Il s’agit de l’élément chimique au symbole « Rn ». Son numéro atomique est 86. Il fait partie de la famille des gaz nobles. Parmi ses caractéristiques, on peut compter sa radioactivité. L’élément est aussi incolore et inodore. Son origine est souvent naturelle.
Le radon fait partie des éléments les plus denses. À cet effet, il peut rester à l’état gazeux dans les conditions normales de température et de pression.
Il est impossible de trouver cet élément sous forme stable. Par ailleurs, ses isotopes sont tous radioactifs. L’isotope le plus stable de la substance est le 222Rn qui possède une demi-vie de 3,8 jours. Celui-ci servait notamment dans la radiothérapie jusqu’aux années cinquante.
L’intense radioactivité de cet élément empêche son étude chimique approfondie. En raison de cela, on ne connaît que quelques-uns de ses composés.
L’importance du radon dans le cadre sanitaire tient à sa présence dans l’atmosphère, mais surtout à sa forte radioactivité. Pour l’Homme, il s’agit du contributeur le plus important dans la dose de radioactivité naturelle. Des disparités géographiques considérables sont, cependant, à noter. La substance constitue aussi la principale source d’exposition naturelle des animaux et de la partie aérienne des plantes aux rayonnements ionisants. Ainsi, en France, on inhale des doses élevées de Rn dans les lieux peu aérés des territoires où l’élément est très présent.
En 1908, deux scientifiques, William Ramsay et Robert Whytlaw-Gray parviennent à isoler et à déterminer la densité du « niton ». Celui-ci vient du latin « nitens » qui signifie « brillant ». Son symbole est Nt. En 1929, cet élément prend le nom de « radon ».
En 1899, Pierre et Marie Currie constatent que la radioactivité du gaz émis par le radium perdure pendant environ un mois. Durant la même année, Robert Bowie et Owens Ernest Rutherford essayant de mesurer les radiations d’oxydes de thorium. Ils obtiennent alors des résultats variables. Rutherford constate que les composés de thorium émettent constamment un gaz radioactif. Celui-ci conserve sa radioactivité pendant plusieurs minutes. Il décide alors d’appeler le gaz « émanation ». L’origine est notamment le mot « emanare » ou « émaner » et « emanatio » ou expiration. On a alors l’émanation de thorium (ThEm).
Friedrich Ernst Dorn a découvert le radon en 1900. Cependant, il l’a nommé « émanation de radium ». Il constituait à l’époque le troisième élément radioactif découvert après le radium et le polonium. Durant la même année, Dorn communique des résultats d’expériences qui affirment qu’un gaz radioactif émane des composés de radium. Il le nomme « émanation de radium » (RaEm). Un an plus tard, Rutherford constate la radioactivité des émanations de thorium, mais attribue tous les crédits de la découverte aux Curie.
En 1903, André-Louis Debierne a constaté des émanations similaires depuis l’actinium. Il baptise cela « émanation d’actinium » (AcEm).
En 1904, on a proposé des noms officiels pour ces trois gaz. Il s’agit d’exradio, d’exthorio, et d’exactinio. Plus tard, en 1918, ils ont pris les noms de radon, de thoron, et d’akton ou acton. En 1919, les noms sont devenus radéon, thoréon, et actinéon. Enfin, en 1920, le Rn a gardé son nom, mais on baptise les deux autres éléments thoron et actinon.
En 1904, sir William Ramsay a relevé un détail important. Il a notamment constaté que le spectre de ces trois gaz ressemble à celui de l’argon, du krypton et du xénon. Il en déduit alors que le nouvel élément pourrait faire partie des gaz rares. Rutherford et Soddy ont posé une hypothèse similaire quelques années auparavant (en 1901). La raison à cela est notamment l’absence de réactivité chimique de l’émanation du thorium.
En 1910, sir William Ramsay et Robert Whytlaw-Gray réussissent à isoler le radon. Après avoir déterminé sa densité, ils relèvent qu’il s’agit du gaz le plus dense connu à l’époque. Ces deux scientifiques affirment également que l’expression « émanation du radium » est assez incommode. Ils donnent alors le nom de « niton » à l’élément. Cela vient du latin « nitens » ou « nitentis » qui signifie « brillant ». La raison à cela est sa capacité à rendre certaines substances phosphorescentes. En 1912, la commission internationale des poids atomiques accepte l’appellation proposée.
En 1923, le comité international des éléments chimiques et l’Union internationale de chimie pure et appliquée renomment les trois gaz. On leur donne alors les noms de radon (Rn), thoron (Tn) et actinon (An). Aucun des isotopes n’a reçu d’appellation précise. Ils étaient simplement numérotés. Le Rn a alors reçu l’appellation de son isotope le plus stable qui est son nom actuel. Quant à l’isotope Tn, il est devenu le 220Rn. En revanche, l’isotope An est devenu le 219Rn. Malgré cela, le Rn a gardé son appellation « émanation » jusque dans les années soixante.
Le Rn peut changer de couleur en fonction de la température à laquelle il est exposé. Il présente aussi d’autres propriétés remarquables qui le distinguent des autres éléments.
Le radon est chimiquement inerte. Il est le plus lourd ou le plus dense des gaz nobles si l’on ne prend pas en compte l’oganesson. Dans les conditions normales de température et de pression, il s’agit d’un gaz monoatomique d’une masse volumique de 9,73 kg/m3. À température ambiante, le Rn est aussi un des gaz les plus lourds (denses). En effet, il fait huit fois la densité de l’air. À température et à pression standard, ce gaz est incolore. Puis, lorsqu’on l’expose à une température en dessous de son point de congélation, il devient phosphorescent puis jaune. Si l’on continue de réduire la chaleur jusqu’à atteindre la froideur de l’air liquide (inférieur à -180 °C), l’élément prend une couleur rouge orangé. L’élément paraît aussi lumineux dans un état condensé en raison des radiations qu’il dégage. On dit alors qu’il est « autofluorescent ».
Parmi les 35 isotopes de cet élément, quatre existent dans la nature à l’état de traces. Ils se désintègrent suivant le mode alpha. La demi-vie du radon 222 est la seule à être suffisante pour constituer un problème de radioprotection dans des cas extrêmes.
L’isotope le plus fréquent avec la plus longue demi-vie est le 222Rn. Il s’agit du produit de la désintégration du radium 226 dans la chaîne de désintégration de l’uranium 238. Il dispose d’une demi-vie de 3,823 jours.
Le 220Rn est le suivant. Il provient de la désintégration du radium 224 dans la chaîne de désintégration du thorium 232. On l’appelle notamment « thoron ». Sa demi-vie est de 55,6 secondes.
Le 219Rn est un dérivé de l’actinium aussi connu sous l’appellation « actinon ». Son origine est la série de l’uranium 235. Sa demi-vie est de 3,96 secondes.
Le 218Rn constitue un produit de très petite quantitĂ©. Il provient de la dĂ©sintĂ©gration de l’astate 218 par dĂ©sintĂ©gration β– issu de la dĂ©sintĂ©gration mineure du polonium 218. Il figure donc dans la chaĂ®ne de dĂ©sintĂ©gration du 238U. Cependant, il ne reprĂ©sente que 0,2 ppm de la radioactivitĂ© du radon 222. Sa demi-vie est de 35 ms.
Le 222Rn est un gaz très radioactif avec une faible demi-vie. Il dispose d’une activité massique de 5,73 × 1015 Bq/g.
Il est difficile pour ce gaz rare d’entrer en composition chimique. En revanche, selon certaines expériences, le fluor peut réagir avec le Rn et former du fluorure de radon. On a également pu constater l’existence de clathrates de l’élément.
