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Traitement des eaux souterraines

  1. De la radioactivité dans les eaux souterraines ? Qu'en est-il ?
  2. Quels facteurs contribuent à la présence de matériaux NORM dans les installations de traitement des eaux souterraines ?
  3. Quels sont les processus concernés ?
  4. Quels sont les résidus NORM typiques du traitement des eaux souterraines ?
  5. La présence de NORM dans le traitement des eaux souterraines comporte-t-elle un risque sanitaire pour les travailleurs, la population ou l'environnement ?
  6. Quels sont les secteurs et entreprises concernés ?
  7. Quelles sont les actions entreprises par l'AFCN par rapport aux eaux souterraines et aux installations de traitement de ces eaux ?
  8. Références et liens utiles
  9. Personnes de contact
     

1. De la radioactivité dans les eaux souterraines ? Qu'en est-il ?

La radioactivité, issue de la décroissance d'uranium et de thorium naturel, est présente partout dans l'écorce terrestre.

A la surface de la terre, ces éléments contribuent considérablement au fond de rayonnement naturel. On les retrouve évidemment aussi dans la roche et les sédiments géologiques dans le sous-sol, où il peuvent entrer en contact avec les eaux souterraines. Certains éléments radioactifs, comme le radium, peuvent alors se dissoudre dans l'eau et être transportés par l'écoulement des eaux souterraines. Le pompage des eaux souterraine fait donc remonter ces éléments à la surface, où ils pénètrent dans l'installation de traitement lorsque celle-ci existe.

Toutefois, par définition, les eaux souterraines ne présentent pas des concentrations élevées en substances radioactives naturelles (désignées par l'abréviation « NORM » pour Naturally Occurring Radioactive Material). Les concentrations dans le sous-sol sont hétérogènes et varient en fonction de ses propriétés géologiques. Un même aquifère peut d'ailleurs présenter une forte hétérogénéité entre différents endroits. En outre, la degré de dissolution des éléments radioactifs dépend des propriétés physicochimiques de l'eau (son degré d'acidité, sa dureté, etc.) avec laquelle ils entrent en contact.

2. Quels facteurs contribuent à la présence de matériaux NORM dans les installations de traitement des eaux souterraines ?

Comme mentionné plus haut (voir question 1), la concentration des eaux souterraines en éléments radioactifs naturels dépend des propriétés physicochimiques de l'eau et de la nature géologique de la couche aquifère dans laquelle le pompage a lieu. Certaines roches et certains sédiments (calcaire, schiste) présentent des concentrations plus élevées que d'autres (sable). Plus la concentration en radionucléides des eaux souterraines pompées est élevée, plus leur accumulation dans les installations de traitement sera rapide.

Un deuxième facteur déterminant concerne le débit de pompage dans une période définie. Plus les quantités d'eau traitées en un certain laps de temps sont importantes et plus les radionucléides peuvent s'accumuler dans cette installation.

Un troisième facteur important qui détermine la présence de NORM est évidemment le type de l'installation de traitement.

3. Quels sont les processus concernés ?

L'épuration physique ou chimique de l'eau au moyen de filtres à sable, d'anneaux de déferrisation, d'adoucisseurs ou de résines échangeuses d'ions peut permettre d'extraire les radionucléides de l'eau, ce qui provoque une accumulation des substances radioactives dans le dispositif de traitement. Par le passé, des concentrations de l'ordre de plusieurs Bq/g de Ra-226 et de Ra-228 ont été observées sur des dispositifs d'épuration et des filtres à sable ou à gravier. A titre de comparaison, les concentrations en radioactivité naturelle dans le sol s'élèvent à quelques dizaines de Bq/kg, soit 100 à 200 fois moins. Dans certains cas, d'autres radionucléides comme l'U-238 peuvent s'accumuler de la même manière que ces NORM.

Dans certaines installations, l'épuration entraîne la formation de boues de précipitation, qui peuvent présenter des concentrations plus élevées. Dans la plupart des cas, les concentrations des boues restent dans la moyenne des valeurs mesurées dans le sol.

Un troisième processus important est le dégazage du radon. Le radon présent dans les eaux souterraines peut s'accumuler dans l'air à l'intérieur des stations de traitement, parfois jusqu'à des valeurs de plusieurs milliers de Bq/m³. C'est de l'ordre de deux à trois plus que la concentration moyenne en radon dans les habitations, qui s'élève à environ 50 Bq/m³.

Lors des opérations de nettoyage périodique des filtres, appelées « backwashing », des quantités relativement élevées de radionucléides peuvent entrer dans le circuit des eaux usées.

4. Quels sont les résidus NORM typiques du traitement des eaux souterraines ?

Comme indiqué à la question 3, le risque principal d'accumulation de NORM se situe au niveau des dispositifs d'épuration et donc des résidus qui en résultent (sable, gravier, résines, etc.).

En outre, ces NORM peuvent également s'accumuler dans les boues à l'intérieur des installations ou dans le cas d'un traitement des eaux par précipitation. De plus, il se peut que des opérations de backwashing polluent périodiquement des eaux usées.

5. La présence de NORM dans le traitement des eaux souterraines comporte-t-elle un risque sanitaire pour les travailleurs, la population ou l'environnement ?

