ll y a dix ans jour pour jour, la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi, située juste en face de l'océan, est heurtée par un mur d'eau de près de 15 mètres de haut. L'archipel vient d'être frappée par un terrible tsunami provoqué par un séisme sous-marin d'une amplitude inédite. La centrale est alors privée de courant, et ses groupes électrogènes de secours, noyés, ne fonctionnent plus. Ne pouvant plus être refroidis, les cœurs de trois de ses six réacteurs entrent en fusion et plusieurs explosions surviennent les jours suivants. C'est la plus grande catastrophe nucléaire après celle de Tchernobyl en 1986.
Ce triple événement a causé la mort et la disparition de plus de 18.000 personnes au Japon. Les explosions, qui ont rompu l'enceinte de confinement des réacteurs détruits, ont aussi eu des conséquences majeures pour l'environnement, avec le rejet de quantités importantes de substances radioactives dans l'atmosphère contaminant les terres aux alentours. Parmi ces substances, le césium 137, un des produits de fission de l'uranium.
"Aujourd'hui, on retrouve du césium 137 un peu partout dans le monde, suite aux essais des bombes nucléaires atmosphériques réalisés dans les années 60. Pour nos recherches, nous l'utilisons comme traceur de l'érosion car il reste fixé sur les argiles. Mais lorsqu'il est présent en concentration élevée, c'est plus qu'un traceur, c'est un polluant", explique Olivier Evrard, chercheur au Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement, qui s'est rendu régulièrement sur place pour effectuer des mesures.
Une zone grande comme la Corse
Deux ans plus tard, les autorités japonaises entament alors un vaste programme de décontamination des sols sur une zone de 9.000 mètres carrés, soit l'équivalent, peu ou prou, de la Corse. Le chantier est colossal. Quelque 16.000 ouvriers sont mobilisés et la région est transformée par les balais incessants de camions.
"La décontamination a consisté à décaper la surface du sol, sur une épaisseur de cinq centimètres, sur toutes les zones cultivées et résidentielles", explique Olivier Evrard.
Cette stratégie vise justement à se débarrasser du césium 137, le radionucléide représentant le plus de risque pour la population. Or celui-ci est piégé par l'argile qui se trouve dans les premiers centimètres de terre, explique le Journal du CNRS.
Débuté en 2013, le chantier s'est seulement achevé en 2019, pour un coût faramineux de 24 milliards d'euros, porté par l'Etat japonais. Heureusement, les efforts de ce chantier titanesque n'ont pas été complètement vains. Dans une synthèse d'une soixantaine de publications scientifiques publiée en 2019, des chercheurs estiment qu'il a permis de réduire les concentrations en césium d'environ 80% dans les zones traitées.
Les forêts, ces réservoirs de contamination
Malgré ce succès apparent, de nombreuses inconnues et limites subsistent. D'abord, les forêts qui recouvrent les trois-quarts de la zone, n'ont pas été décontaminées en raison de difficultés techniques et économiques évidentes. Comment décontaminer à grande échelle dans un terrain accidenté, sans déforester ? "En forêt, la majorité du césium est d'abord retombée sur les résineux. Or, les conifères ont des cycles de renouvellement de 9 ans", pointe Olivier Evrard. Les mesures réalisées montrent qu'une partie du césium a ensuite été transférée dans la partie superficielle du sol.
"Les zones montagneuses et boisées constituent ainsi un réservoir à long terme de césium et une source importante pour la recontamination future de l'environnement, au-delà des seules zones boisées", pointe Shaun Burnie, expert du nucléaire pour Greenpeace East Asia.
Par ailleurs, selon l'ONG anti-nucléaire, de nombreuses municipalités concernées n'ont été décontaminée qu'en partie seulement. Dans un nouveau rapport, elle estime ainsi que seule 15% de la zone a été effectivement décontaminée.
A ces premières limites aux travaux de décontamination, s'ajoute la zone la plus contaminée, dite de "difficile au retour", qui couvre une surface de 336 km2 autour de la centrale de Fukushima. Aujourd'hui, elle est encore fermée au public, mais elle doit progressivement être rouverte à la population, sans travaux de décontamination, pourtant prévus initialement par les autorités. Une décision qui interroge et qui laisse supposer que le rapport coût/bénéfice des premiers travaux n'a pas convaincu.
