Quel est l'impact de la production nucléaire sur la biodiversité ?

A l'époque de cette review, Tchernobyl est le plus grand accident environnemental enregistré. Deux questions majeures sont : de savoir si les mutations engendrées par cet accident de fuites radioactives sont susceptibles de se diffuser via dispersion des animaux touchés ; et de savoir si les espèces plus rares sont également les plus touchées. Les rapports sur l'état de la biodiversité dans la zone de Tchernobyl sont assez contrastés ; de plus, la réponse à ces deux questions nécessite d'être pensé sur un intervalle de temps plus long que la répons immédiate des populations animales à la catastrophe, l'accumulation de mutations pouvant être déletère sur le long terme.
Tout d'abord, les espèces rares d'oiseaux se retrouvent de manière statistiquement significative davantage dans les régions moins irradiées que dans les régions plus irradiées, où l'on trouve davantage d'espèces communes (étude portant sur 51 espèces d'oiseaux). Le taux de radiation expliquait davantage la distribution spatiale de ces espèces que l'index de spécialisation à l'habitat.
Ensuite, les mâles de certaines espèces d'oiseaux semblent particulièrement touchés par des mutations de leurs gamètes impactant leur fitness reproductive, un effet exacerbé par une mortalité plus grande des femelles dans les zones irradiées ; conjointement, ces deux effets risquent de diminuer le pool génétique des oiseaux dans les régions irradiées. L'effet mutagène des radiations est toutefois atténué par le caractère agrégé de ces mutations sur les chromosomes des oiseaux, qui maintient les mutations sur une zone plus réduite du chromosome. Etant donné la longue demi-vie des composés radioactifs présents dans la zone, les effets mutagènes risquent de perdurer dans la zone et de grandement affaiblir les populations à une échelle de temps évolutive.
Enfin, de manière théorique, les espèces les plus fortement touchées par les mutations semblent être celles qui dispersent le moins, limitant ainsi la dispersion de ces mutations hors de la zone de Tchernobyl.
Ainsi, bien que peu d'espèces soient directement en danger dans la zone de Tchernobyl (leur population peut même augmenter suite à l'abandon de toute activité humaine dans la région), les conséquences évolutives à long terme de cet accident sont encore incertaines, et pourraient s'étendre, via des migrations, hors de la zone de Tchernobyl.
Une observation intéressante est que un accident radioactif aurait aussi comme effet d'augmenter les taux de mutation des pathogènes, ce qui leur donnerait un avantage dans la course évolutive contre leurs hôtes, et mettrait ainsi potentiellement en danger ces espèces hôtes.

Cette review a une forte rigueur théorique, mais le problème est qu'elle manque de données "réelles", en se reposant souvent sur des observations évolutives de la drosophile. De plus, je n'ai vraiment pas compris le calcul entièrement théorique menant à penser que les espèces plus touchées par les mutations se dispersent moins.

Cette review est complètement dans le vif du sujet puisqu'elle traite directement des effets des accidents nucléaires sur la conservation des espèces, accidents qui semblent plus ou moins inévitables statistiquement. Elle vient donc contrebalancer les arguments en faveur du nucléaire en montrant qu'il existe surement des effets de tels accidents encore non élucidés, et potentiellement futurs.

Dans le contexte d'épuisement des ressources en énergies fossiles, et du changement climatique principalement lié aux émissions de gaz à effet de serre, la production nucléaire est la meilleure solution. L'article aborde différents aspects de la production nucléaire (environnemental, économique, sûreté) en apportant des comparaisons avec les énergies fossiles et renouvelables.

La fission nucléaire est parmi les sources d'énergie les moins polluantes. Actuellement la production permet d'éviter l'émission de plus de 2 milliards de tonnes annuelles de CO2 que produiraient les énergies fossiles. Le nucléaire émet moins de matériel radioactif que les centrales à charbon.

En remplaçant les réacteurs à neutrons thermiques par des réacteurs à neutrons rapides on peut multiplier par 100 le rendement. Actuellement on dispose d'assez d'uranium pour produire de l'électricité pendant plusieurs siècles sans extraction supplémentaire.

Le principal impact environnemental est lié à l'extraction d'uranium, donc pourra être largement réduit avec le développement des réacteurs à neutrons rapides.

Les énergies dites renouvelables sont intermittentes donc doivent souvent être complétées par une production à base de gaz fossile, et les émissions de gaz à effet de serre sont finalement plus élevées que dans le cas des centrales à charbon.

La partie sur les considérations environnementales est particulièrement pauvre en références. Les affirmations sont vagues ("émet moins de matériel radioactif", "sera drastiquement réduit") sans appui par des études, le ton presque prophétique.

Les auteurs proposent un état des lieux sur le sujet de la production nucléaire en abordant notamment l'aspect environnemental, et expliquent certains désavantages des énergies renouvelables (éolienne et solaire), malheureusement ne proposent pas une véritable comparaison avec le nucléaire.

On supprimera peut-être la référence pour des publications plus rigoureuses, de plus l'article semble presque militant pour le nucléaire, donc vérifier un conflit d'intérêts.

