Rapport sur les Impacts Environnementaux des Pollutions Issues des Centrales Nucléaires Françaises sur les Milieux Environnementaux en France

Rapport Approfondi sur les Impacts Environnementaux des Pollutions Issues des Centrales Nucléaires Françaises sur les Milieux Naturels en France

Introduction

Le parc nucléaire français, pilier de la production électrique nationale, entretient des interactions inhérentes et complexes avec les écosystèmes environnants.1 Si cette filière contribue significativement à une production d'électricité bas-carbone, ses activités génèrent néanmoins divers types d'effluents – thermiques, chimiques et radioactifs – susceptibles d'altérer la qualité physico-chimique et biologique des milieux aquatiques et terrestres. Les centrales nucléaires de production d'électricité (CNPE) d'EDF, comme toute installation industrielle, sont soumises à une réglementation stricte visant à prévenir les pollutions et à améliorer continuellement leur performance environnementale, souvent dans le cadre de systèmes de management certifiés ISO 14001.2

Le présent rapport a pour objectif de fournir une analyse exhaustive et amplifiée de ces impacts environnementaux. Il s'appuie sur une synthèse critique des données récentes issues des rapports environnementaux annuels publiés par l'exploitant EDF (concernant notamment les CNPE de Cruas-Meysse pour 2022 2, Flamanville pour 2023 2, Tricastin pour 2022 2, et Gravelines pour 2023 2), des études radioécologiques détaillées menées par l'Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) 2, des investigations et mesures réalisées par des organismes de surveillance indépendants tels que l'Association pour le Contrôle de la Radioactivité dans l'Ouest (ACRO) 3 et la Commission de Recherche et d'Information Indépendantes sur la Radioactivité (CRIIRAD) 8, des évaluations et cadres réglementaires de l'Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN) 14, ainsi que des audits nationaux comme ceux de la Cour des Comptes.25 Ce travail vise à consolider les connaissances actuelles, à identifier les éventuelles lacunes dans la compréhension ou la gestion des impacts, et à proposer des pistes d'amélioration pour la surveillance et la maîtrise environnementale du parc nucléaire français.

Une analyse transversale de ces diverses sources d'information, malgré des méthodologies et des mandats parfois distincts, révèle une convergence notable sur la reconnaissance des types de rejets (thermiques, chimiques, radioactifs) et sur la nécessité impérieuse d'une surveillance environnementale continue. Les divergences se manifestent plus fréquemment au niveau de l'interprétation de l'ampleur des impacts – notamment en ce qui concerne les effets des faibles doses de rayonnements ionisants ou la bioaccumulation et la toxicité de certaines formes spécifiques de radionucléides comme le tritium organiquement lié (TOL) – ainsi que sur la robustesse et la complétude des systèmes de surveillance et de contrôle mis en œuvre. Cette dualité, entre un consensus sur la nature des rejets et des divergences sur l'évaluation fine des risques associés, souligne la complexité inhérente à l'appréciation des impacts environnementaux de l'industrie nucléaire. Elle met en lumière la nécessité d'un dialogue scientifique et sociétal transparent, fondé sur une pluralité de données et d'expertises, afin de parvenir à une gestion des risques environnementaux qui soit à la fois crédible, acceptée et adaptative.

Le contexte actuel est également marqué par deux dynamiques majeures qui influencent les enjeux environnementaux : le vieillissement d'une part significative du parc nucléaire français, impliquant des opérations de maintenance lourde et des programmes de prolongation de la durée de vie (grand carénage), et d'autre part, la construction et la mise en service de nouveaux réacteurs de type EPR (European Pressurized Reactor), comme celui de Flamanville, ainsi que la planification de futurs réacteurs EPR2.4 Le vieillissement des installations existantes peut potentiellement entraîner une augmentation des risques de fuites, une modification des performances des systèmes de traitement des effluents ou une évolution des profils de rejets, nécessitant une vigilance accrue et des stratégies de maintenance et de modernisation ciblées. Simultanément, les nouveaux réacteurs, bien que conçus selon des standards de sûreté et avec des systèmes de traitement des effluents a priori plus performants, introduiront leurs propres spectres de rejets et d'interactions avec l'environnement qui devront être scrupuleusement évalués et surveillés dès leur mise en service. Ces évolutions du parc nucléaire imposent une anticipation des problématiques environnementales spécifiques et une adaptation continue des stratégies de gestion et des cadres réglementaires pour assurer une protection durable des écosystèmes.

Section 1: Nature et Sources des Pollutions Issues des Centrales Nucléaires Françaises

Les centrales nucléaires françaises, dans leur processus normal de production d'électricité, génèrent différents types de pollutions qui sont rejetées, de manière contrôlée, dans l'environnement. Ces pollutions sont principalement de nature thermique, chimique et radioactive. Une catégorie additionnelle concerne les substances radioactives naturelles potentiellement concentrées par les activités industrielles (NORM/TENORM).

• 1.1. Pollution Thermique
  
• Mécanismes et Sources : La fission nucléaire au cœur des réacteurs dégage une quantité considérable de chaleur. Conformément aux lois de la thermodynamique, seule une partie de cette énergie thermique (environ 33% pour les réacteurs à eau pressurisée français) est convertie en électricité.9 Les deux tiers restants constituent une chaleur résiduelle qui doit être évacuée pour assurer le bon fonctionnement et la sûreté des installations. Cette évacuation de chaleur est la source de la pollution thermique.1 Deux principaux types de systèmes de refroidissement sont utilisés :
  
• Circuits ouverts : Ces systèmes prélèvent directement de grands volumes d'eau dans un fleuve (comme le Rhône pour les centrales de Tricastin 2, Bugey en partie, et Saint-Alban 27, ou la Loire pour certaines centrales) ou en mer (comme pour les centrales de Gravelines 2 et Flamanville 2). L'eau circule dans les condenseurs où elle récupère la chaleur du circuit secondaire, puis est rejetée directement dans le milieu aquatique, à une température plus élevée.1
  
• Circuits fermés (ou semi-fermés) : Ces systèmes utilisent des tours aéroréfrigérantes. L'eau chaude du circuit de refroidissement secondaire (ou tertiaire) est mise en contact avec un flux d'air ascendant à l'intérieur de la tour. Une partie de l'eau s'évapore, transférant la chaleur latente de vaporisation à l'atmosphère (formant les panaches blancs visibles), tandis que l'eau restante, refroidie, est recyclée vers les condenseurs. Ce système réduit considérablement l'échauffement direct du cours d'eau mais entraîne une consommation d'eau plus importante par évaporation.2 Les centrales de Cruas-Meysse sur le Rhône 2 et plusieurs centrales sur la Loire, comme Belleville 28, fonctionnent avec ce type de circuit.
  
• Données quantitatives d'échauffement : L'augmentation de température de l'eau (ΔT) entre l'entrée et la sortie des condenseurs, ou l'échauffement du milieu récepteur après mélange, est un paramètre clé. Par exemple, à la centrale de Gravelines (circuit ouvert marin), le ΔT annuel moyen en 2023 était de 6.7±2.0∘C, avec un maximum observé de 10.2∘C en avril 2023.2 Pour la centrale du Tricastin (circuit ouvert sur le canal de Donzère-Mondragon), le ΔT journalier moyen maximal calculé en 2022 était de 4.03∘C.2 Les autorisations de rejet fixent des limites pour la température maximale du milieu récepteur et pour l'échauffement maximal autorisé, limites qui peuvent devenir contraignantes en période de forte chaleur et de bas débit des cours d'eau.2
  
• Facteurs influençant les panaches thermiques : L'étendue et l'intensité des panaches thermiques dépendent de multiples facteurs, incluant le débit et la température initiale du cours d'eau ou de la mer, les conditions météorologiques (vent, température de l'air, humidité), la puissance de fonctionnement du réacteur et le design spécifique du système de rejet.1 La pollution thermique issue des centrales nucléaires représente un "double impact" dans le contexte du changement climatique. D'une part, bien que les centrales nucléaires soient promues comme une source d'énergie bas-carbone contribuant à la lutte contre l'augmentation des gaz à effet de serre, leurs rejets thermiques massifs 1 provoquent un réchauffement localisé direct des écosystèmes aquatiques. D'autre part, le changement climatique lui-même, par l'augmentation des températures ambiantes de l'eau et la réduction des débits des fleuves en période d'étiage, exacerbe la problématique des rejets thermiques. Cela rend le respect des limites réglementaires plus ardu et accroît le stress thermique sur les milieux aquatiques déjà fragilisés.25 Il se crée ainsi une boucle de rétroaction négative : le nucléaire, en cherchant à atténuer une des causes du réchauffement global, contribue localement à l'un de ses symptômes (le réchauffement des eaux) et voit son propre fonctionnement contraint par ce même phénomène global. Il existe une disparité notable des contraintes thermiques entre les différents sites nucléaires français. Les centrales utilisant un circuit de refroidissement ouvert et situées en bord de fleuves au débit naturellement variable, comme celles sur le Rhône et la Loire, sont particulièrement sensibles aux impacts du changement climatique, tels que les canicules prolongées et les étiages sévères. En revanche, les centrales côtières, comme Gravelines ou Flamanville, qui prélèvent l'eau de mer pour leur refroidissement, disposent d'une source froide dont le volume est quasi illimité et la température généralement plus stable, bien que subissant aussi une élévation tendancielle.2 Cette différence de situation géographique et de mode de refroidissement implique des vulnérabilités et des stratégies d'adaptation différenciées face au changement climatique à l'échelle du parc nucléaire, un point souligné par la Cour des Comptes dans son rapport sur l'adaptation du parc au changement climatique.25
  
