Les experts
          vous en disent plus

Pierre Lantos (astrophysicien
à l’Observatoire de Paris-Meudon)

Margot Tirmarche
(épidémiologiste à l’IRSN)

Laurence Lebaron
(médecin à l’IRSN)

Les experts
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Pierre Lantos (asrophysicien à l'Observatoire de Paris)

- Le “ cycle solaire ” et son influence sur la Terre

“ Le cycle solaire", dont la durée moyenne est de onze ans mais qui peut varier de 9 à 14 ans, est un phénomène lié à la fréquence d’apparition des taches solaires. Ces taches, dues à la présence de champs magnétiques forts, sont des régions un peu plus froides que le reste de la surface de l’astre. Les taches évoluent en quelques jours. Elles peuvent donner naissance à des éruptions solaires dont les plus intenses, d’une durée de quelques heures, perturbent l’environnement spatial de la Terre.

De nombreux effets sont déclenchés par les éruptions : perturbations des télécommunications, des systèmes de positionnement comme le GPS, de l’orientation et du fonctionnement des satellites. Les protons d'origine solaire accélérés lors d’une éruption induisent des doses s’ajoutant à celles dues aux rayons cosmiques provenant de la Galaxie. Une surveillance des vols spatiaux habités est nécessaire. Elle l'est à bord de la Station Internationale et le sera plus encore quand des vols habités vers la Lune ou vers Mars seront envisagés. Les avions sont mieux protégés grâce à l’atmosphère terrestre, mais les plus grandes des éruptions peuvent être détectées à leurs altitudes. La prévision des éruptions quelques jours à l’avance est une pratique courante, mais on ne peut pas actuellement dire dans quelle mesure leurs protons seront suffisamment énergétiques pour donner des effets notables à l’altitude des avions.

En moyenne une éruption par an est détectable en avion par des dosimètres ou, au sol, par les“moniteurs à neutrons” qui permettent de suivre le flux des particules en continu. Sur les cinquante dernières années, seize ont donné des doses notables à bord des avions. Parmi elles, deux seulement se singularisent : l’une, en septembre 1989, qui a représenté l’équivalent d’un mois environ de rayonnement cosmique et l’autre en février 1956 qui aurait, d’après les calculs les plus pessimistes, pu équivaloir à un an de ce même rayonnement.

Lorsque le cycle solaire est à son maximum, comme en l’an 2000, les taches sont plus fréquentes et par voie de conséquence, les éruptions le sont aussi. Mais inversement, en raison de l’activité solaire, les rayons cosmiques d'origine galactique ont plus de difficulté à se propager dans le système solaire. A bord d’un avion, la dose reçue du fait du rayonnement cosmique est alors diminuée de 30 à 50 %. ”

- Les moyens d’observation

" L’activité solaire est observée en permanence par des stations au sol (dans le domaine visible et en radio-astronomie) et par satellites (comme le satellite européen SOHO). Le rayonnement cosmique et les éruptions importantes pour les doses reçues à bord d’avions sont surveillés par un réseau mondial de “ moniteurs à neutrons ”. Une cinquantaine existent dans le monde.
Ces instruments détectent les particules secondaires atteignant le sol. L’Institut français pour la recherche et la technologie polaires de Brest (IPEV) en possède deux : l’un aux îles Kerguelen (Océan Indien) et l’autre en Terre Adélie (Antarctique), qui fournissent chaque jour, grâce une liaison informatique par satellite, les données nécessaires au système S.I.E.V.E.R.T. Une valeur du flux de particules est enregistrée chaque minute, permettant ainsi de suivre d’une manière détaillée l’évolution des éruptions. "
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Exemple d'observation d'éruption solaire du 15 avril 2001

Mesure des particules secondaires reçues au sol dans les régions polaires, lors de l'éruption solaire du 15 avril 2001. L'axe vertical indique l'augmentation par rapport au niveau du rayonnement cosmique avant l'éruption. On notera que la montée du flux de particules est rapide : ici elle a eu lieu en moins d'une heure.

ITW Margot Tirmarche (épidémiologiste à l’IRSN)

- Pourquoi recourir à l’épidémiologie pour évaluer
les effets de la radioactivité sur la santé ?

Si on excepte les irradiations à doses très élevées, qui déclenchent à coup sûr des syndromes connus dans les heures ou jours qui suivent, les rayonnements ionisants ont des effets aléatoires à long terme, principalement le cancer. Il est impossible d’affirmer a priori qu’une irradiation aura des conséquences à long terme sur une personne, tout au plus peut-on parler de probabilité d’apparition de pathologies. Les études épidémiologiques à long terme constituent la seule manière d’évaluer cette probabilité, en déterminant la fréquence d’apparition de pathologies dans des populations exposées. Ce sont aussi les seules études portant sur des populations humaines en conditions réelles, et non sur des cultures de cellules ou des animaux en laboratoire.

