II] les effets de son utilisation

Dans ce TPE, les sujets que nous allons traiter plus en profondeur sont :

         -l’utilisation dans la médecine

         -l’utilisation dans l’alimentaire

Nous traitons ces 2 sujets plus que les autres car ce sont les utilisations les plus importantes dans notre vie pour la plus grande majorité des gens. La médecine et l’alimentation étant des choses très importantes de la vie.

Le problème de l’irradiation :

Quand un corps est soumis à la radioactivité, il s’en suit des mutations génétiques, mais notre système immunitaire détruit les cellules mutées et notre système de correction génétique corrige les mutations génétiques. Quand on est exposé à une faible dose, notre corps a le temps de faire toutes ces corrections, mais quand la dose est trop forte, ou si elles sont trop répétées, accumulées, notre système de défense sature, et ne peut pas tout corriger. De ce fait, des mutations irrémédiables persistent et engendrent certaines maladies…

        1) la médecine nucléaire

(Photo d’un appareil utilisé en médecine nucléaire : un scanner) 

IMPACT SUR L'HOMME

Nous avons précisé précédemment qu'en médecine, le nucléaire est surtout présent et couramment dans les examens de types radiologie, scanner… Tous ces examens irradient le corps localement, avec une dose minime d'irradiation qui n'a rien à voir (normalement, en cas de non défaillance) avec celles qui détériorent l'ADN ou les membranes biologiques. Mais que se passe-t-il si se succèdent une mammographie, un scanner, une scintigraphie cardiaque et une radio de l'abdomen? Les doses de rayonnements cumulées restent-elles anodines ? Les conséquences sont-elles identiques quel que soit l'âge ?  

( radiographie du squelette entier )

RISQUES ?

En fait, les effets biologiques des expositions à faibles doses sont mal connus et discutables, la plupart des institutions se rangeant cependant à l'idée d'une absence de risque, à l'exemple de l'Académie de médecine, en décembre  2001. Néanmoins, des épidémiologues britanniques ont récemment conclu que les seuls diagnostics par rayons X (radiographie, scanner) étaient responsables de 700 nouveaux cas de cancer par an au Royaume-Uni (0,6 % des cas), et de plus de 5 600 cancers aux Etats-Unis (0,5 % des cas), le taux le plus important étant relevé au Japon (3  % des cas de cancers). On ne peut donc pas être sûr que des doses faibles, inférieures à 100 mSv, n'engendrent aucun préjudice sanitaire, surtout si elles sont fréquentes et si elles touchent les enfants, qui y sont beaucoup plus sensibles que les adultes. Les résultats d’analyse, de vérification… n’étant pas les mêmes pour toutes les institutions médicales, ni pour tous les pays, comme nous le montre ce tableau :

Effets cancérogènes à long terme

Si 1 million de personnes reçoivent 1 rem (10 millisievert), quel sera le nombre de cancers mortels radio-induits ? La réponse dépend de l'institution qui effectue l'estimation.

Si 1 million de personnes reçoivent 1rem, la moyenne que nous avons déduite de ces statistiques s'élève à  660 cancers mortels.

RADIOPROTECTION

Dans cette situation d'incertitude scientifique, et face à l'usage généralisé des rayonnements ionisants en médecine, le principe de précaution a commencé à jouer : les patients bénéficient en théorie de mesures dites de radioprotection qui limitent les doses non désirées lors de l'examen diagnostique et exigent un contrôle de qualité renforcé des installations émettrices de rayonnements.

La radioprotection doit donc viser à protéger particulièrement les personnes les plus radiosensibles (enfants en bas âge, femmes enceintes et allaitantes) par des mesures spécifiques, et à éliminer les doses inutiles pour tout le monde. La première démarche de la radioprotection consiste à informer les patients. Les médecins sont donc obligés de transmettre des « recommandations » aux personnes exposées aux rayonnements ionisants. Mais cela ne concerne que les actes de médecine nucléaire. Les progrès les plus importants correspondent à instaurer des règles sur les doses de rayonnement qui ne doivent pas être dépassées sans justification technique ou médicale. Le radiologue (ou le spécialiste de médecine nucléaire) doit effectuer au moins une fois par an une évaluation de la dose émise (ou de l'activité administrée en médecine nucléaire) pour deux examens courants, et entreprendre des actions correctrices si les doses observées dépassent les niveaux de référence. Des progrès ont aussi été accomplis du côté du contrôle de la qualité des installations de radiographie.