Huit piscines olympiques de déchets
L'autre grande interrogation, c'est la gestion des déchets. Les travaux ont généré des quantités astronomiques de terres contaminées : plus de 20 millions de mètres cubes de déchets, soit l'équivalent de huit piscines olympiques. Ils ont d'abord été entreposés dans de grands sacs, appelés "big bags", éparpillés dans différentes parcelles, avant d'être stockés dans des sites dédiés, mais temporaires, localisés dans la zone encore fermée au public. "A l'horizon 2045,2050, ils sont censés partir ailleurs", indique le chercheur du CEA. "Certains articles de la presse locale rapportent que l'objectif est de limiter la quantité de matière qui devra être stockée de manière pérenne", ajoute-t-il. Les autorités envisageraient ainsi de réutiliser les sacs de terre les moins contaminés pour faire des remblais.
Les sacs où la terre est la plus contaminée sont, eux, destinés à être stockés durablement, mais cette solution n'est pas non plus satisfaisante car il faudrait pouvoir réussir à extraire le césium de la terre pour le retraiter et récupérer la partie dépolluée.
"Aujourd'hui, il existe plusieurs techniques potentielles pour retraiter le césium. Des collègues du CEA ont notamment développé une mousse de flottation permettant de faire remonter certains argiles et donc le césium. Cette approche a été testée par Veolia et Orano, mais elle reste encore à l'état de prototype et il faut pouvoir passer à l'échelle industrielle", expose Olivier Evrard.
Une autre piste étudiée consistait à cultiver sur ces terres contaminées des végétaux capables d'extraire le césium, pour éviter de devoir les décaper. Une méthode baptisée phytoremédiation.
"Mais cette approche n'est pas efficace car cela demande beaucoup trop de cycles de culture pour arriver à des résultats satisfaisants. Par ailleurs, que faire de la biomasse contaminée?", souligne le chercheur.
La fin des cultures alimentaires ?
Se pose enfin la question de la réutilisation des terres. Après avoir décapé le sol, les autorités japonaises ont saupoudré les terres décontaminées de granit concassé, ce qui a donné une apparence jaune à des sols d'origine volcanique et donc initialement noirs.
"Cela pose énormément de questions en termes de fertilité des sols", pointe Olivier Evrad.
L'une des pistes qui pourrait être privilégiée sont des cultures à usages non alimentaires, destinées à la production de biocarburants ou de biomatériaux, comme les cultures de miscanthus (aussi appelé herbe à éléphant) et de chanvres.
Seul problème pour les agriculteurs : prendre cette voie, c'est reconnaître indirectement que leurs terres sont devenues impropres à des cultures alimentaires alors qu'elles étaient initialement dédiées à la culture du riz et du sarrasin. Aujourd'hui, des études montrent que le transfert du césium restant dans le sol vers ces plantes est faible, mais cela ne suffit pas à rassurer la population, pour qui la perception du danger sanitaire reste très élevée.
Moins de 30% de la population de retour
Pour l'heure, peu de terrains ont été réexploités. Notamment pour des raisons techniques, les travaux de décontamination à l'échelle industrielle ayant abîmé les réseaux de drainage.
"Moins de 30% de la population est revenue et ce sont souvent des personnes très âgées", note Olivier Evrard.
Pour mieux appréhender cette dimension sociologique, le CNRS a monté un programme de recherche international et interdisciplinaire baptisé Mitate Lab, que codirige Olivier Evrard avec la sociologue Cécile Asanuma-Brice. Objectif : explorer les conséquences de la catastrophe d'un point de vue environnemental mais aussi humain.
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Retrouvez cette semaine, notre série Fukushima, 10 ans après
- Episode 1 : EDF doit faire encore faire plus pour la sûreté de ses centrales nucléaires
- Episode 2 : "L'accident a perdu son caractère exceptionnel"
- Episode 3 : La filière nucléaire en opération séduction auprès des étudiants
- Episode 4 : La décontamination des sols reste un casse-tête
- Episode 5 : L'Allemagne postnucléaire veut être championne de l'hydrogène vert
- Episode 6 : Comment Fukushima a permis à Veolia de se renforcer dans la robotique nucléaire
- Episode 7 : A Fessenheim, des projets de reconversion freinés par la faune et la flore
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