Cet élément est présent dans l’air. Il contribue à la radioactivité de cette dernière.
La quantité de Rn trouvée dans la nature est moindre. Il est alors difficile de détecter l’élément par des analyses chimiques. On le distingue par sa radioactivité.
Dans l’activité de 1000 Bq/m3 d’air, on compte une présence de 0,17 pg/m3 de radon. La concentration molaire est donc d’un millionième de millionième de millionième. Il faut noter qu’il est très difficile de détecter une concentration relative de l’ordre du millionième.
La radioactivité de l’atmosphère terrestre s’explique par quelques dizaines de grammes de Rn. Cela s’applique en dehors du contexte de guerre atomique ou accidentel tel que Tchernobyl et Fukushima. Ainsi, on ne constate aucun changement de composition ni de propriétés physico-chimiques dans un air chargé en radon. Malgré cela, il est possible de détecter l’élément grâce à certains outils.
La rapide décomposition radioactive de l’élément explique sa faible présence dans l’air. Cependant, le flux de Rn libéré par les roches et les mines remplacent constamment l’élément dans ce dernier.
On peut trouver du Rn de manière spontanée dans toutes les régions, quelle que soit la nature du sol. Cependant, les régions uranifères, granitiques et volcaniques disposent de cet élément en plus grande quantité. On peut également trouver une quantité non négligeable de la substance dans les terrains calcaires.
La circulation des eaux souterraines peut avoir une influence sur la teneur au sol. En France, l’IRSN affirme que le radon « représente le tiers de l’exposition moyenne de la population française aux rayonnements ionisants ». Les régions les plus riches en cet élément sont la Bretagne, le Massif central, les Vosges et la Corse.
Le Rn se forme par désintégration du radium dans la chaîne de désintégration radioactive de l’uranium et du thorium. Ces derniers se trouvent notamment dans les roches ou dans le sol. En raison de certaines activités industrielles ou minières, l’Homme les déplace.
On peut notamment trouver l’U et le Th dans la croûte terrestre depuis sa formation. Leurs isotopes les plus connus disposent de très longues demi-vies. On compte approximativement 704 Ma pour le 235U, environ 4,47 Ga pour 238U et près de 14,1 Ga pour 232Th. Ces deux gaz peuvent aussi produire naturellement un flux naturel de radon pour des milliards d’années. Les concentrations se rapprochent de celles qui sont connues.
Durant la formation par désintégration, une énergie cinétique ou énergie de recul expulse tous les atomes de Rn. Ainsi, dans un minéral de densité moyenne, il peut parcourir 20 à 70 nm.
À proximité de la surface d’une roche à grain fin, le Rn se déplace éventuellement par diffusion et passe dans l’air ou dans l’eau. En revanche, sa demi-vie est assez courte. Ainsi, l’élément formé en surface des phases solides est le seul à arriver jusque dans l’eau ou dans l’air. Il finit ensuite par se désintégrer. L’eau, notamment celle qui est chaude et acide, tend à se charger de radon en solubilisant la roche. Selon l’INERIS, 10 à 50 % de l’élément s’échappe du grain où il est produit dans les sols les plus communs. L’élément passe dans les pores, mais aussi dans l’eau ou dans l’air interstitiel. Le coefficient d’Oswald ou coefficient de Bunsen (pour l’eau) constitue le rapport de l’activité volumique de l’élément dans l’air et dans l’eau. Ce coefficient α, représenté par l’équation suivante, constitue la fonction décroissante de la température de l’eau T.
α = 0,105 + 0,403 × e-0,0502 × T (T est exprimée en degré Celsius)
Par exemple à 20 °C : α = 0,245
Normalement, le flux naturel de radon se trouve piégé dans la roche de laquelle il provient. La demi-vie très courte de l’élément empêche toute accumulation. Néanmoins, en raison de son caractère gazeux, le Rn est potentiellement mobile. Les activités humaines telles que l’exploitation de mines, la combustion du charbon et les sécheresses artificielles augmentent la libération de cet élément. Les bâtiments peuvent donc aspirer la substance et la faire stagner localement. Sa concentration devient alors de plus en plus importante. Il convient donc de bien aérer les pièces pour éviter les conséquences néfastes de l’élément. Les mines souterraines et les caves de certaines zones minières ou granitiques présentent une concentration importante de radon. Le Rn est aussi présent dans certaines eaux de source et dans certaines sources chaudes.
Les quantités de Rn qui dégazent du sol peuvent être importantes. Il est possible d’en faire une mesure quantitative et d’en évaluer la radioactivité. Par ailleurs, le niveau de Rn dans l’air en zone urbaine est plus faible comparé à celui en zone rurale. Cela s’explique par l’imperméabilité des sols.
La concentration du Rn dans l’atmosphère est relativement faible. Ainsi, les eaux naturellement riches en cet élément le perdent une fois au contact de l’air. Les nappes d’eau souterraines sont en contact direct avec les roches qui produisent du Rn. Elles disposent donc d’une plus forte concentration en cet élément par rapport aux eaux en surface. Il en va de même pour les sols. Une zone saturée en eau est plus riche en radon qu’une zone aérée en contact direct avec l’atmosphère.
Parfois, les eaux météoritiques sont fortement radioactives. La raison à cela est la présence de taux élevés de Rn et de ses descendants tels que le 214Bi et le 214Pb. Arrivé à un certain point, cela peut perturber les outils de surveillance radiologique des centrales nucléaires.
On trouve les taux les plus élevés dans les pluies d’orage. Selon une hypothèse, la raison de la concentration du radon dans les zones orageuses est la charge électrique atomique positive. Par ailleurs, les orages se forment en été lorsque les sols sont plus chauds et/ou desséchés. Durant cette période, ils émettent le maximum de Rn. On a alors mesuré l’abondance isotopique des descendants du Rn à vie courte dans la pluie pour estimer l’âge des gouttes d’eau.
On peut trouver du Rn dans les roches pétrolifères. De plus, l’eau de mer ou la boue utilisée comme fluide dans les forages pétroliers se chargent éventuellement de précurseurs du radon. Il est également important de parler de celle qui s’infiltre dans les puits comme fluide de mise en pression. En l’occurrence, le strontium et le baryum la sursaturent en Ba ainsi qu’en solution de sulfate de strontium.
La décompression brutale de l’eau de mer qui remonte dans le tuyau favorise la précipitation du Ba et du Sr. En raison de cela, ces derniers forment également des cristaux qui se déposent sur le métal du tuyau. Des couches de tartre radioactif se forment alors sur les tuyaux et les endommagent. Le Rn peut être présent dans ce tartre et y laisser ses produits de désintégration radioactifs. Afin de réduire les dangers issus de cela, les pétroliers suppriment les sulfates de l’eau de mer injectée et contrôlent l’acidité. Il est aussi possible d’utiliser des membranes nanofiltrantes qui enlèvent les particules siliceuses et bactériennes. Ainsi, le risque de formation de tartre et de biofilms se voit réduit.
En utilisant le point d’ébullition, les raffineries pétrolières parviennent à séparer les produits pétrochimiques. Le radon dispose d’un point de pression/température avoisinant celle du propane. Par contre, ces deux éléments atteignent leur point d’ébullition à la même température. Dans une usine, la zone où l’on traite le propane est l’une des plus radioactives. Le Rn peut se désintégrer dans le tuyau de propane fraîchement produit et y former des radioisotopes solides. Ceux-ci se déposent sur le métal et finissent par couvrir la totalité de l’intérieur des tuyauteries.