Un autre élément dans la médecine nucléaire, mais pas le moins important est que personne, pas même le médecin traitant ou le médecin du travail, ne surveille le degré des expositions récurrentes aux rayonnements diagnostiques. Dans une étude récente, Eugenio Picano, chercheur expérimenté de l'Institut de physiologie clinique de Pise (Italie), s'inquiète des conséquences de l'utilisation mal contrôlée du scanner, notamment chez l'enfant : « Les scanners d'enfants sont souvent réalisés sans ajustement de la dose au poids, ce qui fait que jusqu'à 50 % de la dose délivrée n'a pas de nécessité. Un petit risque individuel multiplié par des millions d'examens annuels dans le monde devient un risque important à l'échelle de la population. », Eugenio Picano souligne que peu de médecins ont conscience du niveau de radiation auquel leurs patients sont exposés lors de leurs investigations, et propose l'instauration d'un « permis de conduire » radiologique. Ceci ferait partie d’une mesure de radioprotection.

De plus, la question des risques liés à l'accumulation des doses diagnostiques constitue « un vaste problème ». Des observatoires vont donc essayer de collecter un maximum de données pour connaître, au niveau national, les pratiques radiologiques de façon exhaustive. La tâche s'annonce complexe car beaucoup d'appareils de radiologie n'ont pas d'indicateur de la dose délivrée. Où s'ils en ont, l'information n'est pas systématiquement affectée au dossier du patient, faute de temps ou de personnel.

EFFETS SELON LA DOSE

A un certain seuil, l’exposition peut présenter des risques. Quels sont-ils? Prenons comme référence le millirem (mrem), qui exprime une dose reçue par un organisme. Au-dessus de 600 000 mrem, une irradiation est pratiquement mortelle dans la quasi-totalité des cas. Entre 200 000 et 600 000 mrem, le taux de mortalité varie avec la dose. En dessous de 200 000 mrem, l'irradiation n'est pas mortelle et la guérison généralement complète. Les statistiques réalisées sur des grands nombres de personnes irradiées naturellement et artificiellement ont révélé que des effets négatifs sur la santé humaine n'étaient décelables qu'à partir de doses d'irradiation de 50 000 à 100 000 mrem. Pourquoi, alors, les doses légales ont-elles été fixées à des taux de 5000 mrem pour les personnes exposées professionnellement, voire, en Suisse, à 500 mrem pour la population?

AVANTAGES

Tout simplement parce qu'il est possible de travailler avec la radioactivité dans ses diverses utilisations (médecine, industrie, énergie) en maintenant les limites de l'irradiation à ce seuil extraordinairement bas. La radiographie médicale dans ses multiples facettes - le radio–diagnostic général et spécial, le scanner, la radio oncologie (traitement des tumeurs malignes), la médecine nucléaire utilisant les isotopes radioactifs au service du radiodiagnostic et du traitement des maladies, la radiobiologie qui étudie les effets des radiations sur les tissus vivants et la manière de s'en protéger - sauve quotidiennement des dizaines, voire des centaines de milliers de vies. La radio physique, la radiobiologie, la radiochimie, les accélérateurs de particules (électrons, neutrons) ou le cyclotron sont également au service des malades.  

        2) les effets du nucléaire dans l’alimentation

L'irradiation des aliments consiste à exposer ces derniers à un rayonnement ionisant, qui est une forme d'énergie électromagnétique. C'est l'une des techniques qui permettent d'éliminer les agents microbiens responsables des maladies d'origine alimentaire et de réduire le gaspillage dû à la détérioration des aliments.  