L'énergie nucléaire est souvent présentée comme une solution au problème du réchauffement climatique causé par les énergies fossiles.
L'énergie nucléaire repose sur le chauffage d'eau par l'énergie produite par la fission d'uranium en plutonium, réaction produisant des déchets nucléaires. Ces déchets nucléaires peuvent être réutilisés dans un "breeder reactor", étendant ainsi leur usage et diminuant significativement leur masse. Toutefois, ces "breeder reactor" peuvent aussi être utilisés afin de créer du plutonium servant à créer des armes nucléaires. Sur 400 réacteurs nucléaires actuels, seuls 2 sont des "breeder reactors". De ce fait, la production mondiale d'énergie nucléaire dépend encore fortement de l'extraction d'énergie nucléaire, les déchets nucléaires étant ensuite entreposés. La fusion nucléaire, qui ne produirait pas de déchets, n'est pas prévue pour les 50-150 ans à venir.
L 'énergie nucléaire rejette du CO2 dans l'atmosphère, et il est impossible de totalement annuler ces émissions, même si elles sont moindres que celles engendrées par les énergies fossiles. C'est également une énergie très couteuse à mettre en place, comparativement aux autres sources d'énergie, et es coûts engendrent souvent d'importants retards de construction. L'énergie nucléaire est mise en comparaison avec les énergies renouvelables, moins coûteuses et générant très peu de CO2.
Un autre point délicat est la prolifération nucléaire. Tous les réacteurs nucléaires peuvent être mis à profit pour produire du plutonium, qui servira ensuite à être intégré dans une arme nucléaire.
Un autre risque est la fuite d'éléments radioactifs dans l'environnement. Ces fuites peuvent être dues à des accidents nucléaires (Fukushima, Tchernobyl) , ou à un mauvais stockage des déchets radioactifs. Il faut également prendre en compte les dégâts humains et environnementaux dûs au minage de l'uranium. Tous ces problèmes n'existent pas avec les énergies renouvelables.
Ensuite, le reste de la review s'égare un peu, en partant sur le sujet des énergies renouvelables.

Je n'ai pas trouvé cette review très rigoureuse. Elle me paraît très partiale, d'autant plus que le nom du journal dans lequel elle a été publiée suggère une forte partialité politique. De plus, elle paraît plus un article de vulgarisation, à l'organisation assez chaotique et partant souvent dans de longues disgressions sur le fonctionnement d'un réacteur nucléaire, etc.. Toutefois, elle soulève certains points valides.

Malgré le manque de rigueur et d'organisation de cet article, nous avons trouvé qu'il était important d'avoir un article à tendance anti-nucléaire, d'autant plus que cet article soulève certains points très valides et ignorés par les autres articles, tels que la prolifération des énergies nucléaires.

A l'époque de l'article, l'accident de Fukushima a eu lieu depuis 4 ans. Malgré cela, l'énergie nucléaire continue d'être défendue, en particulier comme une énergie ne participant pas au réchauffement climatique. Toutefois, les risques nucléaires sont possiblement largement sous-évalués. Ainsi, sur 12 000 incidents ayant lieu par an dans les centrales nucléaires françaises, seuls 600 à 800 sont classifiés comme "significatifs". Cet article se propose donc de passer en revue 216 incidents ayant eu lieu dans des systèmes d'énergie nucléaire.

La courbe traditionnelle utilisée pour évaluer les risques d'une activité est la courbe de Farmer, conséquences en fonction des probabilités. Cette courbe est traditionellement considérée, pour les activités nucléaires, comme ayant une forme de gaussienne, la probabilité d'accidents très graves étant faibles. Cette vision traditionnelle a été remise en question par les accidents de Tchernobyl et de Fukushima. Il est alors apparu qu'un problème de l'élaboration de cette courbe est qu'elle ne prend en compte que les morts humaines directes, alors que les accidents nucléaires peuvent potentiellement causer de nombreuses morts indirectes. Si on modifie la courbe pour prendre en compte les effets indirects, on est alors amené à ré-évaluer les effets de nombreux "incidents mineurs". Cette étude se propose donc de ré-étudier 216 incidents ayant eu lieu entre 1952 et 2014, en prenant également en compte les incidents dûs aux carburants fossiles employés dans l'énergie nucléaire.

Une première observation est que depuis les années 70 (accident de TMI), puis l'accident de Tchernobyl, le nombre d'incidents moyen par an a diminué. Toutefois, les deux accidents majeurs, Tchernobyl et Fukushima, se sont produits après les années 70. On est donc passé d'un grand nombre de faibles incidents a un nombre plus faible d'accidents plus forts. De nombreux incidents n'avaient pas été noté par l'INES (International Nuclear Event Scale) ; de plus, cette échelle est inadaptée au regard d'accidents tels que Tchernobyl et Fukushima. La manière dont de petits incidents cascadent en accidents majeurs est également très faiblement documentée. La prévision engendrée par cette étude est qu'un accident du type de Fukushima aura lieu tout les 60-150 ans, et qu'un incident "mineur" (d'environ 20 millions de dollars de dommage) aura lieu tous les ans. Il est donc nécessaire d'augmenter la sécurité de l'industrie nucléaire dans le futur.

