très rarement (moins d’une fois par an, décade, siècle, etc.) La couche de transition mesure environ 25 m d’épaisseur et elle est située entre 150 et 175 m de profondeur. Les mesures de radon dans cette mer ont été utilisées pour évaluer la durée de la méromicticité.
Le radium est un élément chimique qui, dans certaines conditions et chez certaines espèces, peut être bioassimilable, biodisponible et susceptible d’être bioconcentré, voire bioaccumulé. Dans le cadre d’une étude de suivi scientifique menée depuis 2001 avec biomonitoring, une espèce de moule d’eau douce australienne a été observée. Celle-ci avait pour objectif d’évaluer la contamination radioactive des billabongs du ruisseau Magela, un affluent de la rivière où est située la mine d’uranium Ranger. Un billabong est un bras mort qui demeure immergé en saison sèche.
Comme c’est souvent le cas avec les animaux filtreurs, les moules présentes dans le bassin versant de la rivière Magela ont montré un facteur de concentration élevé de radium. Le niveau est de 30 000 à 60 000 fois plus élevé dans la chair de la moule par rapport à ceux du milieu.
Les moules étaient les plus contaminées à 20 km en aval du site minier. Elles étaient capables de concentrer le radium dans leur organisme, celui-ci remplaçerait le calcium. Chez cette espèce, la demi-vie biologique de l’élément 88 est estimée par modélisation à environ 13 ans. De plus, cet élément chimique pourrait également s’amasser dans les coquilles.
En 2004, des expériences ont été menées sur les bassins de lagunage de la mine, puis en microcosme. Elles ont révélé que la plante aquatique Eleocharis dulcis est également capable de capturer de l’uranium dans l’eau. Elle l’accumule lentement, mais efficacement dans ses racines et ses rhizomes.
À noter que seul le 226Ra pourrait avoir une incidence sur la biosphère. Les autres isotopes ont une production et une durée de vie insuffisantes pour jouer un rôle similaire.
Les effets biologiques de l’élément 88 ont été observés pour la première fois par Henri Becquerel de manière accidentelle. Il avait transporté une ampoule de radium dans sa poche de gilet pendant plusieurs heures. Ce qui a causé une rougeur qui s’est transformée en brûlure sur sa peau. Pierre Curie a confirmé cette observation en s’infligeant une brûlure profonde qui a pris plus de deux mois à cicatriser. Cette découverte a marqué le début de la radioprotection et de la radiothérapie.
Il y a plusieurs types de dangers sanitaires associés à l’élément 88. Une exposition au radium même à l’état de traces peut causer des effets nuisibles. Sous une forme concentrée, il produit des radiations gamma externes importantes. Par exemple, un tube contenant 1 mg de cet élément chimique émet une dose de rayonnement de 0,8 mSv par heure à une distance de 10 cm. Ce seuil correspond au débit de dose à partir duquel des effets nuisibles peuvent apparaître in vivo.
De plus, même à l’état de traces, il peut être absorbé (par l’intermédiaire d’aliments ou par solution) et s’accumuler dans le corps. Cette consommation est susceptible de causer une irradiation interne. Par ailleurs, des concentrations significatives de radium peuvent être présentes dans les résidus industriels ou miniers, entraînant une libération importante de radon.
Le marquage avec du 226Ra est considéré comme peu dangereux en soi. Toutefois, le 226Ra se désintègre en radon 222, un gaz radioactif qui peut conduire à des doses importantes de rayonnement dans les habitations. Le radon est produit au même rythme que dans le minerai d’uranium d’origine. Cependant, il peut être libéré plus facilement d’un substrat non consolidé tel que des résidus d’extraction d’uranium ou de thorium et se propager dans l’atmosphère. Si le radon s’accumule dans des locaux insuffisamment ventilés et dépasse une concentration de 1 000 Bq m−3, il pose des problèmes de santé publique.
