La Dimension Radiologique Des Essais Nucleaires Francais en Polynesie

LA DIMENSION RADIOLOGIQUEDES ESSAIS NUCLAIRESFRANAIS EN POLYNSIE

lpreuve des faits

LA DIMENSION RADIOLOGIQUE

DES ESSAIS NUCLAIRES FRANAIS

EN POLYNSIE

lpreuve des faits

01 Pre?face 01.12.06:Texte 7/12/06 14:24 Page 1

Prface

De 1966 1996, les installations du centre dexprimentation du Pacifique ont permis laFrance de devenir une puissance nuclaire majeure en ralisant, sur les atolls de Mururoa etFangataufa, 193 essais nuclaires qui contriburent doter les forces stratgiques ariennespuis ocaniques. Durant trente ans, les quipes du commissariat lnergie atomique, les militairesde toutes les armes et les Polynsiens ont ralis ensemble un travail remarquable dont tous lesvtrans peuvent tre lgitimement fiers. Ces essais nuclaires font dsormais partie de lhistoire dela Polynsie franaise. La France renouvelle sa gratitude celles et ceux qui ont ainsi contribu garantir son autonomie stratgique et sa scurit dans un monde toujours incertain.

Aprs une ultime campagne en 1995 et 1996, la France a dmantel de manire irrversibleses sites dexprimentations du Pacifique et a choisi la voie de la simulation pour garantir la fiabilitet la sret de ses armes. En 1998, elle a sign et ratifi le Trait dinterdiction complte desessais nuclaires et sollicit lagence internationale de lnergie atomique (AIEA) pour tablir unbilan radiologique et gomcanique des atolls de Mururoa et Fangataufa. LAIEA a estim quil ntaitpas ncessaire de poursuivre la surveillance de la radioactivit dans lenvironnement. Cependant,la France a dcid de mettre en place les moyens prennes permettant dassurer la continuit decette surveil lance. De la mme faon, un systme complet de capteurs permet de suivre enpermanence le comportement du sous-sol des anciens atolls dexprimentations.

Dans le cadre dune dmarche volontaire de transparence de lEtat, la France publie cetouvrage consacr aux aspects radiologiques des essais nuclaires. Il sagit dun ouvrage scientifiquetotalement indit, fruit du travail des experts et vtrans du commissariat lnergie atomique etdu ministre de la dfense, que la France est, ce jour, le seul pays dot darmes nuclaires rendre public. Il vient complter les informations dj publies sur les atolls de Mururoa etFangataufa. Il rpond ainsi au souhait, souvent exprim, de nos compatriotes de Polynsie demieux connatre cette priode pour en crire son histoire.

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Cet ouvrage, consacr aux aspects radiologiques des essais nuclaires raliss enPolynsie franaise sur les atolls de Mururoa et Fangataufa, rassemble des informations couvrantde multiples domaines scientifiques et techniques. Il reprsente un travail considrable qui a tmen avec une grande rigueur afin doffrir son lecteur une vision la plus juste possible de lasituation radiologique en Polynsie telle quelle a t observe depuis le premier essai. Son laboration a ncessit la collaboration de nombreux spcialistes des diverses disciplinesconcernes. Une grande partie de leur travail a consist faire lanalyse des documents existantpour en extraire les informations les plus reprsentatives sur le sujet de 1966 nos jours. Une autre partie du travail a requis des travaux particuliers. Ce document est donc le fruit dunimmense travail collectif dont il convient de remercier les nombreux contributeurs, notammentceux qui ont galement particip directement aux essais.

La majorit des donnes prsentes est issue des tudes et mesures ralises par leService mixte de scurit radiologique et le Service mixte de contrle biologique, puis par leService mixte de scurit radiologique et biologique de lhomme et de lenvironnement, ainsi quepar le Service de sant des Armes et le Commissariat lnergie atomique. Cette synthse sappuie sur le travail de toutes les personnes qui, directement ou indirectement, ont t impliques dans ces travaux, sur le terrain et en laboratoire : agents de radioprotection, physiciens de la mesure, radiochimistes, gologues, biologistes, infirmiers, mdecins Quellesen soient encore une fois remercies ici.