(la source d'irradiation est une machine qui produit des électrons qui sont accélérés et balayés au-dessus du produit)

a> utilisation sur les aliments et l’eau

-L’irradiation des aliments et boissons en vue d’assurer leur conservation se développe depuis des années. Or, ce procédé provoque des changements chimiques, connus ou inconnus, dans les aliments traités et dans leurs emballages qui, souvent, altèrent la qualité gustative des aliments, et à long terme présentent parfois des risques pour la santé. 

Il existe toutes sortes de formes d'irradiation différentes quant à la nature des rayonnements employés et de leur énergie, avec des résultats forcément variés, changeant aussi suivant la nature des aliments traités. On dit souvent que ces procédés ne peuvent induire une radioactivité artificielle des produits traités, car l'énergie des particules irradiantes est insuffisante pour cela. C'est exact dans la majorité des cas, mais pas absolument dans tous, d'autant plus que les expérimentations se concentrent sur les études physiques alors que la radioactivité a aussi des effets chimiques.

Les irradiations à plus faibles doses empêchent, par arrêt de la reproduction cellulaire, la germination des graines de céréales, mais surtout de tubercules (les pommes de terre ne se flétriront pas au profit de leurs germes, idem pour les bulbes -oignons, ail, échalotes...).
Cela permet, en atmosphère sèche, une conservation prolongée (dans un emballage percé d'orifices d'aération) sans recours à la réfrigération. 
Une irradiation nettement plus énergique s'attaque aux insectes en les rendant stériles, eux ou leurs descendants immédiats. A un stade d’énergie supérieur, les insectes ne peuvent plus muer, grandir, et si elle est plus forte encore, ils sont tués. Enfin, une irradiation de forte énergie et intense détruit toute forme de vie. Si l'emballage est étanche, l'absence totale de germes fait de ces aliments des conserves qui n'ont pas subi de cuisson, ou l'équivalent de produits surgelés, mais se conservant à la température ordinaire: procédé applicable aux viandes et poissons. Certaines pièces de viandes, à 0°C , peuvent être conservées 180 jours, au lieu de 15 jours pour une viande non traitée. Mais avons-nous toujours les saveurs et les apports nutritionnels d'un poulet fermier ou d'une entrecôte charolaise fraîche ? 

( pièce de viande irradiée )

La matière vivante (et parfois même minérale) est souvent très sensible aux radiations, et les réactions chimiques ainsi induites sont impossibles à prévoir dans des systèmes aussi complexes que des organismes biologiques, même morts. On se contente donc de tests déterminant la toxicité immédiate des aliments irradiés. Mais ni recul, ni statistique sérieuse, ne renseignent sur le long terme. Il s'agirait en effet d'étudier sur des années de très nombreux nutriments, traités suivant différentes méthodes.

Du reste, on peut déjà constater que ce traitement affecte fortement le goût de certains aliments: on l'a d'ailleurs abandonné pour les produits laitiers. C’est là bien l'indice de transformations chimiques des protéines, inconnues, qui pourraient bien, dans certains cas, engendrer des substances cancérigènes à long terme, ou capables de s'attaquer à certains organes comme le foie ou le cerveau.

-Pour l’eau, le traitement par ultraviolets, détruit les bactéries qui auraient pu rester dans ces eaux ou leurs emballages, en modifiant d'une manière radicale leur chimie générale. Vu la faiblesse des radiations employées, et la courte durée d'exposition (quelques secondes) l'eau ne peut en subir aucune modification chimique de sa formule très simple, et encore moins une induction radioactive. Ce procédé fonctionne en raison de la transparence de l'eau et de la très faible densité des bactéries en question. Pour ce qui est des eaux minérales, il n’y a aucun inconvénient sur le goût ou la composition chimique comme nous l’avons dit précédemment, cependant, les eaux minérales sont le plus souvent conditionnées dans des récipients plastique, sensibles aux ultraviolets qui les décomposent partiellement et leur permettent de polluer leur contenu, à des doses très faibles, qui, incontrôlées, peuvent produire des effets indésirables.

