L'exposition au rayonnement
                cosmique dans l'avion

Facteurs d'influence

L'exposition augmente avec l'altitude L'exposition varie avec la latitude L'exposition dépend de la durée de vol

La protection du personnel navigant

La réglementation européenne L'évaluation des doses de rayonnement reçues lors des vols Principe d'utilisation de S.I.E.V.E.R.T. Le calcul des doses par S.I.E.V.E.R.T. La validation des données dosimétriques

L'exposition au rayonnement                     cosmique dans l'avion

	Facteurs d'influence

L’exposition augmente avec l'altitude, car l’atmosphère absorbe une partie du rayonnement cosmique. Elle dépend aussi de la route empruntée par l'avion. Quant à la dose reçue, elle varie bien évidemment avec le temps passé en vol. Les personnels navigants des avions sont par conséquent plus exposés que les voyageurs occasionnels.

L'exposition augmente avec l’altitude

Au fur et à mesure que l’on gagne en altitude, la couche d’atmosphère protectrice se faisant plus mince, on est plus exposé au rayonnement cosmique.
À l’altitude de croisière des avions de ligne, soit 10 000 à 12 000 mètres, le rayonnement cosmique est environ 100 à 300 fois plus intense qu’au niveau de la mer. A bord du Concorde, qui vole à 18 000 mètres, le débit de dose est quasiment deux fois plus élevé qu'à bord des avions subsoniques.

L'exposition varie avec la latitude

En raison de la barrière constituée par le champ magnétique terrestre, les particules du rayonnement cosmique sont plus nombreuses aux latitudes élevées, proches des pôles, qu'à proximité de l’équateur. En fonction des latitudes de la route empruntée par l’avion, on sera donc plus ou moins exposé au rayonnement.

L'exposition dépend de la durée de vol

Pour un vol donné, la dose totale de rayonnement cosmique reçue est directement proportionnelle à la durée d’exposition, donc à la durée du vol.

Des mesures effectuées à bord d’avions durant les années 1990 ont montré que le personnel navigant (sur des vols long-courriers) reçoit une dose moyenne du même ordre de grandeur que celle due à l’exposition à la radioactivité naturelle en France.

Pour recevoir une dose d'un millisievert
17 mois à Paris
9 mois dans le Limousin
7 vols aller-retour Paris-Tokyo ou San Francisco
13 vols aller-retour Paris-New-York en Concorde
1 jour 1/2 à bord de MIR (altitude 400 km)

Mappemonde des trajets d’avion avec les doses reçues

Mesures réalisées sur des routes représentatives des différentes situations d'exposition aux rayonnements cosmiques. Dans les cercles, est mentionné le débit d'équivalent de dose ambiant moyen sur le vol en microsieverts par heure (µSv/h). La dose totale est donnée pour un aller-retour en millisievert (mSv), pour le vol Paris-New York, la mesure est effectuée en Concorde.

La protection du personnel navigant

En raison de son activité professionnelle, le personnel navigant peut recevoir en un an une dose efficace de quelques mSv. La réglementation européenne adoptée en 1996 impose ainsi aux entreprises exploitant des avions de surveiller l’exposition de leur personnel navigant. En France, les pouvoirs publics ont mis le système S.I.E.V.E.R.T. (Système Informatisé d'Evaluation par Vol de l'Exposition au Rayonnement cosmique dans les Transports aériens) à la disposition des employeurs. Cet outil d’évaluation des doses a été mis au point par la Direction générale de l’aviation civile (DGAC) et ses partenaires : l'Institut de protection et de sûreté nucléaire (IRSN), l'Observatoire de Paris et l'Institut français de recherche et de techniques polaires (IPEV).

La réglementation européenne

La directive européenne n° 96-29 EURATOM du 13 mai 1996 a modifié de manière substantielle les normes de protection sanitaire de la population et des travailleurs contre les dangers résultant des rayonnements ionisants. Elle a été transposée en droit français par l’ordonnance n° 2001-270 du 28 mars 2001.

En savoir plus...

La prise en compte de l’exposition aux rayonnements naturels est l’une des innovations de la directive européenne. Concernant la protection du personnel navigant, l'article 42 prévoit les dispositions suivantes :
“ Chaque État membre prend les dispositions nécessaires pour que les entreprises exploitant des avions prennent en compte l’exposition au rayonnement cosmique du personnel navigant susceptible de subir une exposition supérieure à 1 mSv par an. Les entreprises prennent les mesures appropriées, afin notamment
  - d’évaluer l’exposition du personnel concerné,
  - de tenir compte de l’exposition évaluée pour l’organisation des programmes de travail, en vue de réduire les doses du personnel navigant fortement exposé,
  - d’informer les travailleurs concernés des risques pour la santé que leur travail comporte,
  - d’appliquer l’article 10 au personnel navigant féminin. ”

L’article 10 de la directive concerne la protection particulière pendant la grossesse. Lorsqu’elle a informé l’employeur de son état, une femme enceinte ne doit plus être affectée à une activité en vol dès lors que la dose équivalente reçue par l’enfant à naître jusqu'à la fin de la grossesse est susceptible de dépasser 1mSv.