Il est donc fréquent de trouver du radon dans les résidus de l’industrie pétrolière et de celle du gaz naturel.
À l’évidence, on peut trouver le Rn dans les roches profondes. L’élément s’accumule dans les cavités minières. À cet effet, il peut éventuellement contaminer l’air et l’eau qui circulent dans les galeries en service ou abandonnées. On peut aussi trouver du radon dans le pétrole et le gaz naturel extraits des puits creusés dans ces roches.
Plus le sol est perméable, plus l’élément se déplace vite et aisément. Celui-ci circule au sein de substrats homogènes grâce à la diffusion moléculaire et à l’advection/convection. En principe, il se répartit uniformément. Cependant, il diffuse davantage dans les fissures, les failles et les fractures de la roche ou avec l’eau qui y circule.
Le radon est différent de ses descendants étant des aérosols solides en raison d’une certaine propriété. En effet, ces derniers s’attachent aux particules fines de l’air et se fixent dans les poumons, contrairement au Rn. Il a peu d’affinité avec la matière organique ou avec les mucus. Ainsi, on a tendance à penser que tant qu’il n’est pas désintégré, il peut passer dans le sol sans laisser d’impacts mutagènes. Il ne gagne pas non plus la sève des plantes depuis les racines. En revanche, les feuilles peuvent l’absorber lors de leur respiration par le biais des stomates. Celles proches du sol sont les plus concernées par cela.
Dans le cadre de la gestion des déchets radioactifs, des scientifiques ont étudié le comportement de cette substance dans le sol. Dans les mines d’uranium et de charbon, le Rn et ses produits de désintégration sont la source principale d’exposition au rayonnement. L’élément est plus présent dans ces zones qu’en surface. Il constitue 29 % de la source d’exposition totale. Il représente aussi environ 69 % de la radioactivité naturelle interne (à cause des particules inhalées). Enfin, il compte 59 % de la dose due aux rayonnements d’origine naturelle.
Cet élément génère des produits dangereux pour la santé. Parmi eux, le polonium 218 et 214 sont les plus cancérigènes. Ils le sont plus que le Rn lui-même pour une dose radioactive qui atteint les poumons.
Les roches libèrent du radon. Lorsque les eaux souterraines entrent en contact avec elles, elles se chargent en cet élément. Cela peut être au contact avec les roches anciennes présentes en surface ou en profondeur. Même dans certaines stations thermales, le Rn s’échappe de l’eau lorsqu’il entre en contact avec l’air libre. Les eaux thermales disposent, cependant, d’assez de Rn pour en répandre des centaines, voire des dizaines de milliers de becquerels par litre. Il est aussi possible de trouver du radon stocké dans certains sites de stockage souterrains. Il en va de même dans les galeries dans lesquelles se trouvent des captages souterrains de sources minérales. On a pu identifier des taux courants de plusieurs milliers de becquerels par mètre cube d’air dans les salles d’hydrothérapie. Ces dernières utilisent souvent des eaux chargées naturellement en Rn. On compte aussi des quantités allant jusqu’à des centaines de milliers de becquerels par mètre cube d’air dans certaines grottes thermales.
Les eaux minérales disposent de radium 226 dont les teneurs vont de quelques millibecquerels à quelques becquerels par litre. Elles contiennent aussi environ 1 µg/l d’uranium naturel et moins de 10 µg/l de thorium. En effet, en condition normale, ce dernier est peu hydrosoluble. Par contre, puisque le 222Rn est plus soluble, il est plus présent que le 226Ra. On compte également jusqu’à 10 000 fois plus de 222Rn que de 226Th. L’érosion de roches par les eaux venant de la surface est à l’origine d’une partie du Rn. En conséquence, on a une réduction de la radioactivité de l’eau durant la période de gel ou de sécheresse. En revanche, la fonte des neiges engendre un pic de la radioactivité. L’activité volumique du Rn dans les eaux thermales est très variable. Cela dépend de la source, de l’époque et de l’année. Elle peut atteindre plusieurs dizaines de milliers de Bq/l. Néanmoins, l’activité peut chuter de 80 % entre la source et les bains. Cela arrive quand l’eau passe par un réservoir ou se retrouve stockée dans une piscine. Pourtant, elle ne chute pas quand on amène directement l’eau aux buvettes ou aux étuves par des tuyaux.
Les provinces carbogazeuses sont assez particulières, notamment au point de prélèvement. En effet, on peut obtenir jusqu’à quatre fois plus de gaz que d’eau via le gisement. On compte 150 m3/h à Royat. Cela contient du radon et du thoron dont les teneurs atteignent la dizaine de milliers de becquerels par mètre cube.
La présence de plusieurs sources thermales dans une région conclut généralement une hausse de la radioactivité moyenne de l’air. À Misasa au Japon, il existe 70 sources thermales. Cette région est donc exposée à 1,3 GBq de radon émis par jour dans l’air, dans l’eau et depuis le sol.
Dans ces zones, l’air est deux fois plus radioactif que dans les endroits où ces sources sont absentes. En 1962, on a mesuré une activité volumique de l’élément de 30 Bq/m3. Cela s’est fait dans le parc thermal et dans le jardin de l’hôtel de Luchon. Cela représente une quantité trois fois plus élevée que la normale.
En général, l’exposition d’un curiste est de moins de 2 mSv/an. Cependant, d’après la radioprotection, cela peut être non négligeable. Les médecins et une partie du personnel, notamment ceux qui travaillent dans l’entretien durant la nuit sont aussi considérablement exposés.
Les eaux thermales et potables les plus radioactives en Europe se situent au centre du continent. La source de l’île d’Ikaria en Grèce fait partie de celles avec la radioactivité la plus marquée. La directive 96/29/Euratom décide d’officialiser le thermalisme. Il s’agit d’une activité professionnelle qui expose les salariés à des sources naturelles de rayonnement ionisant.
La concentration de l’élément varie selon la zone dans laquelle il se trouve.
| Bq/m3 | pCi/l | Exemples de concentrations de radon dans l’environnement naturel ou artificiel |
| 1 | ~0,03 | On compte une radioactivité d’environ 1 Bq/m3 en raison du Rn aux abords des grands océans. Pour les concentrations détectées au-dessus de celles-ci ou en Antarctique, le Rn émet une quantité inférieure à 0,1 Bq/m3. |
| 10 | 0,27 | En moyenne, la concentration de l’air extérieur sur les continents est source de 10 à 30 Bq/m3. Selon des études de surveillance, la radioactivité due au Rn de l’air intérieur est d’environ 39 Bq/m3. On compte notamment de fortes variations régionales. |
| 100 | 2,7 | Il s’agit de l’exposition domestique. La majorité des pays du monde ont adopté 200 à 400 Bq/m3 en guise de seuil d’action pour l’air intérieur. Cela constitue également un niveau de référence. Pour cet élément, aucune action n’est nécessaire si les tests montrent des niveaux de radioactivité inférieurs à 4 pCi/l d’air. Pour une exposition cumulée de 230 Bq/m3 au gaz radon durant un an, on a 1 WLM. |
| 1 000 | 27 | On a pu constater des concentrations très élevées de Rn (> 1 000 Bq/m3) dans certaines maisons. Celles-ci sont notamment érigées au-dessus de mines d’uranium, sur des sols uranifères ou sur un sol très perméable. Vers la fin du XXe siècle, au Canada, on a dû de prendre des mesures à un moment donné. Ainsi, au-delà de 20 pCi/l d’air (800 Bq/m3), il a fallu agir pour diminuer le taux de radon dans l’air. De nos jours, il convient d’entreprendre des actions d’assainissement au moins à partir de 200 Bq/m3 d’air intérieur. |
| 10 000 | 270 | Dans les mines d’uranium, on atteint un niveau dit « working level » à une concentration de 7 000 Bq/m3. On compte une concentration dans l’air d’environ 43 kBq/m3 (soit approximativement 1,2 nCi/l) pour une galerie non ventilée du Gastein Healing Gallery. Son maximum atteint les 160 kBq/m3 (environ 4,3 nCi/l). |
| 100 000 | ~2700 | On a pu mesurer environ 100 000 Bq/m3 (2,7 nCi/l) dans les parties basses de la maison de l’ingénieur américain, Stanley Watras. |
| 1 000 000 | 27000 | Dans les galeries de mines d’uranium non ventilées, il est possible de trouver des émissions de 106 Bq/m3. |
Une fois arrivé à une certaine quantité, le Rn peut être dangereux. Ainsi, il devient nécessaire de prendre des précautions.