Ces études présentent cependant des limites. Tout d’abord, il n'y a pas de cancer spécifique dû aux radiations : à ce jour, on ne peut pas distinguer un cancer radio-induit de ceux dus à une toute autre cause. Nous en sommes donc réduits à rechercher une éventuelle augmentation de la fréquence des cancers, dans la population exposée, comparativement à une population de référence, non exposée… Pour les faibles doses, cette augmentation est difficile à mettre en évidence, en raison de la multiplicité des autres facteurs pouvant intervenir dans l’apparition de la pathologie.

Incidence des cancers consécutifs
aux bombardements d'Hiroshima et Nagasaki

Ces chiffres donnent les valeurs de la mortalité par cancer à la suite des bombardements de Hiroshima et Nagasaki. Les chiffres qualifiés "d’observés" correspondent au nombre de cancers effectivement observés parmi la population exposée. Les chiffres qualifiés "d’attendus" correspondent au nombre de cancers dans une population comparable à la population des villes japonaises, mais non irradiée. A noter que les 200 000 victimes immédiates sont essentiellement décédées des effets mécaniques et thermiques des explosions.

- Quels sont les principaux enseignements ?

Ce sont les études portant sur les survivants des bombardements d'Hiroshima et de Nagasaki et certaines études des populations exposées en milieu professionnel, comme par exemple les mineurs d’uranium, qui nous apportent la plupart des informations sur les risques de cancers radio-induits.

Au Japon, la reconstitution des doses individuelles reçues lors des explosions atomiques conduit à des valeurs qui varient entre 0 et plus de 3 Gray (moyenne 0,2 Gy) en une seule fois. Par rapport à une population comparable mais non irradiée, un excès de 87 leucémies a été observé, (soit une augmentation de fréquence de 40 %), ainsi que 334 cancers solides (4 %) pour les 86 500 personnes surveillées, touchant les poumons, l’estomac, le côlon, l’œsophage, la vessie et le sein chez les femmes. Il existe bien une relation linéaire entre la dose reçue (estimée) et la probabilité d’apparition d’un cancer, confirmée par l’étude sur les mineurs d’uranium (cancer du poumon dû au radon).

- A-t-on mené de telles études sur le personnel navigant
des avions commerciaux ?

Oui, mais elles portaient sur des effectifs réduits, et les études avaient d’évidentes limites méthodologiques, ne serait-ce qu'à cause de la difficulté à reconstituer la dose reçue par une personne pendant sa carrière. Il faut rappeler que les personnels navigants reçoivent en moyenne quelques millisieverts par an (en plus de la radioactivité naturelle). À cette dose, les risques supplémentaires d’apparition d’un cancer, s’ils existent, sont très faibles, donc extrêmement difficiles à déceler.

Plusieurs études européennes sont actuellement en cours afin de mettre en évidence un éventuel risque de cancer pouvant être en relation avec l’exposition professionnelle du personnel navigant.

Laurence Lebaron (médecin à l’IRSN)

- Comment les rayonnements agissent-ils sur l’organisme ?

A très forte dose, les dégâts sur l’ADN sont tels que les cellules meurent. La gravité des effets dépend donc directement de la dose et va de troubles transitoires à des syndromes graves ou mortels.

En revanche, pour les doses plus faibles qui nous intéressent ici, les cellules peuvent réparer l’ADN et restaurer l’intégralité du message génétique. Mais il peut arriver qu’elles commettent des erreurs, mutent et deviennent cancéreuses (toutes les mutations ne mènent pas au cancer, bien entendu). Ce sont des effets aléatoires : plus il y a de cellules touchées, plus grande est la probabilité que l’une d’entre elles soit à l’origine d’un cancer plusieurs années après. C’est donc la probabilité d’apparition des effets qui augmente avec la dose. Cependant si un cancer survient, sa gravité est indépendante de la dose.

Les effets strictement médicaux n’ont rien de spécifique : les cancers radio-induits ne sont pas différents des autres. Simplement, l’ADN étant plus vulnérable pendant sa réplication, les tissus ou organes dont les cellules se divisent activement sont les plus sensibles. On observe donc des leucémies (dues aux atteintes de la moelle osseuse), et des cancers du poumon, du côlon ou de l’estomac. Le sein, chez la femme, et la thyroïde, chez les enfants, sont également très sensibles.

Si un gamète touché subit une mutation et s'il participe à une fécondation, l’anomalie génétique sera transmise à l’embryon. On a ainsi observé des effets génétiques sur la descendance d’animaux, mais jamais chez l’homme, même parmi les survivants des bombardements atomiques (Hiroshima et Nagasaki) et d’accidents (Tchernobyl). Le risque, s’il existe, est très faible.