Les analyses de cet article me paraissent rigoureuses.

Cet article porte un regard assez inquiétant sur la fréquence future des accidents nucléaires ( si rien n'est fait). Sans s'opposer à l'énergie nucléaire, il recommande de mettre en place des moyens en vue d'une diminution des accidents nucléaires dans le futur.

Les populations faunistiques et floristiques situées dans la Zone d’Exclusion de Tchernobyl font souvent l’objet d’études scientifiques. En effet, les capacités d’adaptation des espèces, par le biais de mutations, face à une contamination par les radiations, à différents niveaux d’exposition, constituent un sujet d’étude souvent passionnant.
Dans ce contexte, l’accident nucléaire de Fukushima a été considéré comme une opportunité pour les scientifiques de comparer les études effectuées à Tchernobyl avec celles de Fukushima (qui constitue un site réplique, présentant des caractéristiques similaires en ce qui concerne les taux et les types de radiations émis dans l’environnement et la biodiversité locale). Ainsi, le site de Fukushima est une occasion rare pour étudier les désastres écologiques nucléaires, à grande échelle, comme cela a uniquement été le cas auparavant, à Tchernobyl.

Une étude a montré que le taux de mutation est 2 à 10 fois plus élevé pour les oiseaux à Tchernobyl par rapport à des populations témoins, en Ukraine ou en Italie . En parallèle, une étude plus récente portant sur le désastre à Fukushima a également montré qu’il y a eu une augmentation du taux de mutations, causé par des expositions aux radionucléides. Ils ont démontré les différences génétiques, physiologiques, morphologiques, comportementales et du développement à l’issue de l’exposition à des contaminants radioactifs parmi les deux sites. Il a aussi été noté que l’abondance et la diversité des oiseaux à Tchernobyl suit une relation négative par rapport aux doses de radiations dans le site ( - d’espèces au cœur de la zone contaminée et + dans les zones éloignées). Cette relation négative est plus forte à Fukushima et la différence peut découler des variables temporelles et chroniques de l’exposition à la radiation.

Biais d'interprétation: Les méthodes des Mousseau et Moller privilegent souvent l'estimation du niveau d'exposition assimilé au débit de dose ambiant et ne prennent pas en compte la contamination interne des faunes et flores à la dose absorbée. Par exemple, la rélation négative entre les oiseaux et l'environnement contaminé (l'abondance et la richesse specifique decroissent avec l'augmentation du niveau d'exposition à la radiation) se base principalement sur la dose ambiant et l'intensité des effets observées. Sans mésurer la dose interne, le taux de radiation absorbé peut etre sous estimé. De plus, selon Nohara et al (2004), ces informations nous ne renseignent pas sur les doses absorbées ayant conduit à l'apparition des effets ni sur les origines moléculaires à l'issue de ces phénomènes. Néanmoins , il faut noter que l'hypothèse sur cettre relation négative à été confirmée par Garnier-Laplace et al (2015), qui ont effectué un travail plus profond et complet sur les jeu de données.

L'article a présenté plusieurs études directement et indirectement liées à l'impact des accidents nucléaires et a comparé les différences et similarités entre les deux sites. L'article confirme qu'il y a des impacts négatifs sur les espèces et que ces espèces sont aussi touchées différement. En effet, il y a des espèces qui ont une grande variabilité de sensibilité aux radionucléides.

Cet article englobe les études faites sur les accidents de Fukushima et Tchernobyl, notamment celles faites par Mousseau et Moller, auteurs de l'article. Les deux chercheurs ont beaucoup d'expérience sur sur ce sujet , néanmoins celle-ci peuvent potentiellement engendrer des biaises.

