Processes and dynamics of radiocaesium cycling in Chernobyl-contaminated pine forests : a multi-scale approach
(2003)
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- Delvaux, Bruno
- Abstract
- Suite à l'accident de Tchernobyl, de grandes étendues de forêts ont été affectées par des dépôts de radiocaesium dans les pays d'ex-URSS et en Europe. Le radiocaesium (¹³⁷Cs) est un radioélément de longue demi-vie, persistant en écosystème forestier, qui pose particulièrement problème au niveau de la gestion à long terme des forêts contaminées (notamment en termes de valorisation du bois). Quinze ans après la contamination cependant, un certain nombre d'incertitudes existent toujours en ce qui concerne la quantification des processus de recyclage et d'accumulation du ¹³⁷Cs dans les arbres. En particulier, l'approche classique basée sur le calcul des facteurs de transfert (FT) statiques qui ne permet pas de rendre compte de la complexité des phénomènes impliqués. Dans ce domaine, notre étude consiste en une approche originale du recyclage du ¹³⁷Cs à l'échelle de l'écosystème, basée sur l'évaluation des facteurs clés au niveau du sol et de l'arbre, et orienté vers le développement d'outils appliqués de gestion des forêts contaminées. La précision des modèles existants pour la redistribution du ¹³⁷Cs en forêt est d'abord évaluée, mettant en évidence des différences significatives entre les prédictions des modèles, notamment au niveau de l'évolution du contenu ¹³⁷Cs dans les compartiments pérennes de l'arbre (bois). Pour identifier l'origine de ces différences, les flux de ¹³⁷Cs au niveau de l'arbre ont été déterminés dans une séquence de peuplement de Pin sylvestre (Pinus sylvestris L.) contaminés de la région de Gomel (Biélorussie). Les résultats relèvent l'importance relative de la retranslocation du ¹³⁷Cs entre les compartiments de l'arbre, qui n'est généralement pas prise en compte pour les modèles, comparée au prélèvement racinaire à partir du sol. De plus, dans les peuplements âgés, le taux actuel d'accumulation du ¹³⁷Cs ne reflète pas le contenu total en ¹³⁷Cs dans l'arbre, confirmant le rôle clé du bois comme puits de ¹³⁷Cs et suggérant un effet rémanent des processus d'interception par la canopée et d'incorporationb dans l'arbre au moment du dépôt. Dans ces conditions, un nouvel indice reflétant le taux actuel d'accumulation du ¹³⁷Cs dans le bois (WIP, wood immobilisation potential), est proposé comme alternative au FT. Dans les peuplements étudiés, le WIP a pu être corrélé avec le pool de ¹³⁷Cs biodisponible dans le sol, ce qui ouvre des perspectives en termes de modélisation de l'accumulation du ¹³⁷Cs dans le bois. Ces différents résultats ont été intégrés dans un nouveau modèle conceptuel de recyclage du ¹³⁷Cs, basé sur les calcul de flux et incluant en particulier un pool de retranslocalisation. L'utilisation d'un tel modèle à grande échelle nécessite de prendre également en compte les incertitudes liées à la variationspatiale des dépôts en ¹³⁷Cs et des caractéristiques des écosystèmes. Cet aspect est illustré via une étude de faisabilité consacrée à la valorisation du bois contaminé comme biocarburant dans le district de Polessie (Ukraine). Indépendamment de l'intérêt potentiel de cette de cette option de remédiation, l'analyse révèle que sa mise en oeuvre concrète nécessiterait des développements complémentaires au vu de l'importante hétérogénéité des dépôts en ¹³⁷Cs et de la faible précision des ressources cartographiques disponibles.
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Citations
Goor, F. (2003). Processes and dynamics of radiocaesium cycling in Chernobyl-contaminated pine forests : a multi-scale approach. https://hdl.handle.net/2078.5/98318