Un microgramme de radium, qui a une activité de 37 000 Bq, atteint rapidement un équilibre séculaire avec la même activité de radon. Si ce radon n’est pas limité dans sa diffusion, alors il peut instantanément remplir une pièce de taille moyenne avec une concentration d’environ 1 000 Bq m−3. Cela est particulièrement vrai lorsque l’élément 88 est présent en solution aqueuse dans un récipient ouvert.
Les activités passées impliquant l’élément 88, que ce soit sa production ou son utilisation, ont généré des problèmes de contamination de l’environnement.
Le site de production de radium de la société anonyme des traitements chimiques SATCHI situé en Seine-Saint-Denis, qui a été actif entre 1913 et 1928, est un exemple de zone polluée. Il a été nécessaire de le dépolluer, car l’IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire) a caractérisé et confirmé la pollution radioactive qui y a été présente. Les mesures de débit de dose en surface, prises à une hauteur de 50 cm du sol, ont montré que près d’un quart du site est contaminé. L’existence de radioactivité était mesurable jusqu’à 110 fois la valeur du bruit de fond, qui est de 8 µSv/h.
Selon l’IRSN, cinq zones autour du site sont polluées en surface, avec une radioactivité allant jusqu’à :
Une contamination radioactive profonde du sol est présente sur le site de la SATCHI et au-delà. La quantité de radioactivité mesurée varie de 750 à 10 000 fois le bruit de fond naturel régional. De plus, les sites périphériques analysés ont montré un degré de bruit de fond naturel régional oscillant entre 10 et 245 fois. Selon l’IRSN, entre 15 000 et 20 000 m³ de sol sont considérés comme radioactifs. Le niveau des débits de dose ne dépasse pas 10 µSv/h et est inférieur au seuil (en dessous de 40 µSv/h) à partir duquel les effets sur les populations de plantes et d’animaux ne sont pas mesurables.
Par ailleurs, en aval hydraulique du site de la SATCHI, la nappe aquifère a été contaminée par les isotopes 235 et 238 de l’uranium. Cela a entraîné une concentration de rayonnement alpha supérieure à la norme pour l’eau potable (0,1 Bq/l).
Des émissions anormales de radon ont été détectées dans les bâtiments de la SATCHI. Les niveaux de celles-ci étaient de 2 à 5 fois supérieurs à la moyenne de la Seine-Saint-Denis (34 Bq/m3). Des mesures effectuées sur le site de Partena ont révélé des niveaux de radon atteignant 2 300 Bq/m3 dans certaines pièces et 26 000 Bq/m3 dans une cave. Ces chiffres dépassent largement les limites d’intervention qui sont de 1 000 Bq/m3. La mise en place des mesures correctives telles que l’amélioration de la ventilation des bâtiments est ainsi justifiée afin de remédier à la situation.
La pratique de l’exploitation du gaz de schiste, notamment par fracturation hydraulique, est connue pour causer une pollution significative au radium. En effet, les échantillons provenant de ces puits en contiennent plus que ceux des puits de pétrole ou de gaz de l’État de New York. Les eaux usées produites par les industriels gaziers comportent encore des quantités anormalement élevées de l’élément 88 en 2013, et ceci même après traitement. Cette situation représente un risque pour les ressources en eau potable de l’État de New York.
Des mesures ont été prises à la suite de la découverte de la présence de 226Ra dans les cours d’eau drainant le champ gazier d’extraction de gaz de schiste appelé Marcellus Shale. Depuis que l’exploitation du gaz de schiste a débuté en 2004, en plus du pétrole, le volume d’eaux usées à traiter a augmenté de 570 %. Cette statistique a été communiquée par Brian Lutz, professeur adjoint de biogéochimie à l’université d’État de Kent (Ohio).
Il a été révélé par l’agence fédérale de protection de l’environnement américaine ou EPA que General Electric, le DOE et le département de la Santé de l’État de New York devront débourser deux millions de dollars sur une période de deux ans. Cette dépense est prévue pour la décontamination des sols ainsi que des sédiments qui ont été pollués par la radioactivité libérée dans les rivières. Cela fait suite à l’utilisation ou au remontage de produits par les fluides de fracturation et de forage.