Il faut noter que le Rn est un émetteur alpha. Lorsqu’on en absorbe une certaine dose, des dégâts biologiques importants surviennent. Ces derniers sont plus graves que ceux engendrés par les émetteurs bêta, les rayons gamma ou les rayons X.
À fortes doses, le caractère cancérigène de l’élément fait surface. Son effet sur les populations de mineurs exposés est donc statistiquement bien établi. En outre, on constate une croissance de la surmortalité par cancer pulmonaire. Cela est dû à l’exposition cumulée du poumon au radon et à ses descendants.
Des chercheurs ont réalisé des études portant sur les mineurs non-fumeurs travaillant dans les mines sans équipement diesel. À leur issue, ils ont pu conclure que le Rn est cancérigène pulmonaire humain. Les taux souvent rencontrés dans l’air intérieur des maisons peuvent aussi donner lieu à un cancer.
Il semble que la courte durée de demi-vie des descendants de l’élément soit à l’origine de son caractère cancérigène ciblant les poumons. Cela a également permis de déduire qu’il n’est pas à l’origine des leucémies.
Aux États-Unis, selon l’Agence américaine de protection de l’environnement, le Rn est la deuxième cause la plus fréquente de cancer du poumon. Le tabagisme est le premier.
L’Organisation mondiale de la Santé affirme la même chose. 3 % à 14 % des cancers pulmonaires sont issus de l’exposition au radon dans le sol et les matériaux de construction. Après la fumée du tabac, il s’agit donc de la seconde cause de cancer pulmonaire.
On a réalisé les premières études pertinentes sur la toxicité de l’élément dans le cadre des mines d’uranium. On a trouvé les premières dans la région de Joachimsthal, en Bohême. Ensuite, les chercheurs ont mené d’autres études dans le Sud-Est des États-Unis durant la guerre froide.
Le Rn est issu de la dĂ©sintĂ©gration de l’uranium. Ainsi, on peut trouver des concentrations Ă©levĂ©es de l’élĂ©ment dans les mines souterraines de ce dernier. De nombreux mineurs des Four Corners ont alors Ă©tĂ© victimes de cancers de poumons. Cela s’explique par l’exposition Ă des taux Ă©levĂ©s de radon dans les annĂ©es cinquante. On compte une incidence diffĂ©rentielle particulièrement Ă©levĂ©e des cancers du poumon chez les mineurs indiens et mormons. En effet, normalement, cette catĂ©gorie de personnes prĂ©sente des taux de cancer du poumon relativement bas. Par ailleurs, Ă l’époque, personne n’a imposĂ© les normes de sĂ©curitĂ© des ventilations performantes et coĂ»teuses.
On a mis en évidence le danger du radon dans les habitations en 1984. En allant travailler, Stanley Watras, un salarié de la centrale nucléaire de Limerick (Pennsylvanie), a enclenché des détecteurs de radioactivité chez lui. Les autorités ont alors cherché durant deux semaines l’origine de la contamination. Il s’est avéré qu’un taux très élevé de la substance dans la cave de son domicile était la cause de cette dernière. On y a constaté près de 100 000 Bq/m3, soit 2700 pCi/l de Rn. Pourtant, on n’a distingué aucune relation particulière avec la centrale nucléaire. Être exposé à un tel taux reviendrait à fumer 135 paquets de cigarettes par jour. À l’issue de cette célèbre découverte, les autorités ont imposé des normes sanitaires. La détection du radon est également devenue une préoccupation publique.
L’atome de Rn est chimiquement neutre. À cet effet, il ne se fixe pas dans les poumons ni dans l’organisme. Il ne dégage donc que des doses négligeables. Les descendants du Rn, notamment ceux à vie courte sont les principales causes des irradiations. Il faut, cependant, noter que cet élément peut occasionner des effets significatifs sur l’organisme si sa concentration est importante.
L’élément se met rapidement en équilibre séculaire avec ses descendants à vie courte dans une atmosphère chargée en Rn. En l’occurrence, il est possible d’obtenir du polonium 218 (3,1 min) par désintégration alpha (3,824 jours) du radon 222. Par le même processus, celui-ci va donner du plomb 214 (19,7 min), puis du polonium 214 (164 µs). Ensuite, on peut obtenir du plomb 210 (22,3 années), disposant d’une vie considérablement plus longue.
On trouve les produits de désintégration à vie courte, dont le 210Pb sous forme libre (particules nanométriques). Ils se déposent sur les aérosols (micrométriques), s’introduisent par les voies respiratoires, puis se fixent dans le poumon.
Le plomb est radioactif. Il se désintègre tout d’abord en bismuth 210 (5,01 jours). Avec celui-ci, on peut obtenir du polonium 210 (138 jours) et enfin avoir du plomb 206 (stable).
Ces descendants radioactifs émettent des particules alpha d’énergie élevée qui irradient les tissus lorsqu’ils se fixent dans les poumons.
On compte quatre désintégrations alpha successives et cinq bêta pour un becquerel de radon.
Pour le Rn, l’inhalation est le seul risque connu. Inhaler ses produits de désintégration peut être grave et entraîner un cancer du poumon.
En 1987, le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC) affirme que le Rn est cancérigène pulmonaire pour l’Homme. Une double base d’études expérimentales sur des animaux et des études épidémiologiques chez les mineurs d’uranium constituent les fondements de cette affirmation. Plusieurs études épidémiologiques sur les mineurs de fond des mines d’uranium ou de charbon démontrent cette cancérogénicité.
Le becquerel par mètre cube (Bq/m3) est officiellement l’unité de mesure de la concentration d’activité du radon dans l’air. Le système international d’unités a notamment établi cela. Le coefficient de dose efficace de l’unité d’exposition adopté pour cet élément provient de la publication 65 de la CIPR. Il correspond à 2,46 × 10-9 Sv/Bq h/m3. Cela représente un coefficient de conversion de 1 mSv/an pour 50 Bq/m3.
Respirer en permanence un air chargé en Rn d’une concentration très élevée de près de 3 000 Bq/m3 mène à une irradiation de 65 mSv/an. Cela reviendrait à fumer 20 cigarettes par jour.
Dans la pratique, on utilise d’autres unités tels que le working level (WL) et le milliworking level (mWL). Tous deux mesurent le rayonnement émis par les descendants du Rn. Ainsi, 1 WL vaut 1,3 × 105 MeV en rayonnement alpha par litre d’air. L’unité de mesure de l’exposition des mineurs au Rn est le working level months (WLM). En d’autres termes, il s’agit du produit du nombre de mois de travail par l’activité ambiante mesurée en WL. En pratique, le working level correspond à une activité volumique du Rn de 12 000 Bq/m3. 1 WLM équivaut approximativement à l’exposition à une atmosphère avec une activité de radon de 230 Bq/m3 durant une année. Il est assez difficile de convertir ces deux unités. En effet, il faut avoir des connaissances approfondies en facteurs d’incertitude pour y parvenir.
