Retombées radioactives : ce que c'est et combien de temps elles durent

Le 1er mars 1954, l'équipage d'un thonier japonais, le Daigo Fukuryū Maru, vit une lueur monter à l'ouest et entendit un grondement quelques minutes plus tard. Environ deux heures après, une fine cendre blanche se mit à tomber sur le pont. Personne à bord ne savait qu'elle venait de Castle Bravo, un essai américain de 15 mégatonnes sur l'atoll de Bikini, à quelque 140 kilomètres de là. En quelques jours, les 23 pêcheurs souffraient de brûlures et de nausées, et l'opérateur radio du bateau mourut en septembre. Sur l'atoll habité de Rongelap, la même cendre tomba dans l'eau potable et dans les cheveux des enfants ; ses habitants ne furent évacués que deux jours plus tard.

Cette cendre, ce sont les retombées radioactives : de la poussière et des débris ordinaires rendus radioactifs par l'explosion et ramenés au sol par le vent.

Carte des retombées de Castle Bravo sur les îles Marshall
La répartition des retombées de Castle Bravo, tracée d'après les mesures de 1954. Le panache s'étendait sur plus de 500 km sous le vent. Image: US Department of Energy

D'où viennent les retombées

Une explosion nucléaire laisse derrière elle des produits de fission, des centaines d'atomes radioactifs différents, avec des traces de combustible non consommé. Seuls, ils monteraient avec le nuage chaud et se disperseraient autour de la planète en quantités infimes. Le danger apparaît quand la boule de feu touche le sol. Elle aspire alors des milliers de tonnes de terre, de roche et de gravats, en fait fondre une partie, et les atomes radioactifs s'accrochent aux particules. Les grains de la taille du sable retombent en une heure ou deux près de l'explosion. La poussière plus fine parcourt des dizaines ou des centaines de kilomètres avec le vent avant de se déposer.

Une explosion aérienne dont la boule de feu ne touche jamais le sol ne laisse presque pas de retombées locales. C'est pourquoi Hiroshima et Nagasaki, deux explosions aériennes, ont tué surtout par le souffle et la chaleur, alors qu'une explosion au sol sur la même ville aurait laissé une longue traînée contaminée. Dans le simulateur, on peut passer à une explosion au sol et activer le panache de retombées pour voir la différence.

Panache de retombées simulé pour une explosion au sol
Explosion simulée de 300 kilotonnes au sol avec un vent de 24 km/h. Les courbes indiquent le débit de dose une heure après l'explosion. Carte: NukeSimulator, © OpenStreetMap contributors

La règle des 7:10

Les retombées sont redoutables au début et faiblissent vite, parce que les produits de fission les plus radioactifs sont aussi ceux qui vivent le moins longtemps. La protection civile utilise une règle simple : chaque fois que le temps écoulé depuis l'explosion est multiplié par sept, le débit de dose est divisé par dix.

  • 1 heure après l'explosion : 100 % (niveau de référence)
  • 7 heures : 10 %
  • 49 heures, environ deux jours : 1 %
  • 2 semaines : 0,1 %

La leçon pratique est simple et bien établie. Ce sont les premières heures qui comptent le plus. Quelqu'un qui reste bien abrité le premier jour échappe à l'essentiel de la dose qu'il aurait reçue dehors pendant les semaines suivantes.

Décroissance du débit de dose des retombées dans le temps
Débit de dose des retombées fraîches sur deux semaines, selon la règle des 7:10. L'essentiel du danger disparaît en deux jours.

Ce que vaut un abri

Le rayonnement des retombées déposées sur les toits et au sol est surtout gamma, et il s'affaiblit en traversant de la matière : terre, béton, brique, distance. On classe un abri par son facteur de protection, le nombre par lequel il divise la dose. Une voiture n'apporte presque rien. La cave d'une maison en briques divise la dose par dix environ. Le cœur d'un grand bâtiment en béton ou un parking souterrain peuvent la diviser par quelques centaines.

Facteurs de protection de lieux courants contre les retombées
Facteurs de protection approximatifs contre le rayonnement des retombées, d'après les consignes fédérales américaines. Plus c'est élevé, mieux c'est.

Dans n'importe quel bâtiment, le meilleur endroit est le plus loin possible du toit et des murs extérieurs, et sous terre s'il y a un sous-sol. Les retombées se déposent sur les surfaces, si bien que le milieu d'un grand immeuble met beaucoup de murs et de planchers entre vous et elles.

Radiamètre de la défense civile de 1962
Un radiamètre de la défense civile de 1962. On en a fabriqué des millions pendant la guerre froide pour mesurer les retombées dans les abris. Photo: Steve Jurvetson, CC BY 2.0

Ce qui reste

Quelques produits de fission survivent aux premières semaines et causent l'essentiel des dommages à long terme. L'iode 131, de demi-vie huit jours, se fixe sur la thyroïde, en général par le lait. Le strontium 90 et le césium 137, de demi-vies d'environ 29 et 30 ans, se comportent comme le calcium et le potassium dans le corps et dans les chaînes alimentaires. À la fin des années 1950, une enquête à Saint-Louis a recueilli des centaines de milliers de dents de lait d'enfants et y a trouvé du strontium 90 issu des essais atmosphériques. Ces résultats ont contribué à amener les États-Unis, l'Union soviétique et le Royaume-Uni à signer en 1963 le traité qui a fait passer les essais nucléaires sous terre, comme le raconte l'histoire des essais nucléaires.

Pour savoir quoi faire si des retombées sont attendues, voir comment survivre à une attaque nucléaire.