• 1.2. Pollution Chimique
  
• Inventaire des substances et origines : Une variété de substances chimiques est utilisée et rejetée par les centrales nucléaires. Celles-ci proviennent :
  
• Du conditionnement des circuits : L'acide borique est utilisé pour le contrôle de la réactivité neutronique dans le circuit primaire. L'hydrazine (N2​H4​) est employée comme agent réducteur pour éliminer l'oxygène dissous et prévenir la corrosion, notamment lors des phases de démarrage ou dans le circuit secondaire. L'éthanolamine (C2​H7​NO) et, par le passé, la morpholine (C4​H9​NO) sont utilisées pour ajuster le pH du circuit secondaire et limiter la corrosion.1
  
• Du traitement de l'eau et de la maintenance : Les sulfates et les chlorures sont issus de la production d'eau déminéralisée (régénération des résines échangeuses d'ions). Des détergents sont utilisés pour le nettoyage des locaux et du linge, y compris en zone contrôlée.1
  
• De la corrosion des matériaux : Des métaux tels que le cuivre et le zinc (provenant notamment de l'usure des tubes en laiton des condenseurs dans certaines centrales plus anciennes), le fer, le manganèse, le nickel, le chrome, l'aluminium et le plomb peuvent être relargués dans les effluents.2
  
• Des biocides et de leurs sous-produits : Pour lutter contre le développement de micro-organismes (biofouling) dans les circuits de refroidissement, notamment ceux utilisant l'eau de mer, du chlore est souvent produit in situ par électrolyse (électrochloration), comme à Gravelines.2 La monochloramine a été ou est utilisée sur d'autres sites comme Cruas-Meysse.2 La chloration de l'eau de mer peut engendrer des sous-produits organohalogénés tels que le bromoforme.2 Les halogènes organiques adsorbables (AOX) sont également des sous-produits de la chloration.
  
• Données quantitatives de rejets : Les rapports annuels des exploitants fournissent des bilans des rejets chimiques. À titre d'exemple, le rapport initial mentionne environ 6000 tonnes de substances chimiques rejetées dans la Loire et la Vienne en 2020. Le tableau ci-dessous synthétise les rejets annuels de quelques substances clés pour quatre centrales en 2022 ou 2023.Tableau 1.1: Principaux Polluants Chimiques Non Radioactifs Rejetés par les Centrales Nucléaires Françaises (Exemples de Cruas-Meysse 2022, Flamanville 2023, Tricastin 2022, Gravelines 2023).
  

*N/A : Donnée non disponible ou non applicable dans les extraits fournis pour cette substance et cette centrale. (1) Flux mensuel maximal (Cruas) ou flux 24h maximal calculé (Tricastin). (2) Partie de l'azote total. (3) Inclut le cuivre issu de la destruction de l'hydrazine.* *Sources :.[2, 2, 2, 2]*La liste des substances chimiques rejetées par les centrales nucléaires est longue et diversifiée, incluant des composés aux propriétés écotoxicologiques variées.[29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36] Le suivi rigoureux de chaque substance individuelle est déjà complexe, mais l'évaluation de leurs effets combinés, souvent désignés par le terme "effet cocktail", sur les écosystèmes aquatiques représente un défi analytique et toxicologique encore plus considérable. Le rapport initial suggère que la surveillance des polluants chimiques pourrait être moins systématique ou moins intégrée dans les bilans environnementaux que celle des radionucléides, ce qui pourrait potentiellement conduire à une sous-estimation des impacts chimiques réels sur les milieux.L'utilisation de biocides, tels que le chlore (souvent produit par électrochloration in situ dans les centrales côtières) ou la monochloramine, est une pratique courante et nécessaire pour prévenir l'encrassement biologique (biofouling) des circuits de refroidissement et maintenir ainsi leur efficacité opérationnelle.[2, 2] Cependant, ces substances désinfectantes sont, par nature, toxiques pour les organismes aquatiques, et leurs réactions avec la matière organique présente dans l'eau peuvent engendrer des sous-produits de désinfection (SPD) potentiellement persistants et toxiques, tels que les halogènes organiques adsorbables (AOX) ou, en milieu marin, le bromoforme.[2, 29, 30] Cette situation illustre un compromis permanent entre les impératifs de fonctionnement des centrales et l'objectif de protection de l'environnement. Elle souligne la nécessité d'une optimisation continue des stratégies de traitement biocide, incluant le dosage précis et intermittent, ainsi que la recherche et le développement d'alternatives moins impactantes pour les écosystèmes, une recommandation d'ailleurs formulée par la Cour des Comptes.[25]

• 1.3. Pollution Radioactive
  
• Origines et types de radionucléides : Les rejets radioactifs des centrales proviennent principalement de deux sources :
  
• Produits de fission : Créés au sein du combustible nucléaire par la fission des atomes d'uranium et de plutonium. Bien que confinés en grande majorité dans les gaines de combustible, une infime fraction peut migrer vers le circuit primaire et se retrouver dans les effluents. Parmi eux figurent le strontium-90 (⁹⁰Sr), le césium-137 (¹³⁷Cs), l'iode-131 (¹³¹I), l'iode-129 (¹²⁹I), le technétium-99 (⁹⁹Tc) et des gaz rares comme le krypton-85 (⁸⁵Kr).1
  
• Produits d'activation : Résultant de l'interaction des neutrons issus de la fission avec les matériaux des structures du réacteur (aciers, etc.), le fluide caloporteur (eau) et les substances chimiques qui y sont dissoutes (bore, lithium, impuretés). Les principaux produits d'activation sont le tritium (³H, issu notamment de l'activation du bore et du lithium), le carbone-14 (¹⁴C, issu de l'activation de l'oxygène et de l'azote présents dans l'eau), le cobalt-60 (⁶⁰Co), le manganèse-54 (⁵⁴Mn), le zinc-65 (⁶⁵Zn), l'argent-110m (¹¹⁰mAg) et le nickel-63 (⁶³Ni).1
  
• Actinides : Des isotopes d'éléments lourds tels que l'uranium (U), le plutonium (Pu), l'américium-241 (²⁴¹Am) et le neptunium-237 (²³⁷Np) peuvent également être présents en très faibles quantités dans les effluents, issus principalement de la manipulation du combustible ou de micro-fuites.
  
• Données quantitatives de rejets annuels : Les tableaux ci-dessous présentent les rejets radioactifs liquides et gazeux pour quatre centrales en 2022 ou 2023.Tableau 1.2: Principaux Radionucléides Rejetés par les Centrales Nucléaires Françaises (Exemples de Cruas-Meysse 2022, Flamanville 2023, Tricastin 2022, Gravelines 2023) - Rejets Liquides (en Becquerels).
  

*(1) Incluant ⁶³Ni pour Tricastin. (2) Dont ⁶³Ni : <span class="math-inline">2\.14 \\times 10^8</span> Bq (0.213868 GBq) pour Gravelines.* *Sources :.[2, 2, 2, 2]* **Tableau 1.3: Principaux Radionucléides Rejetés par les Centrales Nucléaires Françaises (Exemples de Cruas-Meysse 2022, Flamanville 2023, Tricastin 2022, Gravelines 2023) - Rejets Gazeux (en Becquerels).**