On compte un risque de 350 cancers du poumon par million d’habitants pour un niveau d’exposition de 1 WLM, soit 0,035 % par WLM. Le niveau d’exposition de la population est, cependant, très mal mesuré. Il est également important de prendre en compte le tabagisme qui tend à causer un cancer du poumon. Le Rn est alors à la fois un inducteur et un facteur multiplicatif du cancer chez un fumeur. Tout cela rend les études épidémiologiques d’interprétation difficiles à réaliser.
L’Homme et les animaux s’exposent au radon principalement en inhalant de l’air contenant l’élément. L’ingestion d’eau contenant du Rn (notamment certaines eaux thermales) expose rarement à la substance. Par contre, il faut noter que certaines eaux déclarées potables dégazent du Rn. Ainsi, avant de choisir un site pour creuser un puits, il convient de considérer le risque de ce dernier.
Certains métiers exposent également anormalement les travailleurs à cette substance. Il s’agit du cas des mineurs et des travailleurs des engrais phosphatés, du phosphogypse ou du thermalisme.
Plusieurs études ont permis de confirmer que le radon est cancérigène pour les poumons humains. On a par exemple les 15 études rétrospectives de cohortes de mineurs sur des fonds exposés à l’élément. Il est aussi possible de citer les analyses de 22 études épidémiologiques dans des habitats résidentiels. Ceux-ci se trouvent notamment en Amérique du Nord, en Chine et en Europe. Les taux couramment rencontrés dans l’air et à l’intérieur des maisons sont assez élevés pour agir sur la santé humaine.
La courte durée de demi-vie des descendants du Rn est à l’origine des cancers. Ceux-ci ciblent surtout les poumons. Ainsi, les leucémies ne sont pas associées au radon.
Dans les années soixante, on a pu mesurer l’élément dans certaines mines de charbon se trouvant au Royaume-Uni. Celles-ci se trouvaient surtout dans l’East Midlands, le Kent et le bassin houiller écossais. Il a été possible de trouver du 222Rn d’une valeur de 0,2 pCi/l d’air. Cela se rapproche de celle détectée dans l’atmosphère, à plusieurs centaines de fois plus.
En 1964, les chercheurs ont réalisé une estimation. Ils se sont basés sur les modélisations de taux de radon inhalé par des expériences sur des animaux. Ainsi, selon eux, les normes alors en vigueur dans l’industrie minière de l’uranium sont insuffisantes pour réduire les risques. On compte notamment 20 rd/an tolérés pour les cellules pulmonaires exposées à l’élément en le respirant. La ventilation pulmonaire moyenne est de 15 l/min. Pourtant, il est possible de diminuer cette « norme » de 10 fois. À la fin du XXe siècle, de nombreux pays miniers ou industriels ne disposaient pas de réglementation concernant le radon dans les mines. Certains ne l’avaient d’ailleurs acquis que récemment. Il est délicat de mesurer précisément l’exposition au Rn et à ses descendants dans la mine et dans le sol à proximité. Il en va de même pour l’usage d’échantillons. Cet élément peut, en effet, se dégrader rapidement notamment dans les poumons et dans l’organisme. Il forme alors des produits de décomposition à vie courte. Ceux-ci rendent l’analyse conjointe de la somme potentielle des énergies alpha du radon et de ses descendants difficile. La teneur relative en ces produits diffère selon le temps et l’espace.
Les teneurs en Rn dans une même mine peuvent varier d’un à deux ordres de grandeur selon le moment et le lieu de mesure.
Sur la base d’analyses faites en 2004, on a pu démontrer que la concentration en cet élément dans une mine peut être élevée. En l’occurrence, dans toutes les mines brésiliennes, le taux de radon allait au-delà de la normale pour les lieux de travail. La référence est notamment de 500 à 1 500 Bq/m3 d’air selon les recommandations de la Commission Internationale de Protection Radiologique-CIPR. Pour les mineurs de fond brésiliens, la dose efficace moyenne estimée était relativement élevée. Elle était presque 30 fois supérieure à la dose moyenne pour les mineurs de charbon.
Le Rn est ses descendants peuvent remonter à la surface du sol par ses failles. Les séquelles minières de type effondrement aggravent aussi la situation. En raison de cela, l’élément peut s’introduire dans les caves et les maisons ou dans certains bâtiments construits au-dessus d’anciennes mines. Selon d’autres études, le radon peut remonter en surface suite à la fermeture ou à l’abandon d’une mine. Cela est possible en raison des failles de la roche sous-jacente au sol. En l’occurrence, on compte des taux élevés de Rn dans le tunnel d’une ancienne mine d’uranium. Celle-ci se trouvait entre 15 et 55 m sous le village hongrois de Kővágószőlős. Aux alentours de la mine, la concentration moyenne de radon dans les habitations était de 483 Bq/m3. Le niveau était bien plus élevé (667 Bq/m3) dans les maisons se situant à environ 150 m de la projection. Il en était de même à la surface du tunnel minier, à plus de 50m. Par contre, le taux moyen était de 291 Bq/m3 dans les maisons plus éloignées (300 m). On a pu trouver en moyenne 88,8 kBq/m dans le sol. Quant à l’exhalaison de radon, elle était de 71,4 Bq/m2 et par seconde. Les taux les plus élevés se trouvaient en sortie de galerie au sortir des failles remontant en surface. On a pu constater une concentration de Rn élevée générée dans le passage d’une moyenne de 410 Bq/m3. Cela agit sur la concentration de radon dans les habitations sur le tunnel minier. Plus tard, après la fermeture de la mine, le site a servi pour pratiquer l’agriculture.
On a également réalisé des analyses de Rn dans une ancienne région minière. Celle-ci disposait notamment de charbon et de cendres volantes légèrement radioactifs. L’étude a porté sur le dessus et les alentours du site à toutes les périodes de l’année. On a alors pu constater des taux d’exhalation de 9 × 10-3 à 4 × 10-1 Bq/(m2/s). Le dégazage de 222Rn était le plus élevé dans les zones riches en charbon et en ses cendres. Les taux allaient notamment de 1,1 × 10-2 à 4,5 × 10-1 Bq/(m2/s).
On a également réalisé un test de couverture dans une partie de la zone située au-dessus de l’ancienne mine de charbon. L’argile et la terre étaient les matériaux utilisés. Suite à cela, le taux d’exhalation du radon s’est divisé par 10. Cependant, en été, des émissions de Rn plus importantes sont survenues à cause de la déshydratation du sol.
Les taux élevés de Rn dans les endroits habités s’expliquent par l’usage de cendres volantes. Celles-ci servent de matériel de terrassement ou de fond de couche autour des maisons. On a pu mesurer des valeurs moyennes d’environ 0,15 Bq/(m2 s) sur un an dans certains endroits. Ceux-ci se situent à plus d’un kilomètre de la mine, en centre-ville et au centre d’une zone de nouvelle urbanisation. Le radon demeurait exhalé autour de l’ancienne mine d’uranium de Zirovski VRH en Slovénie. La dose était de 0,005 à 0,25 Bq/(m2 s) pour une maison érigée au-dessus d’une ancienne mine d’U. On compte 0,67 Bq/(m2 s) pour la mine à ciel ouvert australienne Sickness country. Cette dernière est l’une des plus radioactives du pays avec un taux de 0,062 Bq/(m2 s) aux alentours.