En 2011, 80 % de l'énergie mondiale provenait de carburants fossiles, les deux autres principales sources étant les énergies hydroélectrique (16 %) et nucléaire (11%). La demande d'énergie mondiale étant en croissance constante, sans qu'aucun relâchement ne soit prévu dans le futur, il est important, dans une optique de conservation, de sélectionner les énergies les moins couteuses pour la biodiversité. Pour cela, plusieurs facteurs sont à prendre en compte : l'utilisation de surfaces terrestres et aquatiques, l'émission de polluants, la fragmentation des écosystèmes, et enfin l'éventualité de catastrophes.
L'une des caractéristiques les plus importantes des énergies fossiles est leur fort taux de rejet de gaz à effet de serre, qui entraîne un changement climatique disrupteur pour les écosystèmes. Toutefois, il ne faut pas négliger les effets des autres énergies : par exemple l'énergie hydroélectrique a également un fort effet sur les écosystèmes via les inondations et les interruptions d'écosystème.
De la même manière, l'utilisation de bio-carburants issus de l'agriculture utiliserait d'importantes surfaces, ceci pouvant mener à de la déforestation et donc au rejet de gaz à effets de serre. L'utilisation d'une agriculture intensive serait donc bénéfique à la biodiversité, mais ce type d'agriculture a un fort coût énergétique, ce qui repose donc la question du choix des sources énergétiques.
Dans cette review, trois modèles ont été comparés. Le modèle business-as-usual suppose peu ou pas de modifications dans le mode de production énergétique actuel ; le modèle "Greenpeace 2012" suppose un passage à des énergies renouvelables non-nucléaires ; le modèle "Brook 2012" suppose une forte transition vers l'énergie nucléaire. Les trois modèles prévoient des avancées technologiques dans tous ces modes d'énergie. Les coûts de minage et d'occupation de surface ont été pris en compte dans ces différents modèles. Il n'existe pas de modèle absolument meilleur que les autres, tout dépend du poids que l'on accorde à différents critères tels que le coût, l'impact écosystémique, la pollution, la sécurité...
Cet article se concentre à partir d'ici sur l'énergie nucléaire, cherchant à s'en faire le promoteur. Les exemples de la France, produisant 74 % de son électricité à partir d'énergie nucléaire, ainsi que des réacteurs de 3ème génération, prévus pour être fortement rentables, sont cités comme exemple de la viabilité de l'énergie nucléaire. L'autre énergie non-fossile apparemment viable (pour répondre aux besoins énergétiques d'une forte population) est l'énergie hydroélectrique, mais celle-ci est fortement dépendante de l'hydrogéographie.
Les nouvelles technologies développées dans le domaine du nucléaire devraient également permettre de recycler la totalité des déchets nucléaires, et de se passer de l'enrichissement de l'uranium. Ce "recyclage" permettrait, avec les réacteurs nucléaires de 4ème génération, d'avoir assez de carburant pour des millions d'années. L'énergie nucléaire apparaît donc comme une solution extrêmement viable pour le futur, alors que les modalités de déploiement des énergies renouvelables restent problématiques.
Le développement de l'énergie nucléaire se ferait essentiellement dans des pays développés, déjà pourvus de l'arme nucléaire, et ne serait donc probablement pas un facteur de prolifération nucléaire.
Cette review insiste donc sur la nécessité de se débarasser des préjugés vis à vis de l'énergie nucléaire dans une optique de conservation de la biodiversité.

Cette review, même si elle promeut au final l'utilisation de l'énergie nucléaire, me paraît assez impartiale, et sa méthodologie satisfaisante.

L’exploitation minière d’uranium a été particulièrement forte au Portugal au 20^e siècle, répondant aux fortes demandes militaires et civiles d’uranium et la demande élevée de radium médical. Elle prend fin en 2001. Depuis, de multiples études sur les risques sanitaires et environnementaux ont été menées. Ces risques sont très élevés dans les anciennes installations de broyage et les mines où la lixiviation en tas (technique d'extraction) de minerai à faible teneur se faisait in situ.
Le complexe minier d’Urgeiriça, le plus grand du Portugal, et la mine d’uranium de Cunha Baixa sont au cœur des études écotoxicologiques, prioritaires dans les plans de remédiation. Dans ces mines, la lixiviation en tas utilisait l’acide sulfurique comme solvant. La résine extraite était acheminée à une centrale de traitement chimique pour en récupérer l’uranium. Le reste était stocké dans un barrage, la phase liquide transférée à un bassin de neutralisation de pH. L’eau était ensuite libérée dans les cours d’eau locaux rejoignant la rivière Mondego, une des principales au Portugal, tandis que la boue était stockée dans des bassins d’évaporation voire répandue dans la nature. A la fois dans les résidus miniers du complexe d’Urgeiriça et dans les sédiments du cours d’eau recevant les effluents ont été enregistrées des concentrations élevées de ²³⁸U. A la fin de l’exploitation, ce sont environ 80 000 m³ de résidus déversés près du puits principal de la mine, sur 1,5 ha.
La synthèse résume les observations de diverses études sur les organismes occupant les zones contaminées :

• Chez les puces d’eau du genre Daphnia exposées aux effluents : mortalité accrue et baisse de la reproduction.
• Chez les grenouilles vertes du site de Cunha Baixa : changements histopathologiques dans les reins, anomalies nucléaires dans les globules rouges, stress oxydatif dans les poumons, chez les têtards inhibition de la croissance et anomalies de la queue. Tout cela alors qu’on trouve des niveaux élevés de Be, Al, Mn, Fe et U dans le foie et de Pb et U dans les reins.
• Chez deux poissons de la rivière Mondego, en aval de l’affluence des cours d’eau recevant les eaux traitées : concentrations élevées en radioisotopes, les effets sur l’organisme ne sont pas évalués.
• Chez des plantes cultivées (maïs et laitue) : inhibition de la germination et de la croissance, alors qu’on observe une bioaccumulation importante de métaux.
• Chez une espèce de ver de terre : évitement des sols contaminés, dégradation de l’ADN et du système immunitaire, changements histopathologiques dans les tissus, inhibition de la reproduction, perte de masse corporelle, etc.
• Chez la souris des bois européenne : perte d’intégrité de l’ADN dans les cellules sanguines, régulation accrue du gène P53 suppresseur de tumeur.
• Chez l’humain : baisse d’intégrité de l’ADN chez les plus de 40 ans, sensibilité accrue aux infections et cancers chez les moins de 40 ans en raison d’une baisse du nombre de cellules immunitaires, haute fréquence d’anomalies chromosomiques, signes d’insuffisance rénale, de dérèglement thyroïdien et d’altération des fonctions reproductives. Ont été enregistrés des niveaux élevés de Mn et U dans le sang, de ²¹⁰Po dans les cheveux.