*(3) Somme des rejets des tranches en fonctionnement et des rejets spécifiques du Bâtiment d'Entreposage de Générateurs de Vapeur (BEGV) pour Cruas-Meysse.* *Sources :.[2, 2, 2, 2]** **Traitement des effluents :** Avant leur rejet contrôlé dans l'environnement, les effluents radioactifs liquides et gazeux sont systématiquement collectés et subissent divers traitements visant à réduire leur activité. Ces traitements peuvent inclure la filtration (y compris à Très Haute Efficacité - THE - pour les gaz), la déminéralisation par résines échangeuses d'ions, l'évaporation (pour concentrer la radioactivité dans un faible volume et rejeter de l'eau distillée épurée), et l'entreposage pour permettre la décroissance radioactive naturelle des isotopes à vie courte.[1, 2, 2, 2, 2]L'analyse des données de rejets des quatre CNPE étudiés [2, 2, 2, 2] met systématiquement en évidence que le tritium (³H) et le carbone 14 (¹⁴C) constituent, en termes d'activité totale rejetée, les contributions prépondérantes, que ce soit pour les effluents liquides ou gazeux. Cette prédominance s'explique par leur nature même : le tritium est un isotope de l'hydrogène et le carbone 14 un isotope du carbone. En conséquence, ils s'intègrent facilement aux molécules d'eau (pour le tritium, formant de l'eau tritiée HTO) et aux composés carbonés (pour le carbone 14, notamment sous forme de <span class="math-inline">CO\_2</span> ou de méthane tritié). Leur élimination par les systèmes de traitement d'effluents conventionnels (filtration, précipitation chimique) est donc particulièrement ardue. Cette facilité de dispersion dans l'environnement et leur capacité à s'incorporer dans les cycles biogéochimiques et la matière organique vivante (notamment sous forme de tritium organiquement lié - TOL) expliquent les préoccupations scientifiques et sociétales persistantes concernant leurs impacts à long terme, même à faibles concentrations.[1, 12, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43]Bien que les quantités totales d'activité rejetées pour la catégorie "Autres produits de fission et d'activation" (Autres PF/PA) soient généralement inférieures à celles du tritium ou du carbone 14, cette catégorie agrégée masque une complexité sous-jacente importante. Elle regroupe en effet une multitude de radionucléides distincts, tels que le cobalt-60, le césium-137, le strontium-90, l'argent-110m, etc., chacun possédant des propriétés physico-chimiques, une mobilité environnementale, une radiotoxicité et des modes de transfert biologique qui lui sont propres.[2, 2, 2, 2] L'impact environnemental de ce "cocktail" de radionucléides, même si les activités individuelles sont faibles, est complexe à évaluer en raison des possibles effets synergiques ou additifs et des différences de comportement dans les écosystèmes. Une surveillance environnementale qui se contenterait d'un suivi global de cette catégorie, sans une analyse isotopique détaillée et régulière, risquerait de sous-estimer certains risques spécifiques liés à des radionucléides particuliers, plus persistants ou plus fortement bioaccumulables.

• 1.4. Pollutions par les Substances Radioactives Naturelles (NORM/TENORM)
  
• Définition et Origines : Les termes NORM (Naturally Occurring Radioactive Materials) et TENORM (Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Materials) désignent respectivement les matériaux contenant des radionucléides d'origine naturelle (principalement les éléments des chaînes de désintégration de l'uranium et du thorium, ainsi que le potassium-40) et ces mêmes matériaux dont la concentration en radionucléides naturels ou le potentiel d'exposition ont été augmentés par des activités humaines. Ces activités peuvent inclure l'extraction minière (notamment d'uranium), la combustion de charbon, la production de pétrole et de gaz, ou d'autres procédés industriels qui concentrent ces radionucléides dans les produits, sous-produits ou déchets. Le fonctionnement des centrales nucléaires elles-mêmes pourrait potentiellement conduire à une concentration de radionucléides naturels présents dans l'eau de refroidissement ou les matériaux de construction.8
  
• Héritage des anciens sites miniers d'uranium en France : Entre 1946 et 2001, plus de 200 sites d'extraction et de traitement de minerai d'uranium ont été exploités en France. Ces activités ont laissé un héritage conséquent sous forme d'environ 200 millions de tonnes de stériles miniers (roches excavées à faible teneur en uranium) et plus de 50 millions de tonnes de résidus de traitement chimique du minerai. Ces déchets contiennent de l'uranium 238, de l'uranium 235 et l'ensemble de leurs descendants radioactifs à longue période de vie, tels que le thorium-230, le radium-226 (précurseur du radon-222, un gaz radioactif), le plomb-210 et le polonium-210.8 L'activité massique des stériles miniers peut atteindre plusieurs milliers à dizaines de milliers de Becquerels par kilogramme (Bq/kg), les classant généralement comme déchets de Très Faible Activité (TFA). Les résidus de traitement, plus concentrés, peuvent présenter des activités de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de milliers de Bq/kg, correspondant à des déchets TFA ou de Faible Activité (FA). Ces déchets posent des risques radiologiques et écotoxicologiques à très long terme en raison de la persistance des radionucléides et de la toxicité de certains descendants. Leur mode de stockage historique, souvent en surface et sans confinement optimal, soulève des préoccupations quant à la dispersion des contaminants dans les sols, les eaux de surface et les eaux souterraines, ainsi qu'à l'émanation de radon.8
  
• NORM/TENORM et centrales nucléaires actuelles : Si le rapport initial mentionne la possibilité de concentration de NORM par les activités des centrales, les rapports annuels des CNPE consultés 2 se focalisent quasi exclusivement sur la surveillance et les rejets des radionucléides d'origine artificielle. La question spécifique des TENORM générés par le fonctionnement même des réacteurs (par exemple, par concentration de radionucléides naturels présents dans l'eau brute prélevée pour le refroidissement ou dans les matériaux constitutifs des circuits) et leur présence dans les effluents ou les déchets solides est peu documentée dans les extraits disponibles. La surveillance environnementale autour des sites inclut certes la mesure de radionucléides naturels comme le potassium-40 et parfois l'uranium ou le thorium dans le cadre des suivis radioécologiques 2, mais l'objectif est souvent d'établir un bruit de fond pour mieux distinguer les apports artificiels.
  
• Gestion des déchets NORM/TENORM : La problématique des déchets contenant une radioactivité naturelle renforcée est reconnue et abordée dans le cadre du Plan National de Gestion des Matières et Déchets Radioactifs (PNGMDR). Ce plan envisage des filières de gestion spécifiques pour certains types de déchets NORM/TENORM, comme les déchets uranifères issus de l'industrie du cycle du combustible ou les déchets radifères, avec des options de regroupement dans des centres de stockage adaptés.44 Les anciennes exploitations minières d'uranium en France constituent une source diffuse et particulièrement persistante de contamination radioactive naturelle renforcée.8 Contrairement aux rejets ponctuels et contrôlés des centrales en fonctionnement, cet héritage minier se traduit par une dissémination à long terme de radionucléides naturels (uranium, radium, radon, plomb-210, polonium-210) dans l'environnement. Les volumes considérables de stériles et de résidus, souvent entreposés dans des conditions qui ne garantissent pas un confinement optimal sur des échelles de temps géologiques, continuent de libérer ces contaminants. Ceux-ci peuvent alors migrer vers les sols, les sédiments des cours d'eau, les eaux de surface et les nappes phréatiques, et contribuer à une exposition chronique des écosystèmes et des populations locales, notamment via l'inhalation de radon. Cette problématique spécifique des NORM/TENORM issus de l'amont du cycle du combustible nucléaire représente un enjeu environnemental et sanitaire majeur, qui s'ajoute et interagit parfois avec les impacts des centrales nucléaires en activité. Si la contamination par les NORM issus de cet héritage minier est relativement bien documentée, notamment grâce aux travaux d'investigation de la CRIIRAD 8, les informations concernant la manière dont les centrales nucléaires actuellement en fonctionnement pourraient elles-mêmes concentrer technologiquement les radionucléides naturels (TENORM) – par exemple ceux présents dans les importants volumes d'eau de refroidissement prélevés ou dans les matériaux utilisés pour la construction et la maintenance des installations – et les relâcher dans leurs effluents ou les gérer sous forme de déchets, sont nettement moins explicites dans les documents consultés. Les rapports d'exploitation et de surveillance environnementale des CNPE se concentrent très majoritairement sur le suivi des radionucléides d'origine artificielle. Une évaluation plus approfondie serait donc nécessaire pour déterminer si, et dans quelle mesure, les opérations courantes des centrales nucléaires conduisent à une augmentation significative des concentrations de radionucléides naturels dans leurs rejets liquides ou gazeux, ou dans leurs déchets solides, au-delà des niveaux de bruit de fond naturellement présents dans les eaux et les matériaux entrants.
  

Section 2: Impacts Environnementaux sur les Milieux Aquatiques

Les rejets des centrales nucléaires dans les milieux aquatiques induisent des modifications thermiques, chimiques et radiologiques dont les conséquences sur les écosystèmes sont complexes et multifactorielles.