En Suède, les chercheurs ont réalisé une étude rétrospective sur la surmortalité engendrée par le cancer du poumon. Les sujets sont notamment les employés de mines de fer non-fumeurs. À cet effet, ils ont d’abord étudié un groupe de 1415 mineurs de fer suédois. Ceux-ci étaient exposés au Rn, à ses descendants radioactifs de 1951 à 1976. Ils ont également fait face à des taux conduisant à avoisiner les limites professionnelles acceptées de nos jours. Dans ce cadre, le risque est presque cinq fois plus important. Les scientifiques ont alors pu constater que 50 personnes sont décédées à la suite d’un cancer du poumon alors qu’ils ne s’attendaient qu’à 12,8. 18 de ces morts sont des non-fumeurs, pour 1,8 anticipé. On compte aussi 32 décès d’ouvriers récemment sevrés du tabac contre 11 décès attendus. Le tabagisme ajoute des effets négatifs à l’exposition aux rayonnements alpha du Rn.
D’autres scientifiques ont réalisé une étude rétrospective dans la mine souterraine de charbon de Figueira (Sud-Brésil). Celle-ci fonctionne depuis 1942. Elle ne dispose pas d’équipements diesel. Par ailleurs, on n’a rapporté aucune mesure de radon avant les années 2000. Entre 1979 et 2002, la mine comptait 2856 mineurs dont 2024 sont de fond et potentiellement exposés au Rn. Statistiquement, on peut voir une corrélation entre le risque de cancer pulmonaire et la durée de travail souterrain.
On compte aussi un taux de Rn de 121 à 408 Bq/m3 dans les mines de charbon étudiées au Baloutchistan (Pakistan). La dose calculée pour les mineurs est alors de 1,38 à 4,67 mSv/an. En moyenne, il s’agit de 2,19 ± 0,5 mSv par an. Les autorités sanitaires locales estiment que ce taux est acceptable.
Dans les années cinquante, le dosage du radon et de ses produits de dégradation radioactive dans les mines a commencé. Plus tard, dans les années soixante, bon nombre de personnes se sont inquiétées en raison du taux de Rn dans certaines mines de charbon. La raison est une publication en 1959 de recommandations sur l’exposition à la radioactivité par la Commission internationale de protection radiologique. En effet, on a démontré précisément une surmortalité par cancer du poumon des mineurs de fond exploitant de charbon. L’exposition au radon est notamment mise en évidence comme la principale cause. Les rayonnements absorbés par voies internes et externes, dont par inhalation, ont également fait l’objet d’une précision.
Des études ont également révélé que la quantité de Rn dans les mines et dans le sol varie selon le caractère de ce dernier. Ainsi, le terrain peut être uranifère ou radifère. La mine peut aussi être ouverte en plein ciel ou non. Les ventilations des galeries et le contexte géologique et hydrogéologique de la zone sont également à prendre en compte. La température favorise le dégazage du Rn dans l’air. Cela s’applique davantage en profondeur, car le charbon qui s’y trouve est plus chaud. Par ailleurs, le taux de radon dans le charbon peut augmenter de huit à dix fois. Cela arrive lorsqu’on porte expérimentalement la température du charbon de 30 °C à 180 °C. On peut obtenir une augmentation de deux à trois fois dans une fourchette basse de réchauffement de 30 °C à 70 °C. Le taux de Rn découvert dans un charbon peut servir d’indice de chauffage du charbon. Cela est envisageable en profondeur et en chauffage lorsque les terrils chauffent le Soleil ou ont commencé une combustion interne. Celle-ci transforme notamment le schiste noir des stériles minières en schiste rouge.
Les conditions météo influent aussi sur les taux d’extraction naturelle de Rn à partir du sol, des failles drainantes ou des mines. On parle notamment des hautes et des basses pressions. Dans les mines, le radon peut être localement très concentré, notamment dans les charbons. Cependant, la quantité est inférieure à ce qui se trouve dans celles d’uranium. Certaines de celles pour le charbon produisent aussi de l’U et donnent parfois des quantités importantes de Rn.
Au Royaume-Uni, on a étudié douze de ces sites destinés au charbon et dix autres. On a alors trouvé davantage de radon dans trois mines d’hématite et deux d’étain que dans celles de charbon. Dans ceux-ci, il a été possible d’atteindre plusieurs points des niveaux supérieurs au niveau opérationnel. On compte une incidence importante de cancers dans les mines d’hématite.
Le lignite émet du Rn et ses descendants radioactifs. Les mineurs de fond sont les plus exposés à cela dans les sites souterrains. Le taux de Rn aéroporté est différent selon les lieux et le moment, comme dans les sites produisant du charbon. En l’occurrence, on a pu trouver des concentrations de radon variables dans trois exploitations de gisements de lignite en Turquie. Il s’agissait de 50 ± 7 à 587 ± 16 Bq/m3 d’air. Cela se trouve en dessous des seuils d’action en vigueur dans le pays. On s’est notamment référé aux expositions à l’élément évaluées pour les travailleurs des mines de lignite de Tunçbilek, d’Ömerler et d’Eynez. Celles-ci présentent respectivement des taux de 1,23 ; 2,44 et 1,47 mSv par an.
Cela s’applique aussi aux mines de schistes bitumineux. Dans ce cadre, on peut notamment citer celle d’Amasra, du « bassin houiller bitumineux de Zonguldak » en Turquie. Elle présente un taux de radon se situant entre 49 Bq/m3 (à 40 m de fond) et 223 Bq/m3 (à -100 m). La moyenne est de 117 Bq/m3. Elle est inférieure au seuil d’intervention qui est de 500 à 1 500 Bq/m3 recommandé par la CIPR en 1993. La « dose efficace moyenne » pour les travailleurs est de 3,4 µSv par jour. Cela est comparable à celle subie dans d’autres mines. On parle notamment des celles de bore dans lesquelles l’air est riche en radon. Dans celles de chrome où le minerai est peu désorbant et où la radioactivité de l’air est considérée comme faible. Il est possible de trouver une quantité considérable de Rn en raison des teneurs plus élevées en charbon, en uranium et en thorium.
Dans d’autres cas, l’air intérieur des galeries de mines présentait des taux de radon dépassant les recommandations du CIPR. On comptait notamment plus de 1 000 Bq/m3 d’air dans les mines de Kozlu, de Karadon et d’Üzülmez. Elles se situent dans le bassin minier bitumineux de Zonguldak, également en Turquie.
Les mineurs de fond sont les principales victimes des effets connus du Rn émis par les mines de charbon. L’élément semble aussi être à l’origine de l’augmentation du fond radioactif de l’air aux alentours de certains sites miniers. Dans le bassin charbonnier des Appalaches, l’exposition au Rn constitue la première cause d’une incidence accrue au cancer du poumon. Les victimes sont notamment les personnes vivant près des zones d’extraction. À l’évidence, le tabagisme et la pauvreté sont aussi des facteurs contributifs.
Dans certaines régions, heureusement, les eaux d’exhaures de pompages miniers perturbent le fond géochimique et/ou le fond aérochimique naturels. La nature a en effet remonté et déposé ces eaux depuis plus de 100 ans par milliards de mètres cubes dans des bassins d’évaporation. Elle les a aussi évacués dans les rivières. En profondeur, ces eaux sont hautement minéralisées avec un taux de sel de 200 kg/m3. Elles renferment souvent un taux élevé de radium 226. Quant aux eaux radifères, elles contiennent des quantités considérables d’ions baryum. En surface, le radium coprécipite aisément avec le baryum sous forme de BaSO4 + RaSO4. Parfois, la radioactivité spécifique de ces dépôts est élevée. Les dépôts radioactifs peuvent alors produire un rayonnement gamma intense. De plus, il est possible de constater une élévation des concentrations de Rn et de ses descendants dans l’air. La partie du fond dit « naturel » de radioactivité ambiante aéroportée peut être issue des mines de charbon, de fer, d’uranium, etc. Celles-ci sont actives ou l’étaient.