b> conséquences

         La production et la consommation d’aliments irradiés représentent de nombreuses menaces pour la santé publique (perte de nutriments et de vitamines dans les aliments irradiés, augmentation des risques de cancer, de malformation, et de carences nutritionnelles) et pour l’environnement (multiplication des risques liés au transport et à l’utilisation de substances hautement radioactives dans les centrales d’irradiation des aliments). L’irradiation des aliments se généralise et cela alors même que ce procédé touche au quotidien de tous les citoyens : à notre alimentation, à notre santé, à la qualité de notre environnement et à la survie de l’économie locale, et notamment de l’activité agricole.

         En fait, l’irradiation des aliments est utilisée avec deux objectifs principaux :

         -Réduire les coûts de production : l’irradiation permet d’éliminer en bout de chaîne certaines bactéries et insectes qui infectent les aliments. Ce procédé est utilisé prioritairement par les industries

         -Allonger la durée de conservation des aliments pour permettre le stockage et le transport sur un temps plus long.

Ce sont 2 objectifs économiques pour buts de réduire les dépenses des entreprises, bien que la qualité des aliments, à cause de l’utilisation de l’irradiation, soit détériorée.   

(Publicité parue aux Etats-Unis :" L'irradiation tue les bactéries nocives pour rendre votre nourriture sûre" )

INQUIETUDES

Il y a certaines inquiétudes sur le risque que présente la consommation d'aliments irradiés mais elles tiennent aux craintes généralement associées à tout ce qui touche le nucléaire. Même si l'aliment irradié ne peut devenir lui-même radioactif, la réglementation actuelle exige que l'on en établisse l'innocuité avant qu'il ne soit inscrit sur la liste d'autorisation.

AVANTAGES

L'irradiation permet de retarder la maturation des fruits et des légumes et en prolonge la durée de stockage de plusieurs semaines à la température ambiante. Elle inhibe la croissance des micro-organismes et des insectes dans les fruits et les légumes secs, la farine et les grains. Elle détruit les germes pathogènes dans les viandes, la volaille et les fruits de mer.

INCONVENIENTS

Il semble que l'irradiation puisse causer une diminution de la qualité nutritionnelle des aliments en entraînant une certaine perte de vitamines A, B-12 et E. En effet les vitamines sont indispensables pour notre corps, notre santé et notre développement car notre corps utilise des vitamines quotidiennement pendant les processus biochimiques normaux qui maintiennent la vie. Prises selon les recommandations, les vitamines aident à libérer l’énergie de notre alimentation et contribuent à la croissance, la cicatrisation et la guérison. Une carence en vitamines peut conduire à une santé plus fragile, l’affaiblissement, une plus grande susceptibilité à la maladie, et peut mener, finalement, à la mort (cas extrême). Les études menées jusqu'ici tendent néanmoins à démontrer que les modifications observées sont du même ordre de celles induites par les autres techniques traditionnelles de conservation telles que la congélation, le traitement à la chaleur et la déshydratation. D'autre part, bien qu'il soit possible d'irradier un aliment suffisamment pour tuer certains micro-organismes responsables de l'odeur putride, certains autres micro-organismes résistent beaucoup mieux aux doses d'irradiation administrées. Même si ce phénomène doit être considéré avec sérieux, les techniques actuelles et les mesures réglementaires de conservation font que ces micro-organismes ne peuvent se développer dans les aliments irradiés. Certains insectes peuvent ne pas réagir comme prévu, et modifier leur défense, par exemple, en s'immunisant, en produisant plus de poison ou rendant celui-ci beaucoup plus destructeur. 

Des dizaines d'expériences  faites au cours des 50 dernières années sur des animaux nourris d'aliments irradiés, démontrent que l'irradiation comporte des risques pour la santé : morts prématurées, mutations génétiques, problèmes de reproduction, désordres du système immunitaire, tumeurs, dommages aux organes...