• 2.1. Impacts des Rejets Thermiques
  
• Réchauffement des cours d'eau et zones côtières : Le rejet continu d'eau de refroidissement à une température supérieure à celle du milieu récepteur engendre la formation de panaches thermiques. L'étendue et l'intensité de ces panaches varient en fonction du type de centrale (circuit ouvert ou fermé), de sa puissance, du débit du cours d'eau ou des courants marins, et des conditions météorologiques. Sur le Rhône, fleuve accueillant plusieurs centrales en circuit ouvert ou mixte, des études ont montré que les rejets thermiques contribuent de manière significative à l'élévation de la température du fleuve sur de longues distances. L'étude d'EDF sur les incidences cumulées sur le Rhône indique que la part du réchauffement attribuable aux centrales nucléaires se situe entre 33% et 52%, voire entre 50% et 86% selon la période de référence et le tronçon considéré, par rapport à l'échauffement global observé.1 Dans les zones côtières, comme à Gravelines ou Flamanville, les panaches thermiques peuvent également s'étendre sur des surfaces considérables, bien que la dilution soit généralement plus rapide en mer.2
  
• Désoxygénation et Eutrophisation : L'augmentation de la température de l'eau a plusieurs conséquences physico-chimiques directes. Premièrement, la solubilité de l'oxygène dissous dans l'eau diminue lorsque la température augmente, ce qui peut conduire à une désoxygénation du milieu, particulièrement préjudiciable pour la faune aquatique. Deuxièmement, des températures plus élevées accélèrent les processus métaboliques, y compris la décomposition de la matière organique par les micro-organismes. Si le milieu est riche en nutriments (azote, phosphore), cette accélération peut favoriser la prolifération d'algues et de plantes aquatiques (phénomène d'eutrophisation) et, à terme, contribuer à une hypoxie lorsque cette biomasse algale se décompose. Des signes de légère eutrophisation ont été observés sur le Rhône en 2022. Les rapports de surveillance des CNPE incluent généralement le suivi de l'oxygène dissous, de la demande biochimique en oxygène (DBO5) et de la demande chimique en oxygène (DCO). Si ces rapports concluent souvent à une absence d'impact direct majeur de la seule pollution thermique sur ces paramètres globaux 2, il est important de noter que le rapport de Tricastin pour l'été caniculaire de 2022 indique que le fonctionnement du CNPE n'a pas eu d'influence notable sur ces paramètres, suggérant que les conditions extrêmes sont particulièrement scrutées.2
  
• Impacts sur la biodiversité aquatique : Les modifications thermiques induisent des réponses variées au sein des communautés biologiques :
  
• Micro-organismes : En milieu marin, l'élévation de température dans les panaches de rejet des centrales comme Gravelines a été associée à une multiplication des bactéries du genre Vibrio, dont certaines espèces peuvent être pathogènes.2
  
• Invertébrés benthiques : Des modifications de la structure des communautés d'invertébrés ont été rapportées. Le rapport de surveillance de la centrale du Tricastin, par exemple, indique une qualité biologique jugée très dégradée sur la base des macro-invertébrés benthiques, tout en attribuant cette situation à un contexte fluvial globalement anthropisé et à des conditions thermiques et hydrauliques favorisant les espèces les plus tolérantes et thermophiles, plutôt qu'à un impact spécifique et isolé de la centrale.2
  
• Poissons : Les poissons, étant mobiles, peuvent activement éviter les zones d'eau trop chaude. Cependant, l'exposition chronique à des températures élevées peut affecter leur métabolisme, leur croissance et leur reproduction. À long terme, une tendance au remplacement des espèces d'eau froide (plus sensibles) par des espèces d'eau chaude (plus tolérantes ou thermophiles) a été observée sur certains cours d'eau comme le Rhône (par exemple, progression du silure au détriment de la vandoise). Néanmoins, les suivis piscicoles spécifiques, comme celui mené à Tricastin durant l'été caniculaire de 2022, n'ont pas toujours mis en évidence d'incidence aiguë du fonctionnement du CNPE sur les peuplements piscicoles.2 Au-delà des effets potentiellement aigus observés lors d'épisodes de canicule, le réchauffement chronique et localisé des milieux aquatiques induit par les rejets thermiques des centrales nucléaires, même lorsque ceux-ci respectent les limites réglementaires, agit comme un facteur de sélection écologique sur le long terme. Cette pression environnementale constante tend à favoriser les espèces thermophiles (qui préfèrent les eaux chaudes) et eurythermes (capables de tolérer une large gamme de températures) au détriment des espèces sténothermes d'eau froide, plus sensibles à l'élévation de température. Sur des échelles de temps de plusieurs décennies, ce processus peut entraîner des modifications profondes et potentiellement irréversibles de la structure des communautés biologiques, de la composition spécifique et du fonctionnement global des écosystèmes aquatiques impactés. L'étude d'EDF sur les incidences cumulées des centrales sur le Rhône confirme cette influence thermique sur de longues distances en aval des points de rejet.1 L'impact de la pollution thermique ne peut être pleinement appréhendé en l'isolant des autres pressions anthropiques, notamment la pollution chimique. La hausse de la température de l'eau affecte directement plusieurs de ses propriétés physico-chimiques : elle diminue la solubilité de l'oxygène dissous, un élément vital pour la plupart des organismes aquatiques, et peut, parallèlement, accélérer la vitesse des réactions chimiques et biologiques. Cette accélération concerne notamment la dégradation de la matière organique, ce qui peut exacerber les problèmes d'eutrophisation en présence de nutriments, mais aussi potentiellement modifier la spéciation, la biodisponibilité et la toxicité de certains polluants chimiques présents dans le milieu. Ainsi, les effets de la pollution thermique sont intrinsèquement modulés par la charge en nutriments (azote, phosphore) et en contaminants chimiques (métaux, pesticides, résidus industriels) du milieu récepteur, et inversement, la température peut influencer le devenir et l'impact de ces substances. Une évaluation environnementale rigoureuse doit donc considérer ces interactions complexes.
  
• 2.2. Impacts des Rejets Chimiques et Radioactifs sur les Eaux de Surface
  
• Contamination chimique documentée : Les rapports environnementaux annuels des CNPE 2 fournissent des bilans détaillés des substances chimiques rejetées et des résultats de la surveillance physico-chimique des eaux en amont et en aval des installations. En règle générale, les exploitants concluent au respect des limites d'autorisation de rejet et à une absence d'impact significatif sur la qualité globale de l'eau, sur la base de la comparaison des paramètres entre les points de mesure amont et aval.2 Toutefois, des dépassements ponctuels des limites autorisées pour certains paramètres chimiques spécifiques peuvent survenir et sont alors déclarés comme événements significatifs pour l'environnement, comme ce fut le cas pour des rejets d'hydrocarbures à la centrale de Gravelines en 2023.2
  
• Contamination radioactive documentée :
  
• Le tritium (³H) est systématiquement détecté dans les eaux de surface en aval des centrales nucléaires, et il est considéré comme le principal traceur des rejets liquides radioactifs en raison de sa mobilité et de sa persistance relative dans l'eau.2
  
• Des mesures indépendantes réalisées par des associations comme l'ACRO ont parfois révélé des pics de concentration en tritium significativement plus élevés que les moyennes rapportées par la surveillance officielle. Un exemple marquant est la mesure de 310 Bq/L de tritium dans la Loire en aval de la centrale de Chinon en janvier 2019, une valeur qui a soulevé des interrogations sur la représentativité des points de prélèvement officiels et l'adéquation des méthodes de surveillance pour capter de tels pics.3
  
• Outre le tritium, d'autres radionucléides tels que le carbone 14 (¹⁴C), le cobalt-60 (⁶⁰Co) et le césium-137 (¹³⁷Cs) sont également présents dans les rejets liquides et font l'objet d'une surveillance. Leurs concentrations dans les eaux de surface sont généralement faibles, mais leur présence est régulièrement confirmée par les programmes de suivi radioécologique menés par l'IRSN et d'autres organismes.2
  
• L'étude d'EDF sur les incidences cumulées des centrales sur le Rhône indique une augmentation progressive des niveaux d'activité du tritium et du carbone 14 dans le fleuve en se déplaçant vers l'aval, reflétant l'addition des rejets des différents sites ainsi que l'influence des activités industrielles passées sur le bassin versant.1 L'incident de la mesure de tritium dans la Loire par l'ACRO en 2019 3 a mis en exergue une problématique technique et méthodologique cruciale : celle de l'homogénéisation des effluents dans le milieu récepteur, ou "zone de bon mélange". Si les panaches de polluants issus des rejets ne sont pas complètement et uniformément mélangés à la masse d'eau du fleuve au niveau du point de prélèvement officiel, les analyses effectuées sur ces prélèvements peuvent significativement sous-estimer les concentrations réelles auxquelles certains compartiments de l'écosystème aquatique ou certains usagers de l'eau (pour l'irrigation ou l'eau potable, par exemple) sont effectivement exposés. Cette situation remet potentiellement en question la localisation de certains points de surveillance réglementaire et la validité des conclusions sur l'absence d'impact qui seraient uniquement basées sur ces mesures. Les investigations menées par l'IRSN suite à cet événement ont d'ailleurs corroboré ces observations pour la centrale de Chinon, indiquant que la station de surveillance aval d'EDF ne détectait pas toujours correctement les rejets de la centrale en raison d'un mélange incomplet à ce niveau.3
  
• 2.3. Accumulation des Polluants dans les Sédiments
  
• Rôle des sédiments comme puits et mémoire des contaminations : Les sédiments fins des cours d'eau, des estuaires et des zones côtières jouent un rôle de "puits" pour de nombreux polluants. Ils ont la capacité de fixer et d'accumuler les radionucléides peu solubles tels que le césium-137, le cobalt-60, les isotopes du plutonium (Pu) et l'américium-241 (²⁴¹Am), ainsi que certains métaux lourds comme le cuivre (Cu) et le zinc (Zn). De ce fait, les sédiments constituent une mémoire des contaminations passées et actuelles.
  