Il convient galement de souligner que les analyses, tudes et expertises manant dautresorganismes franais, comme lInstitut de radioprotection et de sret nuclaire, ou internationaux,comme lAgence internationale de lnergie atomique, ont t trs prcieuses lors de la rdactionde ce document.

Nous adressons nos plus vifs remerciements M. W. Delahaye, qui a ralis la mise en pageet li l lustration de lensemble de cet ouvrage.

Crdit photos : ECPA, CEA/Cadam, W. Delahaye, L. Vill iers, R. Brand.

Remerciements

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Table des matires

Chapitre IEnvironnement des atolls de Mururoa et Fangataufa

I.1 - Gographie des atolls polynsiens 17I.2 - Morphologie des atolls 19

I.2.1 - Atoll de Mururoa 21I.2.2 - Atoll de Fangataufa 22

I.3 - Milieu physique 23I.3.1 - Gologie 23

I.3.1.1 - Formations volcaniques 24

I.3.1.2 - Formations de transition 24

I.3.1.3 - Formations carbonates 25

I.3.1.4 - Sols 25

I.3.2 - Conditions hydrogologiques 26I.3.3 - Conditions mtorologiques 27

I.3.3.1 - Circulation atmosphrique dans le Pacifique Sud 27

I.3.3.2 - Conditions mtorologiques en Polynsie franaise 28

I.3.3.3 - Perturbations atmosphriques en Polynsie 29

I.3.3.4 - Conditions mtorologiques Mururoa et Fangataufa 30

I.3.4 - Ocanographie 32I.3.4.1 - Courantologie du Pacifique Sud 32

I.3.4.2 - Courantologie des lagons 32

I.3.4.3 - Courantologie proximit des atolls 34

I.3.4.4 - Proprits des masses deau ocaniques 35

I.4 - Milieu vivant 36I.4.1 - Milieu terrestre 36

I.4.1.1 - Flore 37

I.4.1.2 - Faune 38

03 Tab.Mat.Ge?n.19.12.06:Table Matires 12/01/07 14:08 Page 7

8 TABLE DES MATIRES

I.4.2 - Milieu marin 381.4.2.1 - cosystme plagique ocanique 38

1.4.2.2 - cosystme rcifal 38

I.4.3 - Rseau trophique 43I.5 - Pressions anthropiques 45

I.5.1 - Amnagements dinstallations humaines 45I.5.2 - Effets des essais 47

I.6 - Conclusion 47I.7 - Bibliographie 48

Chapitre IIEssais nuclaires et environnement

II.1 - Ractions nuclaires et radionuclides 53II.1.1 - Radionuclides librs lors des essais nuclaires 53

II.1.1.1 - Matires nuclaires non consommes 54

II.1.1.2 - Traceurs de raction 54

II.1.1.3 - Produits de fission 54

II.1.1.4 - Produits dactivation 55

II.2 - Types dessais et transferts dans lenvironnement 56II.2.1 - Essais atmosphriques 56

II.2.1.1 - Phnomnes physiques 58

II.2.1.2 - Formation du nuage radioactif 59

II.2.1.3 - Distribution initiale de la radioactivit au sein du nuage 61

II.2.1.4 - Dcroissance de la radioactivit au sein du nuage 61

II.2.1.5 - Fractionnement des radionuclides au sein du nuage 64

II.2.1.6 - volution des produits dactivation 66

II.2.2 - Essais souterrains 66II.2.2.1 - Phnomnes physiques 68

II.2.2.2 - volution hydrogologique 69

II.2.2.3 - Mise en pression des gaz de la cavit 70

II.2.2.4 - Distribution initiale de la radioactivit dans la cavit 70

II.2.2.5 - volution de la radioactivit au sein de la cavit 72

II.2.2.6 - missions gazeuses lors des post-forages 73

II.2.2.7 - Transfert potentiel la biosphre 75


9LA DIMENSION RADIOLOGIQUE DES ESSAIS NUCLAIRES FRANAIS EN POLYNSIE

II.3 - Mcanismes de transfert des radionuclides 75II.3.1 - Dispersion atmosphrique des radionuclides 76

