Accident de Fukushima Daiichi (Japon - 2011)

Données clés sur les conséquences environnementales, le retour des populations dans les territoires évacués, le traitement des déchets ainsi que les rejets en eaux tritiées issus de la centrale de Fukushima Daiichi.

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Depuis 2011, les autorités japonaises effectuent régulièrement une cartographie aérienne du débit de dose gamma ambiant au niveau de la préfecture de Fukushima. La dernière date de 2024. La figure 1 compare le débit de dose entre mars 2011 et décembre 2024. On constate que globalement le débit de dose ambiant a été divisé par un facteur d’au moins 2. Cette diminution est due en grande partie à la décroissance physique des deux césiums (césium-134 et césium-137^[1]). 

L’accident de la centrale de Fukushima Daiichi a conduit, en mars et avril 2011, au déversement direct dans l’océan Pacifique, d’environ 3,5 PBq (1PBq = 10¹⁵ Bq) de césium-137 et de césium-134. La figure 2 présente l’évolution de l’activité de ces deux radionucléides entre 2011 et 2023 pour trois points de prélèvements situés à proximité immédiate de la centrale de Fukushima Daiichi. Après avoir dépassé plusieurs dizaines de milliers de Bq/L en 2011, les niveaux actuels sont compris entre 0,01 et 0,1 Bq/L pour le césium-137 et un ordre de grandeur inférieur pour le césium-134. A plus grande distance de la côte (> 20 km, points M), les concentrations en césium-137 sont de l’ordre de 0,001 Bq/L. Celles-ci sont du même ordre de grandeur que celles qui étaient observées le long des côtes japonaises avant l’accident et qui avaient pour origine principale les retombées des essais nucléaires atmosphériques.

Pour ce qui concerne les sédiments, les activités en césium-137 et césium-134 pour les points de prélèvements situés au plus près de la centrale (points T-1, T-2, T-3), étaient de l’ordre de quelques centaines à plus d’un millier de Bq/kg en 2011. En 2023, elles étaient comprises entre quelques dizaines et quelques centaines de Bq/kg pour le césium-137 et inférieures à la dizaine de Bq/kg pour le césium-134. Pour les points à plus grande distance de la centrale (> 20 km, points M), les activités massiques varient de 1 à 100 Bq/kg pour le césium-137 et sont de l’ordre du Bq/kg pour le césium-134.

Les dépôts de radionucléides consécutifs à l’accident de la centrale de Fukushima Daiichi en mars 2011 ont contaminé, le Nord-Est du Japon et en premier lieu l’environnement de la préfecture de Fukushima (~ 80% des retombées en milieu terrestre). Le gouvernement japonais a spécifié des restrictions de consommation et de commercialisation des denrées alimentaires produites ou collectées. Les seuils libératoires de ces denrées (en Bq/kg ou Bq/L) sont calculés pour une dose équivalente annuelle maximale (DED, mSv/an) et ont été remplacés par des valeurs limites plus contraignantes à compter de l’année fiscale (FY^[2]) 2012, soit au 1er avril 2012 (Tableau 1), afin de compenser le déficit d’image des productions agricoles des territoires exposés aux dépôts et ainsi rassurer les consommateurs^[3].

Figure 3 : Évolution du nombre de mesures effectuées sur des poissons d’eaux douces de la préfecture de Fukushima entre 2011 et 2025 (ordonnée de gauche) ainsi que de la proportion de mesures au-dessus de la valeur de 100 Bq/kg (ordonnée de droite) (Source : https://www.jfa.maff.go.jp/e/inspection/).

Figure 4 : Évolution du nombre de mesures effectuées sur des poissons d’eau de mer prélevés au large des côtes du Japon entre 2011 et 2025 (ordonnée de gauche) ainsi que de la proportion de mesures au-dessus de la valeur de 100 Bq/kg (ordonnée de droite) (source : https://www.jfa.maff.go.jp/e/inspection/).

Suite à l’accident de la centrale de Fukushima Daiichi, environ 95 000 personnes ont été évacuées de la SDA en 2011. Par ailleurs et dans le même temps, près de 65 000 personnes, habitant hors de la SDA, sont parties volontairement soit ailleurs dans la préfecture de Fukushima, soit dans une autre préfecture. 

Le tableau 2 fournit le taux de retour dans les différentes communes de la SDA à la suite de la levée successive des ordres d’évacuation. Celui-ci varie entre 3% (pour Futaba) et 77% à Kawauchi. Sur l’ensemble de la SDA, le taux de retour des habitants est, 15 ans après l’accident, de l’ordre de 26% (il était de 20% fin 2019).

Tableau 3 : Taux de retour, en septembre 2025, de la population dans les différentes communes de la SDA pour lesquelles les ordres d’évacuation ont été levés (source Tepco)

La figure 10 présente une synthèse de l’ensemble des opérations réalisées au sein de l’ISF, lesquelles peuvent être décrites comme suit :

• En ce qui concerne les déchets issus des opérations de décontamination (terres et végétaux), ceux-ci font d’abord l’objet d’un tri visant à séparer les sols des matières végétales. Les terres sont ensuite stockées dans des compartiments étanches, recouverts de couches de sols non contaminés afin de limiter l’exposition radiologique. Les végétaux, quant à eux, sont incinérés ; les cendres produites sont ensuite compactées puis conditionnées dans des conteneurs en béton.
• S’agissant des matériaux de construction, principalement du bois provenant des habitations détruites lors du séisme de 2011 puis contaminées, ceux-ci sont également incinérés. Les cendres issues de cette combustion sont ensuite traitées selon les mêmes modalités que celles provenant de l’incinération des végétaux.