• Données de contamination des sédiments :
  
• L'étude Pollusols, citée dans le rapport initial, a mis en évidence la présence d'uranium et de tritium dans les sédiments de l'estuaire de la Loire.
  
• Les suivis radioécologiques annuels réalisés par l'IRSN autour des centrales nucléaires confirment régulièrement la présence de radionucléides artificiels dans les sédiments. Par exemple, autour de la centrale de Gravelines, les sédiments fins prélevés à Grand-Fort-Philippe (en zone d'influence proche des rejets) montrent des activités en ¹³⁷Cs plus élevées que dans les zones plus éloignées.2 Près de Flamanville, les sédiments marins contiennent du ¹³⁷Cs, du ⁶⁰Co, et des traces d'argent radioactif (Ag) et d'américium (Am).2 Pour la centrale du Tricastin sur le Rhône, les sédiments en aval présentent souvent des activités en ¹³⁷Cs supérieures à celles mesurées en amont, suggérant un apport lié aux rejets de la centrale qui s'ajoute au bruit de fond régional.2
  
• Risques à long terme liés à la remobilisation : Les polluants piégés dans les sédiments ne sont pas immobilisés de manière définitive. Ils peuvent être remobilisés et remis en suspension dans la colonne d'eau lors d'événements naturels tels que les crues, les tempêtes (en milieu côtier), ou par des activités humaines comme les dragages portuaires ou la navigation. Cette remobilisation peut entraîner une re-contamination de l'eau et des organismes aquatiques, constituant ainsi une source de pollution secondaire et chronique à long terme. La contamination des sédiments constitue un indicateur intégrateur particulièrement pertinent. Elle reflète non seulement les apports directs et récents liés aux rejets des installations nucléaires, mais également l'héritage des contaminations plus anciennes, telles que les retombées des essais nucléaires atmosphériques des années 1960 ou de l'accident de Tchernobyl, ainsi que les rejets historiques qui pouvaient être plus importants avant le renforcement des réglementations et l'amélioration des techniques de traitement des effluents.2 L'analyse de la variabilité spatiale de cette contamination sédimentaire – par exemple, des concentrations plus élevées en aval immédiat des points de rejet, dans les zones de sédimentation préférentielle (dépôts de boues fines), ou dans des annexes hydrauliques – fournit des indications précieuses sur les mécanismes de transport, de dispersion et de dépôt des polluants dans les systèmes aquatiques. La remobilisation potentielle de ces polluants stockés dans les sédiments, sous l'effet de phénomènes naturels (crues, érosion) ou anthropiques (dragage, navigation), représente un risque chronique qui est souvent difficile à quantifier et potentiellement sous-estimé dans les évaluations d'impact à long terme.
  
• 2.4. Contamination des Eaux Souterraines
  
• Principaux contaminants et sites concernés : Les eaux souterraines à proximité des sites nucléaires peuvent être vulnérables à la contamination par des substances issues des activités de la centrale, notamment en cas de fuites ou d'infiltrations.
  
• Radionucléides mobiles : Le tritium (³H), en raison de sa très grande mobilité dans l'eau, est le radionucléide le plus fréquemment détecté et surveillé dans les nappes phréatiques. D'autres radionucléides mobiles comme l'iode-129 (¹²⁹I), le technétium-99 (⁹⁹Tc) et le strontium-90 (⁹⁰Sr) sont également susceptibles de migrer. Des traces d'actinides (comme le neptunium-237 ou des isotopes du plutonium) ont été détectées dans des contextes spécifiques, notamment à proximité d'installations du cycle du combustible comme La Hague.
  
• Site du Tricastin : Une surveillance renforcée du tritium est en place dans la nappe interne, confinée par une enceinte géotechnique, suite à des incidents de fuite survenus en 2019 et 2021 au niveau du système de collecte des effluents (KER). Les mesures montrent une migration du tritium au sein de cette enceinte vers le point de pompage. En 2022, la concentration moyenne au piézomètre OSEZ042PZ (identifié comme point de marquage initial) était de 752 Bq/L, indiquant une tendance à la baisse. Les niveaux de tritium mesurés dans les piézomètres situés à l'extérieur de l'enceinte géotechnique sont restés conformes aux valeurs usuelles.2
  
• Site de Gravelines : La surveillance du tritium dans les nappes a montré que le piézomètre 0 SEZ 008 PZ a de nouveau dépassé le seuil de vigilance de 100 Bq/L en 2023. Un autre piézomètre, 0 SEZ 088 PZ, historiquement marqué par une fuite en 2014 (avec un pic à 2000 Bq/L en 2015), présente désormais des niveaux généralement inférieurs à 100 Bq/L.2
  
• Site de Cruas-Meysse : En 2022, la concentration maximale de tritium mesurée dans les eaux souterraines était de 12,9 Bq/L, et celle de l'activité bêta globale de 0,28 Bq/L.2
  
• Site de Flamanville : En 2023, la concentration maximale de tritium était de 30,7 Bq/L et celle de l'activité bêta globale de 13,6 Bq/L.2
  
• Polluants chimiques : Divers polluants chimiques peuvent également atteindre les eaux souterraines, tels que les nitrates (d'origine agricole ou industrielle diffuse), les sulfates, les solvants chlorés, les hydrocarbures et l'ammonium.
  
• Site du Tricastin : Un suivi renforcé concerne la présence d'hydrocarbures (autour du piézomètre OSEZ044PZ, suite à un marquage détecté en 2016, actuellement en diminution) et d'ammonium (autour des piézomètres OSEZ010, 035, 036, 041 et 043PZ, découvert en 2019). Pour l'ammonium, l'origine suspectée est historique et potentiellement non liée au fonctionnement actuel du CNPE. En 2022, la concentration moyenne d'ammonium sur les piézomètres suivis était de 1,2 mg/L (maximum 4,2 mg/L).2
  
• Site de Gravelines : Les concentrations d'hydrocarbures mesurées en 2023 étaient inférieures à 0,1 mg/L. Une surveillance renforcée avait été mise en place par le passé sur le piézomètre OSEZ005PZ.2
  
• Site de Cruas-Meysse : Une surveillance a été mise en place suite à la détection d'huile dans les eaux souterraines en 2018 ; le marquage est resté localisé.2
  
• Dispositifs de protection : Certaines centrales, comme celle du Tricastin, sont équipées de dispositifs spécifiques tels qu'une enceinte géotechnique. Cette structure vise à isoler les eaux souterraines internes au site industriel de la nappe phréatique externe et, grâce à un système de pompage, à maintenir un gradient hydraulique assurant que les flux d'eau souterraine s'effectuent de l'extérieur vers l'intérieur de l'enceinte, limitant ainsi la migration de polluants potentiels vers l'extérieur.2 Bien que les concentrations de polluants détectées dans les eaux souterraines à proximité des centrales nucléaires soient souvent présentées par les exploitants comme étant faibles, localisées, ou en diminution suite à des incidents passés 2, la détection récurrente de tritium et de divers composés chimiques (tels que les hydrocarbures ou l'ammonium sur le site du Tricastin) indique une vulnérabilité persistante des aquifères. Les incidents de fuite, comme ceux survenus à Tricastin en 2019 et 2021 au niveau du système de collecte des effluents, démontrent que les barrières de confinement, qu'elles soient techniques ou géologiques, ne sont pas infaillibles. La grande mobilité de certains radionucléides comme le tritium, et la persistance dans le temps de certains polluants chimiques, rendent la contamination des nappes phréatiques particulièrement préoccupante sur le long terme, surtout si ces nappes sont, ou pourraient être, utilisées pour l'alimentation en eau potable ou pour l'irrigation agricole dans les environs. L'identification précise de l'origine des pollutions chimiques détectées dans les nappes souterraines constitue un défi majeur. Il est souvent complexe de distinguer la contribution spécifique des activités actuelles du CNPE de celle d'un héritage industriel antérieur sur le même site ou dans son voisinage, ou encore des apports diffus provenant d'autres sources comme l'agriculture (nitrates, pesticides) ou les zones urbaines (solvants, hydrocarbures). Cette difficulté d'attribution est illustrée par le cas de l'ammonium sur le site du Tricastin, où une origine historique non liée au CNPE est suspectée.2 Une telle incertitude sur les sources complique l'établissement des responsabilités et la mise en œuvre de mesures correctives véritablement ciblées et efficaces. Pour lever ces ambiguïtés, une caractérisation hydrogéochimique fine et détaillée des sites est souvent indispensable, pouvant inclure des techniques avancées comme l'analyse isotopique des polluants pour tenter de "signer" leur origine.
  
