Etude de la distribution spatiale du radiocésium (137 Cs) à l'échelle d'un bassin versant : exemple du bassin versant du Doubs supérieur à l'amont du lac de Saint-Point

par Guy Pimou Heumou

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de l'environnement

Sous la direction de Pierre-Marie Badot.

Soutenue en 2010

à Besançon , en partenariat avec Université de Franche-comté. UFR des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Au cours du siècle précédent, de nombreuses activités anthropiques nucléaires, militaires et civiles ont introduit de quantités importantes des radioéléments artificiels dont le césium 137 dans l’environnement au niveau de l’atmosphère mais surtout au niveau du sol qui est un réservoir important du césium. Tout ceci a provoqué la contamination en éléments radioactifs de grandes surfaces à l’échelle de la planète, aucun continent n’a été épargné. Du fait de son analogie chimique avec le potassium, le césium est facilement transporté et transféré dans les écosystèmes et les propriétés physico-chimiques des sols modulent la forme et la distribution du césium dans les différents compartiments du sol. L’objectif du présent travail est d’estimer et de décrire à l’échelle d’un bassin versant de petite taille, l’étendue de la variabilité de la contamination des sols par le 137Cs dans le sol et de déterminer si un ou plusieurs facteurs environnementaux (altitude, teneur en matière organique du sol, mode d’occupation des sols) sont susceptibles d’expliquer tout ou partie de la variabilité observée. Une des originalités de l’approche retenue pour la mise en place de la stratégie d’échantillonnage est d’avoir défini une stratégie basée sur le fonctionnement écologique du milieu à l’échelle du bassin versant (environ 300 km2). Cette stratégie s’appuie sur les caractéristiques fonctionnelles du milieu dont le substratum géologique, la topographie et le type d’occupation du sol. La stratégie d’échantillonnage développée dans le présent travail permet de tenir compte de l’hétérogénéité de la distribution spatiale du césium et de la variété écologique du bassin versant. Cette approche repose sur l’identification a priori d’unités fonctionnelles homogènes : 275 unités homogènes ont été ainsi déterminées. L’analyse statistique des résultats de contamination a permis de mettre en évidence de très fortes hétérogénéités dans la contamination en césium des sols à 0-5 cm de profondeur sur l’ensemble du bassin versant. Cette hétérogénéité spatiale peut s’expliquer par l’hétérogénéité spatiale du devenir du césium après les retombées, variabilité liée au fonctionnement et aux propriétés des sols. Les sommets en tant que barrière orographique, occupés par de la végétation forestière, jouent un rôle important par leur capacité d’interception des poussières et d’aérosols. Ainsi, le mode d’occupation des sols a une importance réelle sur la distribution spatiale de la contamination et les teneurs en césium-137 les plus élevées sont à rechercher dans les sols à fort taux de matière organique. Un certain nombre de zones sensibles sont localisées dans les parties Sud et Sud-est du bassin versant.

  • Titre traduit

    Study of spatial distribution of the radiocaesium in the soil to scale of a watershed : example of the upper part of the Doubs River watershed upstream of the Saint-Point Lake


  • Résumé

    In the prévious century, many human activities nuclear, military and civilian have introduced sigificant quantities of artificial radionuclides like caesium-137 in the environment in terms of the amosphere, particularly in the soil level which is an important reservoir of caesium. The objective of this study was to estimate and discribe the scale of a small watershed, the extent of variability of soil contamination by the 137 Cs in the soil. Also to determine if one or more environmental factors (altitude, organic matter content of soil, land cover) may explain part or all of the observed variability. 275 soil samples were taken from the aera of the watershed of the Upper part of te Doubs River upstream of Saint-Point lake, which is located in the Jura mountains according to a sampling strategy designed to evaluate the extent of spacial variability of 137 Cs activities in the study aera and to identify its main sources. 137Cs activities ranged between about 1 000 and 12 000Bq. M-2 with an average of approximately 3 600Bq. M-2. The spatial variability of the contamination is high: 137Cs activity shows statistically sigificant links with altitude, soil organic matter and land cover. These results are discussed in terms of assessment of radioactive contamination in mountain aeras at a regional scale. They show that to be satisfactory, a sampling stategy muste necessarily take into account the various types of land cover.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (137 p. )
  • Annexes : Bibliogr. p.129-137. Index

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Sciences - Sport (Besançon).
  • PEB soumis à condition
  • Cote : SCI.BESA.2010.20
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