II.3.1.1 - Trajectoires 76

II.3.1.2 - Retombes radioactives 77

II.3.1.3 - Vitesse de dpt 78

II.3.1.4 - Prvisions des retombes proches 79

II.3.2 - volution des dpts 80II.3.3 - Transfert aux organismes vivants 81

II.3.3.1 - Vgtaux terrestres 83

II.3.3.2 - Animaux dlevage 85

II.3.3.3 - Organismes marins 85

II.4 - Conclusion 87II.5 - Bibliographie 88

Chapitre IIIMatriels et mthode de la surveillance radiologique

III.1 - Laboratoires de surveillance de lenvironnement 90III.2 - Choix des composantes surveiller 90III.3 - Stratgie de prlvement dchantillons 92

III.3.1 - Sites dexprimentations 92III.3.1.1 - Reprage gographique des stations de surveillance 92

III.3.1.2 - Procdures de surveillance 93

III.3.2 - Polynsie franaise 96III.3.3 - Rseau mondial franais de surveillance radiologique 101

III.4 - Prlvements dchantillons environnementaux 101III.4.1 - Prlvements atmosphriques 101

III.4.1.1 - Arosols 101

III.4.1.2 - Eaux de pluie 102

III.4.2 - Prlvements en domaine terrestre 103III.4.2.1 - Eau de source/ruisseau 103

III.4.2.2 - Eau de boisson 103

III.4.2.3 - Sols 103

III.4.2.4 - Vgtaux 105

III.4.2.5 - Productions agricoles polynsiennes 107


10 TABLE DES MATIRES

III.4.3 - Prlvements en domaine marin 109III.4.3.1 - Eau de mer 109

III.4.3.2 - Sdiments 111

III.4.3.3 - Plancton 111

III.4.3.4 - Algues benthiques 112

III.4.3.5 - Coraux 113

III.4.3.6 - Holothuries 114

III.4.3.7 - Mollusques 114

III.4.3.8 - Crustacs 116

III.4.3.9 - Poissons 117

III.5 - Mesures de la radioactivit 119III.5.1 - Arosols atmosphriques 119III.5.2 - Eaux de mer 121III.5.3 - chantillons biologiques 121

III.5.3.1 - Conditionnement des chantillons 121

III.5.3.2 - Prparation des chantillons 123

III.5.3.3 - Mesures des chantillons 123

III.6 - Exercices dintercomparaison 124III.6.1 - Exercice dintercomparaison AIEA-plancton 125III.6.2 - Exercice dintercomparaison AIEA-aliments 125

III.7 - Conclusion 128III.8 - Bibliographie 130

Chapitre IVvolution de la radioactivit des sites dexprimentations

IV.1 - Atmosphre 132IV.1.1 - Indice bta global 132IV.1.2 - Radionuclides metteurs bta-gamma 134IV.1.3 - Isotopes du plutonium 135

IV.2 - Sols 135IV.2.1 - Radionuclides metteurs bta-gamma 136

IV.2.1.1 - Mururoa 136

IV.2.1.2 - Fangataufa 139

IV.2.2 - Isotopes du plutonium 140IV.2.2.1 - Mururoa 140

IV.2.2.2 - Fangataufa 144

IV.2.3 - Dbit de dose 145



IV.3 - Plantes terrestres 147IV.3.1 - Radionuclides metteurs bta-gamma 148

IV.3.1.1 - Radionuclides de priode infrieure ou gale lanne 148

IV.3.1.2 - Radionuclides de priode suprieure 5 ans 148

IV.3.2 - Isotopes du plutonium 152IV.3.3 - Facteurs de transfert in situ sol-plante 154

IV.4 - Eaux de mer 155IV.4.1 - Indice bta global 155

IV.4.1.1 - Essais sur barge 155

IV.4.1.2 - Essais sous ballon 156

IV.4.2 - Radionuclides metteurs bta-gamma 158IV.4.2.1 - Radionuclides de priode infrieure ou gale lanne 158

IV.4.2.2 - Radionuclides de priode suprieure 5 ans 160

IV.4.3 Isotopes du plutonium 164IV.4.3.1 - Essais atmosphriques 164

IV.4.3.2 - Essais souterrains 165

IV.5 - Sdiments marins 169IV.5.1 - Radionuclides metteurs bta-gamma 170IV.5.2 - Isotopes du plutonium 172IV.5.3 - Bilan 176