Plusieurs études ont également porté sur la diversité et les fonctions écosystémiques :

• Composition de la communauté microbienne du sol : dominance de bactéries gram-négatives (plus tolérantes aux conditions de stress), altération des communautés fongiques.
• Activité microbienne du sol : inhibition de l’activité enzymatique.
• Activité de la macrofaune du sol : inhibition de l’activité d’alimentation des invertébrés.
• Décomposition de la matière organique : altérée dans les sols les plus contaminés.

La recherche en écotoxicologie avant et durant les travaux de remédiation a permis d'identifier des critères d'évaluation pour estimer les effets de l'exposition aux métaux et déchets radioactifs sur les biotes.

Il s'agit d'une review exhaustive des travaux menés dans les principales mines d'uranium portugaises. Tous les résultats sont exposés et discutés, y compris lorsqu'ils ne suggèrent pas d'effet négatif sur les biotes. La majorité des résultats indique tout de même une dégradation des écosystèmes et des capacités des organismes (notamment reproductives).

Cette publication aborde un aspect rarement traité de la production nucléaire d'énergie : la pollution associée à l'extraction et le traitement de la matière première (c'est le cas aussi pour les énergies renouvelables). Il s'agirait de la principale source d'impact du nucléaire sur la biodiversité.
La connaissance précise des impacts sur l'environnement au cours des différentes étapes du processus de production de combustible nucléaire est importante à la fois pour restaurer les écosystèmes dans les anciens sites d'exploitation et pour diminuer ces impacts dans les exploitations futures.
Dans un contexte où la production nucléaire semble se présenter comme la solution énergétique la moins polluante, les auteurs soulignent des questions importantes : les ressources en uranium seront -elles suffisantes pour soutenir le besoin des centrales ? et l'extraction et le traitement de minerais à faible teneur ne vont-ils pas augmenter sensiblement les émissions de CO₂ ?

L'environnement étant naturellement radioactif, il s'agit de déterminer quel est le niveau maximal supportable. De nombreuses études ont démontré les effets des radiations sur les organismes, à des doses et sur des durées données. Les lésions sur l'ADN causées par la radiation sont d'intérêt car liées à une augmentation des risques de cancer. Dans la présente étude, les auteurs ont exposé des souris à une radiation continue environ 200 fois plus élevée que la limite autorisée par l'ICRP (Commission Internationale sur la Protection Radiologique). Les résultats ne suggèrent pas de changements significatifs dans le nombre de lésions ou de réponses aux lésions.

Les souris non-contrôles sont exposées soit :

• à une irradiation faible et continue : souris de 4 semaines exposées durant 5 semaines via un irradiateur ¹²⁵I avec un système permettant une irradiation uniforme, la dose totale est de 10,5 cGy (centiGray),
• à une irradiation brève aiguë : souris de 9 semaines exposées durant 1,4 minutes à 7,1 cGy/min, donc une dose totale de 10,5 cGy.

Les tests réalisés :

• analyse des lésions de bases (ADN provenant de la rate, prélevée sur les individus euthanasiés immédiatement après la fin de l'irradiation)
• analyse de l'expression génique (ADN complémentaire obtenu à partir des leucocytes prélevés avant le début et immédiatement après l'irradiation)
• évaluation du micronoyau (dans la moelle osseuse des fémurs et tibias prélevée sur les individus euthanasiés immédiatement après la fin de l'irradiation)
• recombinaison homologue (dans le tissu pancréatique prélevé immédiatement après la fin de l'irradiation continue et 3,5 semaines après l'irradiation aiguë)

Les auteurs estime que l'atome ¹²⁵I est un substitut valable à la radiation de fond et à la pollution radioactive. La dose moyenne délivrée sur les 5 semaines de l'expérience est considérée faible car 5 fois seulement supérieure à la radiation naturelle dans certains endroits, bien que 200 fois plus forte que la dose permise par l'ICRP sur 1 an.
Les résultats ne semblent pas identifier d'impact des radiations (continues ou aiguë) sur les différents paramètres génétiques évalués, exceptés :

• les micronoyaux sont plus nombreux chez les individus ayant subi l'irradiation aiguë
• l'expression génique est significativement plus élevée pour 1 gène sur les 5 gènes de réponse aux lésions d'ADN testés, après irradiation aiguë En conclusion l'irradiation continue à faible dose n'a pas d'impact sur les lésions de l'ADN, les cassures double brin, ou la réponse aux lésions.

voir les réponses consécutives de Beyea puis Yanch et Engelward
La réponse de J. Beyea (2012) s'oppose aux conclusions de l'étude sur la base de nombreux articles (principalement sur des sujets humains), et argue que les résultats sont mal interprétés et l'expérience de trop courte durée.
Dans une seconde réponse de 2 des auteurs (J. Yanch et B. Engelward, 2012), ceux-ci réfutent les méthodes de certaines études par Beyea notamment l'utilisation d'un modèle linéaire (de corrélation entre dose d'irradiation et cancer) qui ne serait pas approprié.

