Axelle Genty

Etude du devenir d’éléments métalliques dans l’écosystème rhénan : en amont et en aval de la centrale nucléaire de Fessenheim

Soutenu en
06/2021
Discipline(s)
Sciences de l'environnement
Encadrants
Maria Boltoeva | Gaetana Quaranta
Laboratoire
IPHC UMR 7178 - CNRS/UNISTRA
Financement
APR 2020

Plusieurs éléments ont été analysés par ICP-AES et ICP-MS dans des échantillons d’eau prélevés en 19 points d’échantillonnage dans le Rhin et le Grand Canal d’Alsace (Haut-Rhin, France). Il s’agissait d’évaluer l’impact de la fermeture du centre nucléaire de production d’électricité (CNPE) de Fessenheim sur la qualité de l’eau dans ce milieu aquatique. L’analyse des terres rares a montré une contamination par le Gd des effluents de la station d’épuration. Le facteur d’enrichissement a montré des apports de pollution anthropique pour le 52Cr et le 63Cu avant la fermeture du CNPE, montrant son impact environnemental. Les concentrations de 56Fe, 59Co, 60Ni et 238U sont inférieures aux valeurs du fond géochimique rhénan. 11B et 27Al ont fortement contaminé le milieu aquatique (à cause des herbicides environnants et de l’alumine utilisée dans l’isolation). L’analyse par scintillation liquide a montré que la pollution au 3H provenait principalement des horlogeries et des hôpitaux suisses et que le CNPE de Fessenheim avait une part faible à cette pollution.

Depuis la fermeture du Centre Nucléaire de Production d’Energie (CNPE) de Fessenheim en 2020, un intérêt particulier des chercheurs est d’établir un état de l’environnement (T0) à partir de la fermeture du CNPE. Implantée en bordure du Grand canal d’Alsace sur le territoire de la commune de Fessenheim (Haut-Rhin), le CNPE a été exploité de 1978 à 2020. Par décision politique, les deux réacteurs ont été définitivement arrêtés respectivement le 22 février 2020 et le 29 juin 2020. C’est dans un contexte d’évaluation de la pollution du Grand Canal d’Alsace (GCA) et du Rhin (depuis 2018 et jusqu’à l’arrêt de la production) que cette étude s’est intéressée au devenir et aux effets de certains composés (Ni, Co, Al, Zn, Cr, B, U, Fe, 3H) en utilisant une approche analytique.

Dix-neuf échantillons d’eau ont été prélevés dans le Rhin et dans le GCA à ± 40 km en amont et en aval du CNPE de Fessenheim. Des mesures in situ de pH, de température, d’oxygène dissous (DO) et de conductivité ont été réalisées en temps réel avec un dispositif Orion 5 – Star (ThermoFisher Scientific), couplé à 1) la sonde Polarographic DO (Thermo Fisher Scientific) pour la mesure de l’oxygène dissout, 2) une électrode pH (Mettler Toledo) pour les mesures de pH et 3) une cellule DuraProbe (Thermo Fisher Scientific) pour déterminer la conductivité.

3H est analysé, après préparation de l’échantillon, avec un compteur à scintillation liquide à double photomultiplicateur (HIDEX 300 SL) dans les 48 h suivant la campagne d’échantillonnage. Les autres éléments ont été analysés, après traitement de l’échantillon, par chromatographie ionique, spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS Agilent Série 7500, Agilent Technologies) et en ICP-AES (Varian 720-ES). Les résultats des terres rares (ETR) sont normalisés d’après la composition de la croûte continentale supérieure (Taylor et McLennan) d’après l’équation : [ETR]échantillon/[ETR]standard = résultat normalisé (sans unité).

Cette étude a permis de dresser un état des lieux du Rhin et du GCA (données in situ, anions) ; d’identifier des pollutions du Rhin et du GCA non reliées au fonctionnement du CNPE [Gd (eaux usées), Al (isolant), B (herbicides)], de souligner que Ni, Fe, Cr, Cu étaient rejetés par le CNPE pendant son fonctionnement et enfin d’affirmer que le CNPE Fessenheim a contribué très faiblement à une pollution au 3H. Le tritium étant rejeté principalement par l’horlogerie et les hôpitaux en amont du CNPE.

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