Travailleurs

Le risque principal d'exposition des travailleurs est lié au dégazage du radon dans les stations de traitement, surtout si celles-ci ne sont pas suffisamment aérées. Les doses reçues peuvent être estimées sur base d'une mesure de la concentration de l'air en radon et d'une estimation de la durée de l'exposition des travailleurs. Des mesures correctrices peuvent éventuellement être prises en fonction des résultats de cette analyse (aération, restriction d'accès).

Les opérations de maintenance dans les installations de traitement (remplacement, nettoyage) et l'évacuation des résidus présentent également un risque en cas de concentrations accrues en radionucléides naturels. Il est alors surtout question d'exposition externe et d'inhalation de particules. Le risque d'exposition peut être réduit en portant un équipement de protection personnel lors des activités de maintenance et en appliquant des procédures de sécurité et de monitoring. 

Population et environnement

Le principal risque pour la population et l'environnement a trait à l'évacuation et au traitement non contrôlés des résidus NORM (voir question 4) dépassant les niveaux d'exemption fixés pour les résidus NORM.

Le traitement et l'évacuation de ces résidus sont toutefois des activités professionnelles qui doivent être déclarées auprès de l'AFCN (voir le dossier Industries NORM). L'AFCN est chargée de vérifier la sûreté de la destination finale de ces résidus. Ces résidus ne peuvent aboutir qu'à certains endroits spécifiques, dans des entreprises de traitement enregistrées auprès de l'AFCN, où le risque radiologique pour la population et l'environnement est évalué et surveillé. Le risque d'exposition à ces résidus NORM est dès lors négligeable pour la population ou l'environnement.

De surcroît, les eaux usées provenant des opérations de backwashing doivent être contrôlées. Avant de pouvoir être rejetées dans l'environnement, ces eaux sont contrôlées pour voir si elles respectent les normes de rejets de radionucléides fixées dans la législation.

La présence éventuelle d'éléments radioactifs naturels dans les eaux souterraines est évidemment un facteur essentiel lorsque ces eaux sont utilisées comme eau potable ou à des fins de préparation de denrées alimentaires (voir question 6). Le contrôle de la qualité radiologique de cette eau est réglementé dans une directive cadre européenne sur l'eau potable (2013/51/EURATOM ; voir question 7).

6. Quels sont les secteurs et entreprises concernés ?

En principe, chaque entreprise active dans le traitement des eaux souterraines peut être confrontée aux NORM dans ses installations.

Comme la présence d'éléments radioactifs naturels dans le sous-sol n'est pas homogène et que l'utilisation et le type de traitement de l'eau peuvent différer sensiblement d'un utilisateur à l'autre, il n'est pas possible de tirer des généralités sur la présence des NORM. Le risque de présence de NORM dépend donc principalement des facteurs de risques : la nappe d'eau forée, le débit et le type d'installations de traitement présentes.

Les eaux souterraines constituent une matière première dans des secteurs variés. Ainsi, notre eau potable provient en grande partie du captage d'eaux souterraines effectué par les producteurs d'eau potable. En outre, les eaux souterraines sont utilisées en grandes quantités dans la préparation de boissons et de denrées alimentaires. Dans ces secteurs, il est donc essentiel de contrôler la présence de radionucléides dans l'eau, tant au sein des installations (les aspects NORM) qu'après le traitement (directive cadre européenne sur l'eau potable, voir question 7).

Les eaux souterraines sont également très souvent utilisées dans le processus de production des entreprises industrielles, notamment dans des dispositifs de refroidissement ou pour le nettoyage de composants.

7. Quelles sont les actions entreprises par l'AFCN par rapport aux eaux souterraines et aux installations de traitement de ces eaux ?

Les concentrations élevées des eaux souterraines en radioactivité naturelle et la présence de NORM dans les installations de traitement des eaux constituent deux facettes d'une même problématique qui relève du domaine de compétence et des missions de l'AFCN.

Le traitement des eaux souterraines est défini dans la réglementation relative à la radioprotection comme une « activité professionnelle mettant en jeu des sources naturelles de rayonnement » (également désigné par le terme ‘industrie NORM').

Cela signifie concrètement que cette activité doit être déclarée auprès de l'AFCN et qu'une évaluation des risques et des doses doit être effectuée sur base de la situation spécifique de l'installation en question. Les analyses, mesures et informations techniques doivent permettre d'évaluer l'impact radiologique sur les travailleurs, la population et l'environnement. Les aspects pratiques de la déclaration sont décrits dans le dossier Industries NORM.  

La production d'eau potable et l'utilisation d'eau dans la préparation de denrées alimentaires doivent respecter la directive cadre 2013/51/EURATOM de la Commission européenne, qui prévoit des contrôles périodiques de la qualité radiologique de l'eau, à l'instar de ce qui existe déjà pour la qualité bactériologique et chimique. Cette directive est actuellement transposée dans la réglementation belge, laquelle sera d'application fin 2015.

L'AFCN prévoit une communication proactive sur cette problématique et elle dialogue activement avec les différentes fédérations professionnelles des secteurs concernés.

8. Références et liens utiles

9. Personnes de contact :

Stéphane Pepin : 02/289.20.69 – email : stephane.pepin@fanc.fgov.be
Geert Biermans : 02/289.21.36 – email : geert.biermans@fanc.fgov.be