• 2.5. Bioaccumulation et Transfert Trophique
  
• Tritium Organiquement Lié (TOL) :
  
• Le tritium, isotope radioactif de l'hydrogène, peut s'incorporer dans les molécules organiques constitutives des êtres vivants, formant ce que l'on appelle le tritium organiquement lié (TOL). Ce processus peut se produire chez les végétaux aquatiques par photosynthèse en présence d'eau tritiée (HTO), ou chez les animaux par ingestion de matière organique déjà tritiée ou par des processus métaboliques intégrant le tritium de l'eau corporelle.37
  
• Débat scientifique sur la bioaccumulation et les risques : L'ampleur réelle de la bioaccumulation du TOL (c'est-à-dire une concentration dans les organismes supérieure à celle du milieu) et son risque radiotoxicologique relatif par rapport au tritium sous forme d'eau tritiée (HTO) font l'objet de débats au sein de la communauté scientifique et entre les différents acteurs. Des associations indépendantes comme l'ACRO et la CRIIRAD mettent en avant des observations de concentrations significatives de TOL dans la biote et alertent sur une potentielle sous-estimation des risques associés.3 Les instances officielles comme l'IRSN et EDF, tout en reconnaissant la présence de TOL et la nécessité de poursuivre les recherches, tendent à parler de "rémanence" du tritium dans la matière organique plutôt que de "bioaccumulation" au sens strict d'une bioconcentration active le long des chaînes trophiques. Ils soulignent que les facteurs de dose utilisés pour l'évaluation des impacts prennent en compte les différentes formes du tritium.37
  
• Observations de terrain (TOL) :
  
• Les mesures réalisées par l'ACRO et la CRIIRAD ont montré des niveaux de TOL dans les végétaux aquatiques en aval de la centrale de Golfech (sur la Garonne) jusqu'à quatre fois supérieurs aux niveaux mesurés en amont, indiquant un marquage net par les rejets de la centrale.12
  
• Les suivis radioécologiques de l'IRSN, souvent annexés aux rapports environnementaux des CNPE, fournissent également des données sur le TOL :
  
• Pour Cruas-Meysse, les données détaillées de 2021 ne sont pas intégralement présentes dans l'extrait 2, mais les synthèses pour d'autres sites du Rhône comme Tricastin (données 2021 2) et les informations générales 2 indiquent des niveaux de TOL dans les végétaux aquatiques et les poissons supérieurs au bruit de fond, avec des variations observées entre l'amont et l'aval des sites.
  
• Autour de Flamanville (données 2022 2), le TOL dans les organismes marins (algues, mollusques) est plus élevé en zone d'influence proche des rejets, suggérant un marquage local qui pourrait être attribuable à la fois aux rejets du CNPE et à ceux, plus importants, de l'usine Orano La Hague.
  
• Près de Gravelines (données 2022 2), des niveaux de TOL plus élevés que le bruit de fond ont été mesurés dans le lierre terrestre en zone proche de la centrale, indiquant un transfert atmosphérique. En milieu marin, les niveaux de TOL sont conformes au bruit de fond de la Manche, lui-même influencé par les rejets de La Hague.
  
• Pour Tricastin (données 2021 2), le TOL dans les phanérogames aquatiques était plus élevé en aval qu'en amont. Dans les poissons, les niveaux étaient supérieurs au bruit de fond mais sans différence significative statistiquement entre l'amont et l'aval.
  
• Autres radionucléides et métaux :
  
• Les suivis radioécologiques de l'IRSN 2 mettent en évidence la présence de ¹³⁷Cs, ⁶⁰Co, et parfois de ¹¹⁰mAg et ²⁴¹Am dans la faune (mollusques, crustacés, poissons) et la flore aquatique (algues, phanérogames). Les mollusques, en tant qu'organismes filtreurs et souvent benthiques, ont tendance à accumuler une plus grande diversité de radionucléides particulaires ou peu solubles.
  
• Le carbone 14 (¹⁴C) est également retrouvé à des niveaux supérieurs au bruit de fond naturel dans les organismes aquatiques, en particulier en aval des points de rejet des centrales, indiquant son incorporation dans la biomasse aquatique.2
  
• L'accumulation de métaux lourds (Cu, Zn, Pb, Cd, etc.) dans les organismes aquatiques est un risque reconnu. Les rapports annuels des CNPE 2 incluent la surveillance des concentrations de métaux dans les effluents liquides et parfois dans le milieu récepteur (eau, sédiments), mais les données spécifiques de bioaccumulation dans la faune et la flore ne sont pas toujours détaillées ou facilement accessibles dans les extraits fournis. Les mesures de tritium organiquement lié (TOL) dans les divers compartiments environnementaux 2 révèlent quasi systématiquement des niveaux plus élevés dans les organismes situés en aval des points de rejet des centrales nucléaires ou dans les zones d'influence directe de leurs panaches. Bien que l'interprétation de ces observations en termes de "bioaccumulation" (concentration active le long de la chaîne alimentaire) versus "rémanence" (persistance du tritium incorporé dans la matière organique) puisse diverger entre les experts et les organismes 37, cette présence accrue et persistante de TOL dans la biote est un fait scientifique établi. Couplée aux incertitudes qui subsistent quant à sa radiotoxicité relative par rapport au tritium sous forme d'eau (HTO) et à son comportement à long terme dans les écosystèmes, cette observation justifie une attention scientifique soutenue et des recherches approfondies. En effet, le TOL représente une voie d'exposition interne chronique aux rayonnements ionisants pour les organismes aquatiques et terrestres, et potentiellement pour l'homme via la consommation de produits alimentaires issus de ces écosystèmes. La complexité de l'évaluation des risques liés à la bioaccumulation est accrue par le fait que les organismes aquatiques ne sont pas exposés à un seul polluant, mais à un mélange de substances issues des rejets des centrales nucléaires (radionucléides variés, produits chimiques divers, chaleur) et d'autres sources de pollution présentes dans les bassins versants. Les études d'impact et de surveillance se concentrent souvent sur l'analyse d'un type de polluant à la fois (par exemple, un radionucléide spécifique ou un métal lourd). Or, les interactions potentielles entre ces différentes substances au niveau de leur absorption par les organismes, de leur métabolisme, de leur excrétion et de leur toxicité (effets synergiques, additifs ou antagonistes) sont encore largement méconnues. L'impact réel sur la faune et la flore pourrait donc être différent, voire supérieur, à la simple somme des impacts estimés pour chaque polluant pris isolément. Cette problématique des "effets cocktails" constitue un champ de recherche prioritaire en écotoxicologie.
  

Tableau 2.1: Exemples de Niveaux de Tritium (HTO et TOL) dans les Milieux Aquatiques à Proximité de Centrales Nucléaires Françaises (Données IRSN/ACRO).

*N/A : Non applicable ou donnée non disponible dans les extraits. ED : Eau de Dessiccation (représentant HTO). EC : Eau de Combustion (représentant TOL).* **Tableau 2.2: Détection d'Autres Radionucléides Artificiels dans les Sédiments et la Biote Aquatique (Données IRSN 2021/2022).**

Section 3: Impacts Environnementaux sur les Milieux Terrestres

La contamination des milieux terrestres par les rejets des centrales nucléaires s'opère principalement par voie atmosphérique (dépôts secs et humides) et, dans une moindre mesure, par des transferts indirects depuis les milieux aquatiques (irrigation, utilisation de sédiments).

• 3.1. Contamination des Sols
  
• Sources multiples de contamination :
  
• Retombées globales et régionales : Les sols français portent l'empreinte des essais nucléaires atmosphériques réalisés par les grandes puissances entre les années 1945 et 1980, ainsi que celle de l'accident de Tchernobyl en 1986. Ces événements ont conduit à un dépôt diffus de radionucléides à longue période, notamment le césium-137 (¹³⁷Cs) et le strontium-90 (⁹⁰Sr), ainsi que des isotopes du plutonium (Pu). Le ¹³⁷Cs, en particulier, est fortement adsorbé par les argiles et la matière organique des sols, et tend à rester confiné dans les couches superficielles. Les suivis radioécologiques menés par l'IRSN autour des CNPE confirment la présence généralisée de ¹³⁷Cs dans les sols, constituant un bruit de fond régional.2
  
• Dépôts atmosphériques locaux : Les rejets gazeux des centrales nucléaires en fonctionnement normal (et potentiellement des installations du cycle du combustible associées, comme les usines de retraitement) peuvent entraîner des dépôts locaux de certains radionucléides. Il s'agit principalement du carbone-14 (sous forme de ¹⁴CO₂), de l'iode-129 (¹²⁹I), de faibles quantités d'actinides (plutonium, américium) et de produits d'activation comme le cobalt-60 (⁶⁰Co). Le tritium, sous forme d'eau tritiée (HTO) ou de gaz tritié (HT), peut également être déposé au sol par les précipitations ou par échange direct avec l'atmosphère.
  