Cet article va à l'encontre des conclusions de la plupart des articles évaluant l'impact des radiations sur les organismes. La dose utilisée est cependant plus faible, alors que beaucoup d'expériences se concentrent sur les effets des radiations à dose élevée (le cas d'accidents nucléaires).

La demande de l’Energie nucléaire augmente (Aslf et Muneer, 2007) et est également l’une des raisons majeures qui contribuent au changement climatique. En principe, l’Energie nucléaire pollue moins et peut réduire le changement climatique (Davis et el 2010), néanmoins les accidents nucléaires tels que celui de Fukushima au Japon a démontré les effets désastreux en termes de sécurité. Il existe d’autres accidents comme celui de Tchernobyl, l’accident le plus sévère, et d’autres qui ont eu lieu en Argentine, Brésil, Canada, Tchécoslovaquie, France, Japon, Suisse, Royaume Uni (en outre, des incidents moins graves ont également eu lieu au Canada, Japon, en France, Allemagne, Hongrie, etc. (Sovacool 2010)). Malgré de nombreux accidents, le discours politique et les études sur les impacts environnementaux de ces accidents sont toujours minimisés.

Cet article propose des solutions pour mieux prendre en compte l’impact des accidents nucléaires sur la biodiversité et sur les services écosystémiques. Environ 521 publications scientifiques sur l’accident de Tchernobyl ont été étudiées afin de caractériser et quantifier les conséquences des accidents nucléaires sur la biodiversité. Jusqu’à aujourd’hui, les études sur le cas de Tchernobyl représentent la seule source de renseignements sur les impacts d’un accident nucléaire sur la biodiversité.

Ils ont constaté une mutation mortelle chez certaines plantes et quelques espèces animales. Il y a eu des changements morphologiques chez certaines plantes, zygoptères, diptères , et chez les souris . Les changements physiologiques se sont, quant à eux, traduits par une modification au niveau des taux de leucocytes , une réduction des taux de reproduction et de la structure génétique(poissons,grenouilles) , au niveau de l’abondance des espèces (insectes, araignées, petits mammifères) qui a diminué et enfin, sur leur système immunitaire qui s’est affaibli. La bioaccumulation via le réseau trophique peut impacter négativement plusieurs espèces, plus particulièrement celles qui se situent en haut du réseau. Il y a un impact sur les services écosystémiques tels que le service de régulation car les ressources ont été contaminées. Cependant, le dépeuplement humain a entrainé le retour de la végétation dont l’effet a été favorable sur la biodiversité et sur les services écosystémiques.

La bioaccumulation via le réseau trophique peut impacter négativement plusieurs espèces, plus particulièrement celles qui se situent en haut du réseau. Il y a un impact sur les services écosystémiques tels que le service de régulation car les ressources ont été contaminées. Cependant, le dépeuplement humain a entrainé le retour de la végétation dont l’effet a été favorable sur la biodiversité et sur les services écosystémiques.

L’impact sur la biodiversité et les services écosystémiques n’est jamais prioritaire face à la santé du public. Par ailleurs, la conservation ou la réhabilitation des écosystèmes ne sont pas perçues comme financièrement et techniquement faisables. Cela est notamment dû aux lacunes scientifiques qui existent sur le sujet de l’atténuation des incidences d’un accident nucléaire sur la biodiversité et les services écosystémiques. Il est aussi difficile d’étudier et de caractériser les nombreux effets hétérogènes en tenant compte des variables temporelles et spatiales.

Enfin, la biodiversité et les services écosystémiques doivent être étudiés pour leur valeur intrinsèque et leur effet indirect sur les êtres humains dans le présent et l’avenir. Cette étude a mis en lumière un discours pour la sécurité des accidents nucléaires : un focus sur la biodiversité et l’écosystème, une communication scientifique et transparente à long terme pour obtenir des données fiables, une simulation des différents scénarios sur l’écosystème à la suite d’un désastre nucléaire et un plan d’échantillonnage reproductible pour évaluer l’impact de la radioactivité sur le long terme.

Un grand nombre d'articles à été étudié et cet article a souligné les points forts et négatifs abordés dans les études publiées. De plus, une liste de solutions a été présentée à la fin.
Critiques:

• les études étaient seulement effectuées dans les zones au cœur de Tchernobyl et pas à l’extérieur, les études réalisées ne prennent pas en compte l'impact de la radiation (élevée ) chez les organismes situant dans une grande distance. En effet, le taux de radiation peut être plus élevé chez certains organismes situant loin que ceux résidant au coeur de la zone contaminée.
• les effets de la radiation demeurent mal compris mais importants,
• les résultats peuvent etre très variés et les études grandement biaisées vers certains groupes taxonomiques
• les incendies de Tchernobyl font déplacer du matériel radioactif vers les sites adjacents.