L’évaluation des doses de rayonnement reçues lors des vols

En France, le Système Informatisé d’Evaluation par Vol de l’Exposition au Rayonnement cosmique dans les Transports aériens -acronyme : “S.I.E.V.E.R.T.” - est mis à la disposition des compagnies aériennes pour les aider à appliquer l’article 42 de la directive européenne. Ce service, à caractère professionnel, est disponible sur un serveur Internet accessible aux seules entreprises qui en ont fait la demande auprès de la DGAC. Toutefois, une partie publique permet à un passager d’estimer la dose reçue lors d’un voyage.
Le système fournit des valeurs d’exposition qui tiennent compte des routes empruntées par les avions. Ces valeurs sont calculées à partir de modèles vérifiés sur plusieurs dizaines de vols avec une marge d’incertitude satisfaisante. En outre, en cas d’éruption solaire, le système S.I.E.V.E.R.T. permet d’en évaluer l’impact sur la dose reçue.

S.I.E.V.E.R.T. est un outil adapté à la dosimétrie de l’exposition du personnel navigant au rayonnement cosmique. Il ne nécessite pas de compétences particulières en matière de radioprotection au sein de la compagnie aérienne. Il ne génère pas de contrainte d’utilisation pour le personnel comme c’est le cas avec des dosimètres individuels.

S.I.E.V.E.R.T. doit permettre une bonne application de la réglementation pour au moins trois raisons. Tout d’abord, les résultats obtenus sont suffisamment proches de la réalité pour ne pas sous-estimer les doses reçues par le personnel. Ensuite, le mode d’évaluation des doses de rayonnement est le même pour toutes les compagnies aériennes. Enfin, si des vérifications s’avéraient nécessaires à l'avenir, des calculs de dose rétrospectifs pourraient toujours être réalisés.

Le principe d’utilisation de S.I.E.V.E.R.T. est simple. L’entreprise prépare un fichier des vols effectués ou envisagés et le dépose à l’adresse Internet de S.I.E.V.E.R.T. Le système complète ensuite le fichier en ajoutant la dose reçue lors de chaque vol. Les doses sont calculées, en fonction des caractéristiques des vols, à partir de données dosimétriques validées par l'IRSN.
Plus l’information sur la route empruntée est détaillée, plus la valeur de la dose est fiable. Si l’information est minimale, la dose est évaluée à partir d’une route standard. A ce stade, les données ne sont pas nominatives et le fichier des doses par vol peut être conservé pour des vérifications ultérieures. Il appartient ensuite aux employeurs de cumuler les doses reçues au cours des trajets effectués par chaque membre du personnel navigant. Ces informations sont mises à la disposition de la personne concernée et communiquées au médecin du travail et à l’IRSN.

Au cœur de S.I.E.V.E.R.T., l’espace aérien, découpé en zones d’altitude, de longitude et de latitude, forme une cartographie de 265 000 mailles. A chacune des mailles, l'IRSN a affecté une valeur de débit de dose. Le calculateur de S.I.E.V.E.R.T. évalue le temps passé par l’avion dans chaque maille et en déduit la dose reçue. Le cumul des doses reçues dans chaque maille donne la dose reçue lors du vol.

Tous les mois, la cartographie des débits de dose est validée par l'IRSN. Pour cela, cet organisme dispose de plusieurs moyens. Le calcul, tout d’abord, permet de renseigner globalement et de façon prévisionnelle chaque maille de l’espace aérien en tenant compte des cycles d’activité solaire. Des mesures du rayonnement, à l’aide de dosimètres installés au sol et dans des avions, permettent ensuite de confirmer et éventuellement de corriger les valeurs obtenues. En cas d’éruption solaire notable, une cartographie spécifique est créée puis validée. Les astrophysiciens de l'Observatoire de Paris sont alors appelés en renfort pour estimer l’impact de l’éruption. Le délai pour réaliser cette étude complexe est assez long. Il faut donc attendre quelques semaines avant de pouvoir calculer les doses reçues lors des vols effectués pendant l’éruption.