IV.6 - Flore et faune marines 177IV.6.1 - Radionuclides de priode infrieure ou gale lanne 177

IV.6.1.1 - Plancton 177

IV.6.1.2 - Coraux 179

IV.6.1.3 - Mollusques 180

IV.6.1.4 - Poissons 182

IV.6.1.5 - Holothuries 185

IV.6.2 - Radionuclides de priode suprieure 5 ans 186IV.6.2.1 - Algues benthiques 187

IV.6.2.2 - Plancton 188

IV.6.2.3 - Coraux 189


IV.6.2.5 - Poissons herbivores 194

IV.6.2.6 - Poissons carnivores 196


IV.6.3 Isotopes du plutonium 200IV.6.3.1 - Algues benthiques 200

IV.6.3.2 - Coraux 201




IV.6.3.4 - Poissons herbivores 204

IV.6.3.5 - Poissons carnivores 205


IV.7 - Conclusion 207IV.8 - Bibliographie 208

Chapitre Vvolution de la radioactivit en Polynsie franaise

V.1 - Atmosphre 211V.1.1 - Indice bta global 212V.1.2 - Radionuclides de priode suprieure 5 ans 215V.1.3 - Isotopes du plutonium 215

V.2 - Sols 216V.2.1 - Radioactivit des sols de Tahiti 217

V.2.1.1 - Indice bta global 217

V.2.1.2 - Radionuclides de priode suprieure 5 ans 218

V.2.2 - Radioactivit des sols de Mangareva 219V.2.3 - Dbit de dose environnemental 221

V.3 - Plantes terrestres 222V.3.1 - Indice bta global 222V.3.2 - Radionuclides de priode suprieure 5 ans 223

V.4 - Production agricole : le lait 224V.4.1 - Radionuclides de priode infrieure 1 an 225V.4.2 - Radionuclides de priode suprieure 5 ans 226

V.5 - Eaux ocaniques 227V.5.1 - Tritium 227V.5.2 - Radionuclides de priode suprieure 5 ans 229V.5.3 - Isotopes du plutonium 230V.5.4 - Radioactivit des eaux de mer mondiales 231

V.6 - Flore et faune marines 232V.6.1 - Plancton 232


V.6.1.2 - Isotopes du plutonium 234



V.6.2 - Poissons plagiques 235V.6.2.1 - Radionuclides de priode infrieure ou gale lanne 235


V.6.2.3 - Isotopes du plutonium 239

V.7 - Conclusion 240V.8 - Bibliographie 242

Chapitre VIProtection des travailleurs et des populations

VI.1 - Dfinition des units de doses 245VI.2 - Rglementation relative la radioprotection 246

VI.2.1 - Concentrations maximales admissibles 247VI.2.2 - Cas particulier de la thyrode 248

VI.3 - Organisation de la radioprotection 248VI.4 - Organisation de la mdecine du travail sur site 249

VI.4.1 - Personnel du CEA 249VI.4.2 - Personnel du ministre de la Dfense 250VI.4.3 - Personnel des entreprises sous-traitantes 250VI.4.4 - Accidents du travail 251

VI.5 - Surveillance du personnel 251VI.5.1 - Exposition externe 251

VI.5.1.1 - Essais atmosphriques 253

VI.5.1.2 - Essais souterrains 254

VI.5.2 - Exposition interne 255VI.5.2.1 - Examens anthropogammamtriques 255

VI.5.2.2 - Analyses radiotoxicologiques 256

VI.5.2.3 - Activits ayant entran des expositions internes 256

VI.6 - Radioprotection hors sites dexprimentations 257VI.6.1 - Prvisions mtorologiques 257VI.6.2 - Prvisions des retombes et des dbits de dose 258VI.6.3 - Dfinition des zones dexclusion 259VI.6.4 - Processus de dcision de dclenchement dun essai 260

VI.6.4.1 - Gestion dune situation imprvue 260

VI.6.4.2 - Exemple de lessai Centaure 261



VI.6.5 - Surveillance radiologique des populations 263VI.6.5.1 - Mthodologie des calculs de dose 263

VI.6.5.2 - Rations alimentaires 268

VI.6.6 - valuations radiologiques 271VI.6.6.1 - Retombes sur latoll de Tureia 271