Comme indiqué précédemment, le volume total de déchets stockés au sein de l’ISF est estimé à environ 14 millions de m³. Parmi ceux-ci, 75 % présentent une faible radioactivité, avec une activité massique inférieure à 8 000 Bq/kg. Les 25 % restants, correspondant à un volume de l’ordre de 3 à 4 millions de m³, dépassent ce seuil.

Dans ce contexte, le gouvernement japonais a décidé de recycler les terres dont l’activité massique est inférieure à 8 000 Bq/kg, notamment en les utilisant pour des travaux publics (remblais de route, digues,…). Cette réutilisation est toutefois conditionnée au respect de la limite réglementaire d’exposition du public, fixée à 
1 mSv/an. Des expérimentations sont actuellement menées afin de démontrer la faisabilité technique et radiologique de ce concept

Pour les déchets dont l’activité massique est supérieure à 8 000 Bq/kg, le gouvernement japonais prévoit de développer des technologies visant à réduire au maximum leur volume. L’objectif est de limiter l’emprise du futur site de stockage définitif et, par conséquent, d’en faciliter l’acceptation sociale. Ce site, dont la mise en service est prévue à l’horizon 2045, sera implanté en dehors de la préfecture de Fukushima.

La figure 12 illustre un exemple des différentes étapes technologiques susceptibles d’être mises en œuvre pour réduire, à des degrés variables, le volume des déchets actuellement stockés dans l’ISF. Ces procédés vont du tri granulométrique — le césium se fixant préférentiellement sur les particules de sol les plus fines — jusqu’à des traitements thermiques tels que la combustion. Le principe général consiste à concentrer la radioactivité, ce qui est une conséquence directe de la réduction de volume. Ces différentes technologies feront l’objet d’essais au cours des prochaines années.

Le tableau 13 présente les ordres de grandeur des réductions de volume ainsi que de l’augmentation de la concentration de la radioactivité en fonction du nombre de technologies mises en œuvre. Il va de soi que plus le nombre de procédés utilisés est élevé, plus le coût global du traitement augmente.

Figure 12 : Exemple de successions de technologies qui pourraient être utilisées pour réduire le volume des déchets dont l’activité massique est supérieure à 8 000 Bq/kg. Les sous-produits des différents processus dont l’activité massique serait inférieure à 8 000 Bq/kg seraient recyclés.

Tableau 4 : Estimation du volume final de déchets, de leur activité et de la surface nécessaire pour les stocker définitivement selon l’utilisation de différents scénarii d’utilisation de technologies de réduction de volume et de concentration d’activité.
  

Les eaux contaminées collectées sur le site de Fukushima sont traitées par différents systèmes de décontamination, dits « ALPS », permettant de réduire la concentration des radionucléides à des niveaux très faibles, à l’exception du tritium.  Après traitement, l’eau tritiée est stockée dans des cuves d’un volume unitaire d’environ 1 000 m³. En avril 2023, le volume total d’eau, traitée ou non, entreposée sur le site atteignait 1 336 000 m³ (voir la fiche Site de Fukushima Daiichi).

Conscient de la capacité limitée du site à accueillir de tels volumes, le gouvernement japonais a étudié plusieurs options visant à réduire ce stock et a finalement décidé de procéder au rejet en mer des eaux traitées, après dilution.

Pour la mise en œuvre de ces rejets, TEPCO a construit une installation comprenant (figure 13) :

• un dispositif de pompage d’eau de mer destiné à la dilution des eaux à rejeter ;

• un puits de décharge permettant le stockage temporaire des effluents dilués avant leur rejet ;

• une conduite sous-marine d’environ 1 km de longueur et de 3 m de diamètre, assurant le rejet des effluents en mer.

Figure 13 : Installation de rejet en mer des eaux tritiés de la centrale de Fukushima Daiichi. Après des mesures de confirmation des activités de l’ensemble des radionucléides (point 1), le contenu des réservoirs est mélangé (point 4) avec de l’eau pompée en mer (points 2 et 3) et stocké dans un puit (point 5). L’eau est ensuite rejetée en mer à l’extrémité d’une canalisation sous-marine longue de 1 Km. 

Les règles applicables aux rejets en mer sont les suivantes :

• la concentration de l’ensemble des radionucléides, préalablement éliminés par le système de traitement ALPS, à l’exception du tritium, doit être inférieure aux limites réglementaires en vigueur ;
• la concentration en tritium, après dilution et avant le rejet, doit être inférieure à 1 500 Bq/L (à titre de comparaison, (la valeur guide de l’Organisation mondiale de la santé pour l’eau potable est fixée à 10 000 Bq/L) ;
• enfin, l’activité annuelle de tritium rejetée doit rester inférieure à 22 TBq, correspondant à la limite réglementaire des rejets autorisés pour la centrale de Fukushima Daiichi en fonctionnement normal avant l’accident.

Depuis août 2023, les rejets en mer sont réalisés par campagnes successives (voir fiche Site de Fukushima Daiichi). 

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