• NORM/TENORM : Une source spécifique de contamination des sols par des radionucléides naturels est liée à l'héritage des anciens sites d'extraction et de traitement de minerai d'uranium. Plus de 200 sites de ce type ont été exploités en France, laissant derrière eux des volumes importants de stériles miniers et de résidus de traitement enrichis en uranium, thorium, radium et leurs descendants. Ces sites peuvent constituer des sources localement importantes de contamination des sols et des eaux.8
  
• Polluants chimiques : Les sols peuvent également être contaminés par des substances chimiques issues des retombées atmosphériques (métaux lourds comme le plomb ou le cadmium, provenant de sources industrielles ou diffuses), des pratiques agricoles (nitrates), ou d'activités industrielles antérieures sur les sites ou à proximité (solvants, hydrocarbures).
  
• Données de surveillance des sols : Les rapports de suivi radioécologique de l'IRSN autour des centrales de Flamanville et Gravelines (données 2022) indiquent que les niveaux de ¹³⁷Cs mesurés dans les sols sont conformes au bruit de fond attendu pour la région et sont restés relativement stables au cours des dix dernières années. Des traces de ⁶⁰Co et de ¹¹⁰mAg ont cependant été détectées dans des échantillons d'herbe prélevés à proximité immédiate de la centrale de Gravelines ; cette contamination est attribuée par l'IRSN à un transfert potentiel via les embruns marins, eux-mêmes possiblement marqués par les rejets liquides de la centrale ou d'autres installations en Manche/Mer du Nord.2 Les sols situés à proximité des installations nucléaires portent ainsi une double, voire une triple, signature radioactive. D'une part, ils intègrent la contamination diffuse et ancienne issue des retombées globales des essais nucléaires atmosphériques et de l'accident de Tchernobyl, principalement caractérisée par le ¹³⁷Cs et les isotopes du plutonium. D'autre part, ils peuvent recevoir des apports plus localisés et potentiellement continus liés aux dépôts atmosphériques des rejets gazeux des installations elles-mêmes ; ces apports concernent notamment le carbone-14 (assimilé par la végétation puis incorporé au sol via la matière organique) et le tritium (déposé par les précipitations ou par échange gazeux, et pouvant s'intégrer à l'eau du sol et à la matière organique). Enfin, dans certaines régions, l'héritage des anciennes mines d'uranium peut ajouter une composante de contamination par des radionucléides naturels (NORM/TENORM). La distinction et la quantification de ces différentes contributions représentent un enjeu analytique et interprétatif majeur pour évaluer l'impact spécifique des rejets actuels des centrales.2 En raison de la faible mobilité de certains éléments radioactifs (comme le césium et le plutonium) et de nombreux polluants chimiques métalliques dans la plupart des types de sols, ces derniers agissent comme des intégrateurs à long terme des dépôts atmosphériques. Les couches superficielles du sol (les premiers centimètres à dizaines de centimètres) peuvent ainsi concentrer progressivement ces polluants sur des périodes de plusieurs décennies. Ce phénomène fait du sol un compartiment "mémoire" des pollutions, mais aussi une source d'exposition prolongée pour les écosystèmes terrestres (microorganismes du sol, faune du sol, racines des plantes) et un réservoir potentiel pour le transfert de contaminants vers la chaîne alimentaire (via l'absorption par les plantes ou l'ingestion de sol par les animaux) ou vers les eaux de surface (par érosion des particules de sol contaminées lors d'événements pluvieux intenses).
  
• 3.2. Contamination de la Végétation
  
• Voies de transfert des polluants vers la végétation : La contamination de la végétation peut se produire par plusieurs voies :
  
• Transfert atmosphérique direct : Les végétaux interceptent directement les polluants présents dans l'atmosphère. Pour les gaz, cela inclut l'assimilation du dioxyde de carbone marqué au carbone-14 (¹⁴CO₂) par la photosynthèse, et l'absorption ou les échanges gazeux de tritium (sous forme d'eau tritiée HTO ou de gaz tritié HT) et d'iode radioactif (¹³¹I, ¹²⁹I) par les feuilles et autres surfaces végétales. Des mesures ont montré des concentrations de ¹⁴C plus élevées dans la végétation à proximité des points de rejet. Les rapports de l'IRSN pour Flamanville et Gravelines (données 2022) indiquent des niveaux de tritium organiquement lié (TOL) dans le lierre prélevé en zone proche des CNPE supérieurs au bruit de fond, suggérant un apport local par voie atmosphérique.2
  
• Absorption racinaire (transfert sol-plante) : Les racines des plantes absorbent l'eau et les nutriments du sol, et peuvent ainsi prélever les polluants qui y sont présents et solubles ou mobilisables. Cette voie est considérée comme majeure pour des radionucléides comme le césium-137 et le strontium-90, dont le transfert du sol vers la plante est relativement bien caractérisé. En revanche, le transfert racinaire est généralement très faible pour les actinides comme le plutonium et l'américium.
  
• Contamination de surface (dépôt) : Les particules de polluants en suspension dans l'air (poussières, aérosols) peuvent se déposer sur les surfaces des végétaux. Cela concerne notamment les particules contenant des actinides (Pu, Am) ou des métaux lourds. Cette contamination de surface peut être plus ou moins rémanente selon la nature de la surface végétale et les conditions climatiques (pluie).
  
• Données de surveillance de la végétation :
  
• Les suivis radioécologiques de l'IRSN (données 2022 pour Flamanville et Gravelines 2) montrent la présence de ¹³⁷Cs dans les mousses terrestres (qui sont de bons bioindicateurs des retombées atmosphériques) et dans des échantillons de salades. Du ⁶⁰Co et du ¹¹⁰mAg ont été détectés dans l'herbe près de Gravelines, une contamination que l'IRSN attribue à un possible transfert par les embruns marins.
  
• Concernant le tritium organiquement lié (TOL), des niveaux plus élevés que le bruit de fond ont été mesurés dans le lierre en zone proche des deux CNPE, confirmant un apport local.
  
• Pour le carbone-14, les niveaux dans les salades étaient proches du bruit de fond, mais des données antérieures (2021 pour Gravelines) sur le lierre indiquaient un apport local de ¹⁴C. Les organismes végétaux qui ne possèdent pas de système racinaire développé et qui tirent l'essentiel de leurs nutriments et de leur eau directement de l'atmosphère et des dépôts humides, tels que les mousses et les lichens, ou les plantes épiphytes, sont des bioindicateurs particulièrement précieux pour la surveillance des retombées atmosphériques. Leur grande surface d'échange par rapport à leur biomasse et leur capacité à accumuler certains polluants sur de longues périodes en font des sentinelles efficaces pour tracer la dispersion et le dépôt des contaminants radioactifs (comme le ¹³⁷Cs, le ¹⁴C, le tritium) et chimiques (métaux lourds, polluants organiques persistants) autour des installations industrielles, y compris les centrales nucléaires.2 Les mesures de niveaux élevés de tritium organiquement lié (TOL) et de carbone-14 dans des échantillons de lierre prélevés en zone proche des CNPE par l'IRSN 2 confirment l'utilité de ces types de végétaux pour mettre en évidence les impacts des rejets gazeux.
  
• 3.3. Transfert à la Chaîne Alimentaire Terrestre
  
• Rôle clé de la végétation : La végétation contaminée (cultures fourragères, pâturages, légumes, fruits) constitue le premier maillon du transfert des polluants des compartiments abiotiques (sol, air) vers les animaux d'élevage (par ingestion) et, finalement, vers l'homme par la consommation de produits animaux (lait, viande, œufs) ou végétaux.
  
• Surveillance des denrées alimentaires : Les programmes de surveillance réglementaire et les études radioécologiques incluent l'analyse d'un certain nombre de denrées alimentaires produites localement autour des centrales nucléaires. Cela comprend typiquement le lait, divers légumes-feuilles ou légumes-fruits, et parfois des céréales ou des fruits.2
  
• Les rapports de l'IRSN (données 2022 pour Flamanville et Gravelines 2) indiquent que le ¹³⁷Cs est généralement le seul radionucléide artificiel d'importance quantifiable dans le lait et certains échantillons de salades, et ce, à des niveaux très faibles, proches des limites de détection et du bruit de fond régional. Les niveaux de tritium (HTO et TOL) et de carbone-14 dans le lait et les salades analysés par l'IRSN sont également rapportés comme étant proches du bruit de fond.
  
• Les rapports environnementaux annuels des CNPE (par exemple, Cruas-Meysse 2022 2) concluent souvent à l'absence de détection de radionucléides artificiels (autres que ceux naturellement présents comme le ⁴⁰K) dans les échantillons de lait et de végétaux qu'ils analysent, ou rapportent des niveaux extrêmement faibles, bien en dessous des seuils réglementaires.
  