Des études menées en 2019 ont montré que même les faibles expositions au Rn augmentent les risques de cancer du poumon.
Le radon est souvent présent dans les maisons. Il convient de porter une attention particulière à cela, car il peut constituer un danger à une certaine quantité.
La majeure partie de l’exposition humaine à la radioactivité est principalement issue du Rn. Selon l’OMS, l’élément compte 42 % du total. Sur cette base, on applique le modèle linéaire sans seuil. Celui-ci ne reflète pas la réalité de l’exposition biologique. Les autorités estiment alors que la radioactivité du radon est à l’origine de 2,2 % à 12,4 % des décès par cancer du poumon en France. Il s’agit de la seconde cause de décès par ce type de cancer. Le premier est le tabac, au même titre que le tabagisme passif.
Depuis les années quatre-vingt-dix, les scientifiques ont réalisé des études épidémiologiques de type cas-témoins. À leur issue, on a pu constater que l’exposition domestique au radon augmente aussi les risques de cancer du poumon. Néanmoins, on ne compte aucune conclusion précise rendue publique.
D’autres études affirment le contraire de ces estimations. Ainsi, l’exposition à de faibles doses de Rn peut réduire le nombre de cancers constatés. Par ailleurs, les rapports géographiques entre la richesse du sol en uranium et le cancer du poumon sont aussi inverses. La raison à cela peut être la répartition des fumeurs selon la zone. En définitive, on évalue les risques de l’exposition résidentielle au radon en extrapolant la relation dose-effet obtenue pour les mineurs d’uranium. Malgré cela, la question se pose toujours si l’élément constitue réellement un risque pour la population.
On peut constater que le flux naturel de Rn est plus concentré dans les espaces clos (maisons et caves mal ventilées). Cela s’explique par la désintégration du radium issue de la désintégration de l’uranium. Celui-ci se trouve naturellement dans les briques et dans les roches du sol.
Le radon dispose d’une courte durée de vie. À cet effet, faute de temps, il ne peut pas diffuser à travers un matériau en quelques jours. Cela s’applique pour un sol compact, un mur ou une dalle sanitaire. L’élément ne peut donc pas pénétrer en grande quantité dans les bâtiments. En revanche, le gaz peut migrer rapidement par les failles dans le sol ou par les fissures dans les dalles. Sur place, le Rn reste dans les lieux mal ventilés. L’élément s’accumule avec les odeurs. Afin de réduire les concentrations de Rn dans les maisons, il est important de les aérer et de les ventiler. Il est aussi possible d’utiliser des vides sanitaires et de colmater les fissures au niveau du sol.
André Aurengo, un médecin français recommande d’aérer une maison cinq minutes le matin, cinq minutes à midi, et cinq minutes le soir. Il affirme également que les commerçants proposent des solutions lourdes et coûteuses comparées à cela.
Le taux de Rn dans les habitations ou les immeubles publics est alors très variable. Chaque pièce dispose également d’un niveau différent selon le moment et la circulation à l’intérieur du bâtiment. En France, on compte une teneur domestique moyenne d’environ 65 Bq/m3. Par ailleurs, 92 % des habitations contiennent moins de 200 Bq/m3. 1,5 % d’entre elles se trouvent dans la limite d’intervention, c’est-à -dire entre 400 et 1 000 Bq/m3. 0,5 % se situent au-dessus de 1 000 Bq/m3 ou à des niveaux similaires à ceux dans les mines d’uranium. Dans les cas extrêmes, la concentration du flux de Rn peut atteindre des valeurs considérables. Dans ce cadre, l’exemple de Stanley Watras, d’environ 100 000 Bq/m3 peut constituer une référence.
On trouve cette substance dans les habitations peu ventilées ou érigées au-dessus de sols à fort dégagement de Rn. On trouve notamment cela dans les régions où la concentration en uranium dans les roches est élevée. En raison de ses descendants à vie courte, il entraîne une exposition interne conséquente. La Creuse, la Lozère, le Tarn et la Corse-du-Sud disposent de bâtiments avec des concentrations allant au-delà de 250 Bq/m3. On trouve les taux les plus faibles (28 Bq/m3) dans les Landes. La raison est la nature sédimentaire des sols dans cet endroit.
En Suisse, la valeur minimale pour assainir dans les pièces d’habitation et de séjour est de 1 000 Bq/m3. Il est préférable d’intervenir au-dessus de 400 Bq/m3. La législation de 1994 énonce qu’il faut assainir tout bâtiment dépassant cette limite. Cela se fait aux frais du propriétaire. Il convient de respecter la valeur de référence de 400 Bq/m3 pour les bâtiments neufs, transformés ou qui ont bénéficié d’une remédiation. Il faut mesurer le radon en hiver pendant au moins un mois.
Aux États-Unis et au Luxembourg, pour les habitations, il est important de ne pas dépasser un taux maximal de 150 Bq/m3. L’Union européenne recommande une valeur de 400 Bq/m3 pour les immeubles existants et de 200 Bq/m3 pour les nouveaux bâtiments. En Italie, dans les écoles et sur les lieux de travail, il convient de respecter un taux de 500 Bq/m3. Au Canada, les habitations doivent respecter une quantité limite de 200 Bq/m3.
En France, on compte une limite d’intervention de 1 000 Bq/m3 pour les lieux qui reçoivent du public. Quant à la valeur recommandée, elle est de 300 Bq/m3. En 2008, on ne compte que 31 départements concernés par l’obligation de mesure systématique. De nos jours, il est obligatoire de surveiller les établissements sanitaires et sociaux, thermaux, pénitentiaires ainsi que ceux d’enseignement. Il en va de même pour les locaux souterrains dans lesquels on réalise des activités professionnelles durant au moins une heure par jour. Pour l’instant, on ne compte aucune obligation pour les habitations. Néanmoins, il existe un « plan national 2005-2008 contre le radon ». L’ASN a publié le premier bilan d’actions de ce document le 26 avril 2010. Cela est arrivé après la recommandation d’une importante réduction du seuil d’exposition au Rn par le Haut Conseil de la santé publique.
En premier lieu, on utilise cet élément en thérapie. Aux États-Unis comme en Europe on peut trouver des « spas au radon ». L’idée est de s’asseoir quelques minutes ou quelques dans cet endroit pour profiter d’une atmosphère enrichie en Rn. En effet, selon les partisans de la méthode, le Rn ou ses radiations fortifient l’organisme. Cette théorie provient des traditions de bains d’eau chaude de Misasa, Tottori au Japon. L’eau dans cette région est naturellement riche en radium et expulse du Rn. L’hormèse est la seule approche scientifique qui peut constituer de base à cette pratique. On ne compte aucun mécanisme biologique scientifiquement démontré qui pourrait entraîner ce procédé. À l’inverse, les scientifiques ont invalidé les mécanismes dans l’hypothèse contraire d’un effet linéaire sans seuil des radiations.