Une alternative intéressante dans l’extraction des hydrocarbures de schistes est la fracturation par le propane liquide. À l’origine de cette technique, l’entreprise GasFrac Energy Services. Celle-ci recours au propane comme liquide de fracturation, elle ne nécessite pas d’eau et diminue le risque de pollution par le radium. Cependant, le propane liquide est un produit explosif dont la manipulation est dangereuse, donc très réglementée.
L’élément 88 sert à détecter la présence d’autres polluants ou contaminants. Pour ce faire, l’ECRA (concentration effective de radium) est une mesure qui consiste à multiplier la concentration de cet élément par le « facteur d’émanation ». Cette mesure peut être effectuée de manière économique en laboratoire. Elle a été testée dans les environs de deux anciennes fonderies de plomb et de zinc au nord de la France, avec des résultats allant de 0,70 ± 0,06 à 12,53 ± 0,49 Bq/kg. Ainsi, il a été démontré que l’ECRA révélait parfaitement la cartographie de la pollution, dans les 5 km au minimum autour des usines. Néanmoins, cette mesure est plus pertinente que celle de la susceptibilité magnétique du sol qui avait également été essayée dans la zone.
L’État français a développé depuis la fin des années 1990 un dispositif visant à gérer les sites contaminés par des substances radioactives. La plupart d’entre eux sont liés à des activités datant de l’entre-deux-guerres et ne sont pas directement liés à l’industrie nucléaire. Il s’agit notamment de sites qui ont été artificiellement contaminés.
Grâce au « fonds radium », des solutions techniques et des mécanismes financiers ont été développés pour maîtriser des situations de pollution radioactive avérées. Au début des années 2000, l’OPRI ou Office de Protection contre les Rayonnements Ionisants a réalisé des contrôles sur les sites potentiellement contaminés. Cette démarche était faite en réponse à une demande du ministère de la Santé. Par ailleurs, en 2001, un guide méthodologique a été développé. Celui-ci contient les procédures de gestion des sites industriels susceptibles d’être pollués par des substances radioactives.
Les pouvoirs publics français ont identifié plusieurs situations en lien avec l’élément 88. Quatre cas sont notamment relevés. Des mesures de réhabilitation ont été adoptées suivant la nature des sources de la contamination.
Les autorités françaises ont accordé une attention particulière aux sites présentant une pollution avérée et importante. Pour ceux impliqués dans les activités de recherche et d’extraction du radium, des travaux de réhabilitation ont été menés depuis plus de 15 ans. Ces sites sont en cours de dépollution ou ont déjà été dépollués. Parmi ces sites, peuvent être cités entre autres les sites de Gif-sur-Yvette, L’Île-Saint-Denis, Nogent-sur-Marne, Saint-Nicolas-d’Aliermont et l’Institut du radium à Arcueil.
Les autorités publiques ont lancé une initiative nationale pour récupérer gratuitement ces objets. Il s’agit entre autres des fontaines, montres, réveils, etc. Chaque année, une centaine d’objets sont collectés par l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs ou ANDRA. Cependant, il n’existe encore aucune perspective quant à que faire de ces déchets.
En 2009, les autorités ont achevé l’inventaire des sites ayant été utilisés pour des activités médicales ou artisanales impliquant le radium. Ces activités datent de plusieurs décennies et il est possible qu’elles aient laissé des traces de l’élément sur les lieux d’utilisation. Afin de déterminer si ces sites sont contaminés, une analyse approfondie doit être menée. L’objectif est de détecter toute présence éventuelle de radium ou de confirmer que le site est sain s’il n’en comporte pas.
Depuis 2006, la loi confère à l’ANDRA la gestion des déchets radioactifs et la réhabilitation des sites pollués par des substances radioactives. S’il s’avère qu’aucun responsable n’est désigné, cette mission d’intérêt général est mise en place à la demande des pouvoirs publics ou du propriétaire du site. Enfin, la CNAR ou Commission nationale des aides dans le domaine radioactif a été créée en 2007 pour compléter ce dispositif.
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