L'article a donné des exemples concrets sur les impacts postifs et négatifs des accidents nucléaires sur la biodiversité et les services écosystemiques, a expliqué les lacunes de ces études et puis a décrit les solutions pour réaliser les suivis plus exhaustifs. L'article a mentionné que les effets positifs de dépeuplement humain sur la biodiversité et sur les services écosystémiques. Il serait interéssant de développer cette idée et citer la conclusion d'un review réalisé par IRSN (Institut de radioprotection et de surété nucleaire, 2016) sur la faune à Fukushima. En se basant sur le modèle statistique de Garnier la place et al, qui a montré les effets de l'exposition à la radiation(dose absorbée) entre les zones evacuées et non évacuées à Fukushima , l'IRSN conclut que la dimunition du nombre total d'oiseaux a plus de poids que l'evacuation des populations humaines. L'effet de l'exposition à la radiation (dose absorbée) est similaire entre les zones evacuées et non evacuées.

Les auteurs résument deux avantages environnementaux de la production nucléaire. D'une part, c'est l'une des productions énergétiques produisant le moins de gaz à effet de serre : la chaîne complète de production nucléaire émet 30 g de dioxyde de carbone par kilowatt-heure, contre 950 g pour les centrales à charbon et 450 g pour les centrales à gaz. On estime que les centrales nucléaires évitent l'émission de 2,5 milliards de tonnes de CO2 par an. D'autre part, les quantités de gaz radioactives libérées sont infimes et très régulées par rapport aux émissions des centrales à énergie fossile, qui comptent du dioxyde de sulfure, des oxydes de nitrogène et plusieurs métaux lourds dont le mercure.
Dans une dernière partie touchant à l'impact environnemental, les auteurs abordent le problème des déchets nucléaires, qui s'élèvent à 12 000 tonnes par an. Dans le même temps, les émissions résultant des énergies fossiles s'élèvent à 8,5 milliards de tonnes de carbone par an.

Les données proviennent des rapports de l'IAEA (International Atomic Energy Agency) et du Global Carbon Project, deux agences internationales responsables du suivi respectivement de la production nucléaire et du budget carbone mondial. En ce qui concerne l'affirmation sur les quantités d'émissions de particules, il n'y a ni chiffres ni référence.
Par ailleurs la dangerosité des déchets nucléaires n'est pas traitée. L'impact environnemental de la production nucléaire est résumée aux émissions de gaz à effet de serre notamment carbone, les facteurs de pollution et de perturbation d'écosystèmes en particulier au moment de l'extraction de l'uranium et de l'enfouissement des déchets nucléaires ne sont absolument pas abordés.

Cette publication explique que la production nucléaire est l'une des productions les moins polluantes, principalement du fait des quantités de polluants qui sont bien moindres que dans les chaînes de production d'énergie fossile.
Le nucléaire a cependant des impacts sur l'environnement, que l'on détaillera via d'autres références.

Chaque étape de la production énergétique, depuis l'extraction du minerai contenant l'uranium jusqu'au traitement du combustible usagé, produit des déchets radioactifs, mais il s'agit surtout des résidus miniers lors de l'extraction : les roches sans ou contenant trop peu d'uranium. Par exemple la production de 900 megawatts d'électricité requiert 20 tonnes d'uranium soit l'extraction de 17 000 tonnes de minerai d'uranium. Le volume total de résidus miniers est estimé à 938 millions m³, réparti dans plus de 4000 mines autour du monde.
Cependant l'utilisation d'uranium recyclé du combustible usagé, de l'uranium de qualité militaire et des réserves civiles permet de diminuer la quantité à extraire chaque année (de moitié en 2003).
Il existe 3 procédés d'extraction : en surface, souterraine (mécaniques), ou par dissolution. L'extraction par dissolution (ISL en anglais pour "in situ leaching") ne laisse pas de résidus mais peut polluer les eaux souterraines. Les résidus miniers contiennent tous les radioisotopes de la chaîne de désintégration de l'uranium, notamment : le thorium ²³⁰Th (demi-vie : 77 000 ans), le radium ²²⁶Ra (demi-vie : 1 600 ans) et le radon ²²²Rn (demi-vie : 3,8 jours).

Les Etats-Unis constituent un cas d'étude car il s'agit du pays avec la régulation la plus stricte concernant la gestion des résidus miniers. Ces déchets sont stockés dans des décharges le plus souvent enterrées, qui doivent rester efficaces durant 1000 ans, au minimum 200 ans. Les régulations américaines ont les objectifs suivants : réduire les émanations de radon, éviter la dispersion des résidus par érosion de la structure, réduire la pollution par fuite, et évaluer les risques pour le public et pour l'environnement, en particulier les risques de pollution des eaux souterraines.

La défaillance des structures de confinement (érosion, fuite) constitue une part majeure de l'impact environnemental de la production nucléaire. Par exemple la rupture d'un barrage dans un complexe de stockage des résidus d'uranium à Church Rock, Nouveau Mexique, a causé le déversement de 370 000 m³ d'eau radioactive et 1000 tonnes de sédiment contaminé dans le Rio Puerco, sur 110 km.

La rupture du barrage retenant les résidus de la mine de pyrite d'Aznalcóllar, Espagne, constitue une catastrophe comparable au déversement accidentel de résidus d'uranium (de part la présence des mêmes éléments toxiques), et ses conséquences géochimiques et biologiques ont été bien documentées. L'événement, en 1998, a affecté 4286 hectares de rivières.