On se sert aussi de cet élément dans le traçage radioactif puisque la demi-vie du radon est courte. Il dispose de 3,8 jours et d’une énergie de 5,5 MeV. On utilise notamment la substance dans les recherches hydrologiques d’interactions entre l’eau du sol. Cela se fait dans le cadre d’un ruisseau ou d’une rivière. Ainsi, les changements majeurs dans la concentration en Rn dans le ruisseau ou la rivière constituent un indice d’apport local d’eau souterraine. Ils aident aussi à déterminer le degré d’aération de galeries de mines, de caves et de logements. Grâce à cela il est aussi possible d’évaluer les fuites à partir d’un réservoir souterrain. En climatologie, l’élément contribue à l’étude de la circulation atmosphérique. On peut alors déterminer l’origine continentale ou océanique d’une masse d’air avec la quantité mesurée. Il faut noter que le temps de transit de la masse d’air au-dessus d’un continent peut agir sur les concentrations du radon. Ce dernier sert donc de traceur de masses d’air continentales.
L’élément s’utilise aussi dans le traitement antitumoral. Dans ce cadre, on place une capsule de rn sur le patient, plus précisément, près de la zone où se situe la tumeur. Les radiations tuent alors les cellules cancéreuses. En raison de la courte demi-vie du radon, le processus peut avoir un impact négatif sur les cellules aux alentours.
L’application de la substance s’étend jusqu’aux alertes sismiques. On peut constater des anomalies d’émission de Rn durant les séismes et les éruptions volcaniques. Elles peuvent donc contribuer à des tremblements de terre ou à des mouvements de terrain. On continue de discuter sur l’utilité d’un suivi préventif. Cependant, une relation entre le taux de Rn dans les nappes souterraines et une activité sismique semble être en relation. Il est possible de faire un suivi en temps réel à coût raisonnable. Dans les Alpes Françaises, on a pu constater que les variations de niveaux de deux lacs artificiels changent les émissions de Rn dans les environs.
Dans un intérêt épidémiologique, il est nécessaire de quantifier le radon dans l’air. Le procédé reste, cependant, délicat en raison de la courte durée de vie de l’élément. Sa mesure est aussi difficile en condition humide.
On a adapté les méthodes de mesure à l’eau. Cela inclut le dégazage.
En France, on commence Ă avoir des cartes de risques ou d’Ă©missions. La plupart du temps, elles se retrouvent interpolĂ©es et utilisent des modĂ©lisations du potentiel d’émanation. Le facteur d’émanation et d’évaluation dĂ©licate dĂ©crit ce dernier. Il varie considĂ©rablement en fonction du milieu. Il est aussi soumis Ă des phĂ©nomènes complexes de pression atmosphĂ©rique, aux cycles jour/nuit et saisonnier de tempĂ©rature en surface. Les mouvements de nappe, la modification de l’hydromorphie du sol, la sĂ©cheresse et le retrait/gonflement des argiles agissent aussi dessus.
On définit le facteur d’émanation comme un rapport entre deux éléments. Le premier est le nombre d’atomes de radon qui parviennent dans l’espace des pores du matériau par unité de temps. Le second est le volume par rapport au nombre total d’atomes de Rn formés par unité de temps et de volume.
Le Ministère français de la Santé délivre deux types d’agréments aux laboratoires d’analyse du Rn :
En France, l’ANAH peut subventionner les propriétaires bailleurs et les propriétaires occupants sous certaines conditions. Celles-ci sont notamment l’accomplissement de travaux destinés au traitement des immeubles dans lesquels on peut trouver du radon.
Les conditions de mesures du Rn dans certains lieux de travail sont soumises à des textes réglementaires. Il en va de même pour les lieux publics qui nécessitent une surveillance. Cela s’applique davantage si ces locaux sont des bâtiments souterrains, des établissements thermaux, des cavités ou des ouvrages souterrains. En août 2015, selon un arrêté, la période de mesure est comprise entre le 15 septembre d’une année et le 30 avril de l’année suivante. Pour les activités professionnelles saisonnières, il est possible de procéder à une adaptation. L’organisme qui réalise la mesure doit, cependant, justifier cette dernière.
Il est possible d’élaborer des cartes de risque ou d’exposition environnementale sur certaines bases. Ces dernières sont des modélisations éventuellement que des contrôles in situ recalent. Cela s’applique déjà et des projets à ce sujet sont en cours en France. Comme au Canada, une précision est également marquée pour les personnes vulnérables telles que les fumeurs.
En 2006, on a publié plusieurs cartes pour la France. Elles disposent de légères nuances établies sur la base de données géologiques et éventuellement de mesures in situ. Ces cartes montrent les moyennes mathématiques de risques d’exposition par région ou par département. Néanmoins, elles ne considèrent pas les éventuels points chauds locaux d’origine géologique ou rattachés à la proximité des cavités minières et d’affaissements miniers. Selon l’IRSN, les cartes ne donnent qu’une tendance générale du potentiel de radon sur une zone déterminée. À cet effet, elles ne permettent pas de prédire les concentrations en Rn dans un local. Elles ne peuvent pas non plus remplacer la réalisation de mesures.
Depuis 2008, on commence à préparer une carte européenne appelée « Atlas européen des radiations naturelles ». Cela s’est fait sous l’égide du groupe dit « REM » (Radioactivity Environmental Monitoring). L’initiative provient de la Commission européenne et de l’IES/JRC. Les bases sont notamment une méthodologie commune et des données géologiques. La publication de la carte s’est faite progressivement depuis 2016. Celle concernant le radon est toujours en cours de développement.
Le Rn pose des difficultés dosimétriques en raison de sa faible durée de vie. Son état d’équilibre gazeux complexe, ses produits de filiation solides et sa faible période radioactive sont également des blocages. Il en va de même pour sa faible pénétration des émissions alpha.
L’unité d’exposition Sievert mesure l’effet biologique sur un individu induit par le rayonnement absorbé. On parle de dose efficace pour l’ensemble du corps exposé de manière externe ou interne.
Une autre unité d’exposition mesure l’énergie alpha potentielle cumulée. Cela se base sur l’exposition à une activité volumique précise pendant une durée déterminée exprimée en joule-heure par mètre cube (J h/m3). On a attribué une équivalence en sievert à cette grandeur en comparaison avec l’excès de cancers de poumons induits.
En principe, on mesure le taux de l’élément dans les habitations et dans les autres locaux avec un dosimètre radon. Le test dure entre 15 jours et plusieurs mois. Lorsque le Rn vient du sol, ce qui arrive souvent, il est préférable de réaliser le procédé en saison froide. En effet, on ne peut pas obtenir des résultats significatifs avec une mesure en été. Durant cette saison, les fenêtres sont presque toujours ouvertes.
Un dosimètre radon se compose d’un film plastique sur lequel une particule alpha laisse un trou microscopique après chaque impact. Suite à l’étalonnage, on peut déduire la concentration de Rn dans l’air grâce au nombre de traces et à la durée de la mesure.
On peut remédier aux problèmes posés par le Rn grâce à deux méthodes. Premièrement, on a l’usage de barrières à l’entrée en guise d’obstacle au flux naturel. Il s’agit d’une remédiation passive. Deuxièmement, on peut utiliser des appareils spéciaux qui vont extraire l’atmosphère pour disperser le flux de radon. Cela constitue une remédiation active.
L’OMS ainsi qu’une multitude d’organismes gouvernementaux émettent, cependant, des réserves sur l’efficacité de la première option à long terme et en absolu. Malgré cela, dans les pays nordiques, on fait souvent appel à ce type de solution.
Les remédiations actives sont efficaces. Cependant, elles occasionnent un coût énergétique (électrique et thermique) assez conséquent. En effet, cela est souvent en désaccord avec les volontés individuelles de réduire la facture énergétique globale dans un logement. En raison de cela, de nombreuses offres d’optimisation énergétique et de remédiation du Rn apparaissent sur le marché.
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