• Cas particuliers et points de vigilance : Bien que les niveaux moyens de contamination des denrées soient généralement bas, des augmentations locales de concentration de certains radionucléides peuvent théoriquement survenir. Le rapport initial mentionne l'exemple du tritium dans les poissons (qui relève de la chaîne alimentaire aquatique mais peut avoir des implications pour la consommation humaine ou animale terrestre), mais des transferts spécifiques peuvent aussi exister en milieu terrestre pour des radionucléides comme le carbone-14 ou le tritium organiquement lié, en fonction des conditions locales (type de sol, pratiques agricoles, espèces végétales et animales considérées).Si la surveillance réglementaire et les études radioécologiques tendent à montrer des niveaux de contamination radioactive globalement très faibles dans les denrées alimentaires produites dans l'environnement des centrales nucléaires françaises 2, il convient de rester vigilant. La possibilité de "points chauds" localisés de contamination du sol (par exemple, suite à des dépôts atmosphériques non homogènes ou à des pratiques agricoles spécifiques) ou l'existence de voies de transfert particulièrement efficaces pour certains radionucléides (comme le carbone-14 ou le tritium organiquement lié dans certaines conditions de sol ou pour certaines espèces) ne peuvent être totalement exclues. La complexité des voies de transfert sol-plante-animal-homme et la grande variabilité des conditions agro-climatiques et des pratiques agricoles sur le territoire nécessitent une vigilance continue. Une surveillance ciblée, allant au-delà des simples moyennes et s'intéressant aux situations potentiellement les plus exposantes, reste pertinente, en particulier pour les radionucléides qui s'intègrent facilement dans la matière organique ou qui présentent une forte mobilité dans les sols.Tableau 3.1: Niveaux de Radionucléides Artificiels dans les Sols et les Bioindicateurs Terrestres à Proximité de Centrales Sélectionnées (Données IRSN 2022).
  

*e.c. : eau de combustion.* **Tableau 3.2: Niveaux de Tritium (HTO et TOL) et de Carbone-14 dans les Denrées Agricoles (Lait, Légumes) à Proximité de Centrales Sélectionnées (Données IRSN 2022).**

*e.d. : eau de dessiccation ; e.c. : eau de combustion.*

Section 4: Le Changement Climatique comme Facteur Aggravant

Le changement climatique, caractérisé par une augmentation des températures moyennes, une modification des régimes de précipitations et une fréquence accrue d'événements extrêmes (canicules, sécheresses), est identifié comme un facteur susceptible d'exacerber les impacts environnementaux des pollutions issues des centrales nucléaires.

• 4.1. Exacerbation de la Pollution Thermique
  
• Impact des canicules et sécheresses sur les rejets thermiques : L'augmentation de la température des cours d'eau et la diminution de leurs débits, particulièrement marquées durant les périodes estivales de canicule et de sécheresse, réduisent la capacité du milieu aquatique à diluer et à dissiper la chaleur rejetée par les centrales nucléaires. Cette situation rend plus difficile le respect des limites réglementaires de température des rejets thermiques et d'échauffement du milieu récepteur.25
  
• Dérogations réglementaires en période de crise : Face à ces contraintes, et pour assurer la continuité de la production électrique lors de tensions sur le réseau, des dérogations temporaires aux limites de rejets thermiques ont été accordées à plusieurs centrales françaises. En 2022, année marquée par une sécheresse et des canicules intenses, cinq centrales (Golfech, Bugey, Saint-Alban, Tricastin, Blayais) ont bénéficié de telles dérogations, leur permettant de rejeter de l'eau à des températures plus élevées que celles normalement autorisées. Pour quatre de ces centrales, la durée cumulée de fonctionnement sous régime dérogatoire a atteint 24,5 jours. Le rapport environnemental de la centrale du Tricastin pour 2022 confirme avoir obtenu une modification temporaire de ses prescriptions de rejets thermiques du 4 août au 11 septembre 2022, avec des conditions spécifiques liées au débit du canal de Donzère-Mondragon et à la température maximale de l'eau en aval.2 La Cour des Comptes, dans son rapport de mars 2023, souligne que les pertes de production électrique dues aux contraintes environnementales (température et débit de l'eau) sont en augmentation et pourraient se multiplier à l'avenir avec l'intensification des épisodes de canicule.25
  
• Conséquences écologiques potentielles : Bien que le rapport initial indique qu'aucune mortalité piscicole massive n'a été directement attribuée à ces dérogations en 2022, l'augmentation du stress thermique sur des écosystèmes aquatiques déjà fragilisés par les conditions climatiques extrêmes reste une préoccupation majeure. La surveillance environnementale renforcée mise en place à la centrale du Tricastin durant l'été 2022 n'a cependant pas mis en évidence d'influence notable et durable sur les paramètres physico-chimiques de l'eau ou sur les peuplements piscicoles.2 L'octroi de dérogations aux limites de rejets thermiques en période de canicule et de sécheresse 2 apparaît comme une mesure de gestion à court terme visant à concilier les impératifs de production électrique avec les contraintes environnementales exacerbées. Si de telles mesures peuvent permettre d'éviter des ruptures d'approvisionnement électrique, elles reportent néanmoins une charge environnementale supplémentaire sur les écosystèmes aquatiques. Même si les impacts aigus, tels que des mortalités piscicoles massives, ne sont pas systématiquement observés ou attribués directement à ces dérogations 2, le stress thermique répété et accru peut avoir des conséquences chroniques et cumulatives sur la biodiversité, la physiologie des organismes (reproduction, croissance, sensibilité aux maladies) et la résilience globale des écosystèmes. Ces effets à plus long terme sont souvent plus difficiles à évaluer et peuvent ne se manifester qu'après plusieurs années d'exposition répétée à de telles conditions. La sensibilité accrue des centrales nucléaires à la disponibilité et à la qualité de la ressource en eau (température, débit) sous l'effet du changement climatique 25 met en lumière une vulnérabilité croissante du parc, en particulier pour les installations fluviales dépendant de cours d'eau aux régimes hydrologiques de plus en plus erratiques. Cette situation a des implications qui dépassent le seul cadre environnemental, touchant également la dimension économique (pertes de production, coûts d'adaptation) et la sécurité stratégique de l'approvisionnement électrique national. Dans ce contexte, la gestion concertée de la ressource en eau, y compris via des accords transfrontaliers pour les fleuves internationaux comme la Meuse (Chooz), la Moselle (Cattenom) ou le Rhône (avec la Suisse), devient un enjeu encore plus critique.25
  
• 4.2. Augmentation de la Concentration des Polluants Chimiques et Radioactifs
  
• Réduction de la capacité de dilution des effluents : Une des conséquences majeures de la baisse des débits des fleuves en période d'étiage, accentuée par le changement climatique, est la réduction de leur capacité à diluer les effluents rejetés par les centrales nucléaires. Les projections climatiques, comme celles du projet Explore 2070, anticipent des réductions de débit estival pouvant atteindre -30% à -60% d'ici 2070 pour certains grands fleuves français.25
  
• Conséquences sur les concentrations de polluants : Même si les quantités de polluants (chimiques ou radioactifs) rejetées par les centrales restaient constantes, une diminution du volume d'eau disponible pour leur dilution entraînerait mécaniquement une augmentation de leurs concentrations dans le milieu récepteur. Cela pourrait conduire à des dépassements plus fréquents des normes de qualité de l'eau ou à des niveaux de contamination chroniquement plus élevés. De plus, des conditions de faible débit et de forte température peuvent aggraver les problèmes d'eutrophisation, en lien avec les rejets de nutriments.
  
• Adaptation des capacités d'entreposage des effluents : Face à ce risque d'augmentation des concentrations de polluants en période d'étiage, la Cour des Comptes a recommandé d'évaluer et, si nécessaire, d'adapter les capacités d'entreposage des effluents liquides sur les sites des centrales. Un stockage temporaire plus important permettrait de différer les rejets jusqu'à ce que les conditions hydrologiques du fleuve redeviennent plus favorables à une bonne dilution.25Le changement climatique agit ainsi comme un multiplicateur potentiel des risques de pollution chronique liés aux rejets des centrales nucléaires. En réduisant la capacité de dilution des cours d'eau, il peut transformer des rejets qui seraient considérés comme ayant un impact acceptable en conditions hydrologiques moyennes en sources de contamination plus concentrée, et donc potentiellement plus dommageables pour les écosystèmes aquatiques. Cet effet concerne l'ensemble des polluants, qu'ils soient chimiques ou radioactifs. Il peut également exacerber des phénomènes complexes comme l'eutrophisation, en créant des conditions de température et de concentration en nutriments plus favorables au développement algal. Il en résulte un stress chimique et radioactif potentiellement accru pour la biote aquatique, qui vient s'ajouter au stress thermique direct.Tableau 4.1: Exemples de Dérogations aux Limites de Rejets Thermiques Accordées en France en Période de Canicule (Focus 2022).
  

Section 5: Enjeux de la Gestion Environnementale : Surveillance, Évaluation et Transparence

La gestion des impacts environnementaux des centrales nucléaires soulève des enjeux cruciaux en matière de méthodologies d'évaluation, de fiabilité de la surveillance et de transparence de l'information.

• 5.1. Adéquation et Limites des Méthodologies d'Évaluation des Impacts
  
• Débat sur la consommation nette d'eau versus l'impact qualitatif des rejets : Les communications des exploitants mettent souvent en avant la faible consommation nette d'eau des centrales, en particulier celles en
  

Sources des citations

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