EN EUROPE

Actuellement, cinq pays de l'Union européenne autorisent l'irradiation d'aliments : la Belgique (8 aliments), la France (16), la Hollande (8), l'Italie (3) et le Royaume-Unis (10).

Liste des autorisations européennes des États membres relatives
aux denrées et ingrédients alimentaires pouvant être
soumis à un traitement par ionisation.

(Source : Journal officiel des communautés européennes du 20 juillet 2002. Réf :2002/C174/03 ).

La commission de l'environnement du Parlement européen avait indiqué que l'irradiation devrait être indiquée sur l'emballage des aliments concernés. Obligatoire depuis un décret du 8 mai 1970, ainsi que toutes les importations depuis le 20 septembre 2000. En 1999, vingt mille tonnes de produits divers ont été irradiés. Lesquels exactement ? Bien malin qui pourrait le dire. Les entreprises et les distributeurs qui jouent la transparence ne sont pas nombreux. C'est le cas de la société Euro-contact de Boulogne-sur-mer qui, depuis des années libelle ses étiquettes avec la mention "produit traité par rayonnements ionisants", ce n'est pas du tout le cas en revanche, des producteurs de fromages frais distribués sur le marché français. Les viandes de volailles séparées mécaniquement, sont irradiées à raison de 6000 tonnes par an. On peut donc en conclure que la plupart des plats cuisinés à base de poulet sont irradiés.

        3) dans l'armement

Il y a le gros nucléaire qu’est celui de la bombe atomique ou des missiles à têtes nucléaires. Mais il y a aussi les balles en uranium appauvris qui sont utilisées pour plusieurs armes.

Qu'est-ce que l'uranium appauvri ?

L'uranium appauvri contient une forte proportion d’uranium 238 et moins d’uranium 235 que l'uranium naturel. Il est ainsi moins radioactif que l'uranium naturel. L'uranium appauvri est ce qui reste après l'enrichissement de l'uranium en vue de son utilisation dans des centrales nucléaires ou pour la fabrication de bombes. Cependant, il s'agit bien là d'uranium pur, ce qui n'a rien à voir avec l'uranium que l'on trouve un peu partout sur la terre où il est en faible concentration. Dans le minerai, la concentration d'uranium est de l'ordre de 0,2%. La radioactivité du minerai d'uranium est en gros cinq cents fois inférieure à celle d'un poids équivalent d'uranium appauvri.

( photo d'un obus en uranium appauvri, d'une taille d'environ 20cms )

POURQUOI L’UTILISER ?

En résumé, les munitions à l'uranium n'ont rien à voir avec la Bombe Atomique. Ce sont des balles et des obus en uranium appauvri. L'uranium appauvri est un déchet de l'industrie nucléaire. De l'uranium naturel on extrait une petite proportion d'uranium 235, très radioactive, destinée aux centrales, et que reste-t-il ? De l'uranium 238, presque non radioactif. Cet uranium 238, d'un point de vue balistique, a des avantages de taille :

De plus aucun blindage connu ne résiste aux obus à l'uranium. Des chars pourtant modernes sont traversés de part en part en passant par les zones les plus fortement blindées. Les jets de matières et de métal vaporisés autour des zones de pénétration sont comparables à l'explosion d'une charge explosive. Il est inutile d'ajouter de l'explosif aux obus à l'uranium.