• Après 1 an, les niveaux d'arsenic, cadmium, plomb et zinc étaient toujours 7 à 55 fois les niveaux normaux dans les eaux contaminées. Les eaux de rivière échantillonnées 2,6 km en aval de la mine avaient un pH faible (4,4) et des concentrations en sulfate élevées (~1g/L) (Hudson-Edwards et al. 2003).
• La qualité de l'eau montre une amélioration à partir de 2002 (Olías et al. 2006).
• Les effets sur des organismes ont été évalués par Bonilla-Valverde et al. (2004) en utilisant l'espèce Mus spretus (la souris d'Afrique du Nord, naturellement présente dans toute l'Espagne), comme bioindicateur. La plupart des biomarqueurs, en particulier les enzymes antioxidantes, montrent une réponse plus importante, attribuée aux effets pro-oxidants des métaux déversés et suggérant la pollution progressive des écosystèmes de la région.
• Les concentrations de métaux lourds dans les tubercules de Scirpus maritimus (plante dont se nourrissent les oies dans la région) sont plus élevées que pour les spécimens provenant de zones non polluées (Madejón et al. (2006).

L'auteur présente plusieurs cas de contamination accidentelle, en citant les publications de suivi des écosystèmes concernés (en fait principalement des suivis de qualité de l'eau ou des sols, seules 3 études citées ont mesuré l'impact sur des organismes). De plus le principal événement documenté concerne la pollution par une mine de pyrite et non d'uranium (même si l'auteur affirme que les situations sont comparables).

La production d'électricité est l'une des causes majeures des émissions de gaz carbonés, étant la cause de 50% de leurs augmentations entre 1980 et 2000. La part de l'énergie nucléaire dans la production d'électricité a augmenté entre 1975 et 2000, permettant du même coup de réduire la part du pétrole, faisant passer celle-ci de 25 % à 10 %. Plusieurs facteurs mènent à penser que l'énergie nucléaire constitue une meilleure alternative que les énergies fossiles si l'on veut diminuer les impacts environnementaux et sanitaires de la production d'électricité.
Tout d'abord, le carburant nucléaire est largement plus dense énergétiquement que le carburant fossile, pouvant fournir de l'ordre de 10 000 fois plus d'énergie à volume équivalent. Ainsi, la quantité absolue de déchets produits par une centrale nucléaire moyenne en un an est de l'ordre de 30 tonnes, alors que celle produite par une centrale à pétrole est de 300 000 tonnes.
Même les rejets de CO₂ dus au minage et transport des combustibles sont plus faibles avec l'énergie nucléaire ( de l'ordre de 10 à 70 g/kW), qu'avec les différentes énergies fossiles ( de l'ordre de 500 à 1200 g/kW). En tout, pour une quantité d'énergie produite égale, l'énergie nucléaire ne rejette que 3% du volume de CO₂ rejeté par les énergies à base de charbon. Toutefois, il faut noter que le minage de carburant nucléaire produit plus de déchets nocifs pour l'environnement que l'extraction de carburant fossile.
En matière de risques de catastrophes humaines et environnementales, même si la catastrophe de Tchernobyl a marqué les esprits (on est en 2000 au moment de cette review donc il n y a pas encore eu Fukushima), il faut noter que de nombreuses catastrophes dues à des ruptures de barrage, ou à des explosions de gaz naturel/pétrole ont eu un bilan humain plus lourd (200 morts/gravement malades directement liés à l'incident de Tchernobyl contre 15 000 morts liés à la rupture d'un barrage en Inde en 1979). Les marées noires ont également un coût environnemental égal voire supérieur à celui de l'accident de Tchernobyl.
La production nucléaire est également bien plus dense que les énergies renouvelables en terme de surface dédiée à la production d'énergie. Quand on étudie les coûts indirects de consommation d'énergie fossile liés à la construction et à l'entretien des sites de production d'énergie, on observe également que les sites de production nucléaire (et fossiles) ont un coût moindre que la plupart des sites de production d'énergies renouvelables.
Pour conclure, l'énergie nucléaire permet des émissions de CO₂ nettement moindres que celles dues aux énergies fossiles, et de manière générale une diminution de la production de déchets. De plus il faut compter avec le fait que technologie de production d'énergie nucléaire est également en amélioration constante, là où les améliorations du traitement de l'énergie fossile ne paraissent pas aussi prometteuses.

Les auteurs proviennent d'un institut égyptien sur l'énergie nucléaire, dont je ne connais pas vraiment les interêts et le caractère neutre ou pas. Les informations paraissent assez rigoureuses même si j'ai peut-être l'impression que les conséquences de Tchernobyl sont un peu minimisées ou passées sous silence.

Cette review compare non seulement les effets directs mais aussi les effets indirects (coûts de construction, minage, etc...) des énergies fossiles et nucléaires, présentant ici un clair avantage de la production nucléaire d'électricité en matière de production de déchets. En revanche, en matière de risques de catastrophe, je n'ai pas forcément trouvé cette review convaincante sur le fait que l'énergie nucléaire soit égale aux autres. Elle est certes un peu datée et mériterait d'être refaite à notre époque, notamment à l'aune de l'accident de Fukushima.