EFFETS NOCIFS

Voilà pourquoi on utilise l’uranium 238 (ou appauvri) mais il n’est pas totalement radioactif. Le premier hic réside dans cette vaporisation qui a lieu là où le projectile percute sa cible ou tout autre objet, par exemple sur une simple pierre. Il se forme un nuage aérosol d'uranium autour du point d'impact. Si les projectiles à l'uranium se comportaient comme des projectiles conventionnels, s'ils s'aplatissaient simplement comme le font les balles en plomb, la toxicité de l'uranium ne poserait pas trop de problèmes. Avant d'être tirés, ces obus ne représentent pas un réel danger. Certes, ils sont radioactifs, mais ils sont émetteurs de particules dont le pouvoir de pénétration est très faible. Une majeure partie de ces particules est arrêtées dans l'obus même, dans le métal. Les particules sont si peu pénétrantes qu'une feuille de papier les arrête. Par contre, les fines poussières, des particules d'oxyde d'uranium, qui se dégagent après que l'obus soit tiré, et au moment de l'impact peuvent être inhalées par les personnes présentes et être assimilées dans l'organisme, elles peuvent se déposer sur la peau, elles peuvent contaminer l'eau pour être ensuite ingérées. Ces particules peuvent se propager sur des dizaines de mètres, et plus avec le vent. Elles se déposent en fines poussières, susceptibles d'être remises dans l'air au moindre courant d'air. Si ces poussières se fixaient au voisinage d'un organe sensible, il pourrait être atteint par des particules . Mais, surtout, l'uranium est un métal toxique : il est aussi toxique que d'autres métaux lourds, tel le plomb, le mercure, l'arsenic. Les conséquences en sont des problèmes rénaux (des aiguilles se forment dans les reins), des douleurs osseuses (l'uranium se fixe préférentiellement près des articulations), des pertes de mémoire, des perturbations du système nerveux...

Suivant la dose absorbée, les conséquences peuvent être minimes voir nulles ou alors au contraire, très graves. Pour un soldat qui a respiré le nuage formé à la suite d'un impact, elles sont très graves et un peu moins pour des personnes qui inspectent des carcasses de véhicules détruits et respirent les poussières sans protection.

L'uranium 238 est peut-être "faiblement radioactif", mais il est radioactif (8000 désintégrations d'atomes par seconde pour un gramme d'uranium 238). Les personnes qui ont respiré de l'uranium 238 présentent après plusieurs mois ou plusieurs années les problèmes typiquement liés à une irradiation : cancers, enfants handicapés...

        4) le petit nucléaire naturel

La radioactivité fait partie de notre environnement. Les êtres vivants baignent dans un flux de rayonnements naturels depuis des millions d’années, mais cela ne les empêchent pas de se développer. La radioactivité naturelle est la principale source d'exposition aux rayonnements. En France, la dose d'exposition qui lui est due s'élève à 2,4 millisieverts (mSv) par an et par habitant, à comparer à 1 mSv pour les examens médicaux. C'est une moyenne et les expositions varient d'une région à l'autre et d'une personne à l'autre, selon la localisation géographique, le poids de la personne...

Nous sommes bombardés en permanence par des particules du rayonnement cosmique dont des centaines nous traversent à chaque seconde. Des roches comme le granit, symbole d'inaltérabilité et de pérennité, contiennent des traces d'uranium légèrement radioactif. S'asseoir sur un bloc de granit ou passer à proximité c'est s'exposer aux rayons gamma émis par l'uranium et ses descendants.  

( radioactivité naturelle et cosmique )

A travers notre alimentation ou en respirant nous assimilons des éléments radioactifs qui ont été produits par les rayonnements cosmiques ou qui sont contemporains de la formation du système solaire. Nous sommes nous mêmes radioactifs, huit mille atomes de potassium-40 et de carbone-14 se désintègrent par seconde dans notre corps.

La principale source de radioactivité naturelle est un gaz rare, le radon issu de la chaîne de désintégrations de l'uranium. Le radon, inerte du point de vue chimique, présenterait peu de dangers si ses produits de désintégration, également radioactifs, ne se déposaient dans les poumons. En plus de la nature du sol, les matériaux de construction d'une habitation et son aération sont déterminants pour l'exposition au radon.

Il faut souligner qu'une exposition de 2,4 mSv représente une dose faible. Dans certaines parties de l'Inde, de la Chine ou du Brésil l'exposition naturelle atteint 10, voire 50 millisieverts par an (20 fois la moyenne française). Le fait que les organismes vivants s'en soient accommodés, se développant sans encombres depuis des millions d'années même dans ces zones surexposées, suggère que les doses de radioactivité de quelques millisieverts sont effectivement faibles, et sans conséquences sur le développement humain.