VI.6.6.2 - Retombes sur les les Gambier 278

VI.6.6.3 - Retombes sur l le de Tahiti 285

VI.6.6.4 - Bilan global des doses 292

VI.6.6.5 - Suivi radiologique des populations 293

VI.6.6.6 - valuation radiologique des essais souterrains 294

VI.7 - Conclusion 295VI.8 - Bibliographie 296

Chapitre VIIAssainissements, surveillance actuelle

et volution radiologique future

VII.1 - Dmantlements et assainissements 298VII.1.1 - Assainissements en cours d'exploitation des sites 298

VII.1.1.1 - Zone PEE Empereur 298

VII.1.1.2 - Zone Faucon 299

VII.1.1.3 - Zone des expriences Arpge 299

VII.1.1.4 - Zone Colette 299

VII.1.1.5 - Installation Mekns 303

VII.1.2 - Assainissements en fin d'exploitation des sites 304VII.2 - Gestion des dchets radioactifs 306

VII.2.1 - Origine des dchets 306VII.2.2 - Rgles de classement 306VII.2.3 - Conditionnement 307VII.2.4 - Contrle de lactivit 309VII.2.5 - Options de stockage 310

VII.2.5.1 - Immersion des dchets radioactifs 310

VII.2.5.2 - Enfouissement des dchets radioactifs 315

VII.3 - Risques associs aux essais souterrains 318VII.3.1 - Rebouchage des puits dessai 318

VII.3.1.1 - Puits terre 318

VII.3.1.2 - Puits sous-marins 319



VII.3.2 - valuation des consquences radiologiques futures 320VII.3.2.1 - valuation de lactivit rsiduelle confine dans le sous-sol 322

VII.3.2.2 - valuation des taux de relchement des radionuclides 323

VII.3.2.3 - Validation du terme source 324

VII.3.2.4 - Dispersion des radionuclides dans les eaux du Pacifique Sud 326

VII.3.2.5 - valuation des doses 328

VII.3.2.6 - Scenarii disruptifs 329

VII.4 - Surveillance actuelle des atolls 334VII.4.1 - Surveillance gomcanique de Mururoa 334

VII.4.1.1 - Objectifs de la surveillance gomcanique 336

VII.4.1.2 - Suivi continu de lvolution de Mururoa 336

VII.4.1.3 - Suivi priodique de lvolution gomcanique globale des atolls 338

VII.4.2 - Surveillance radiologique des atolls 338VII.4.2.1 - Modalits de surveillance 339

VII.4.2.2 - Mesure de la radioactivit 341

VII.5 - Conclusion 342VII.6 - Bibliographie 344

Annexe 1Radionuclides et rayonnements

A1.1 - Notion datome 347A1.2 - Rayonnements et dcroissance radioactive 348

A1.2.1 - Priode radioactive 348A1.2.2 - Priode biologique et priode effective 348A1.2.3 - Valle de la stabilit 349

A1.3 - Types de rayonnements 349A1.3.1 - Rayonnements bta 349A1.3.2 - Rayonnements gamma 350A1.3.3 - Rayonnements alpha 351A1.3.4 - Autres types de rayonnements 351

A1.4 - Rayonnements et pouvoir de pntration 351A1.5 - Ractions en chane 352


Annexe 2Liste des essais atmosphriques et souterrains

raliss au CEP353

Annexe 3Essais atmosphriques

359

Annexe 4Organisation associe la ralisation

des essais nuclaires451

A4.1 - Organisation du CEP 452A4.1.1 - Groupement oprationnel des essais nuclaires 452A4.1.2 - Commandement territorial 452A4.1.3 - Direction des centres dexprimentations nuclaires 454

A4.2 - Principales structures CEA 456A4.2.1 - Direction des essais 456A4.2.2 - Direction des applications militaires au Pacifique 457

A4.3 - Chronologie de lorganisation institutionnelle 457A4.4 - Droulement dun essai 460

A4.4.1 - Priode des essais atmosphriques 460A4.4.1.1 - vacuation temporaire des sites 460

A4.4.1.2 - Retour sur site 461

A4.4.1.3 - Suivi dosimtrique 462

A4.4.2 - Priode des essais souterrains 462A4.4.2.1 - Dispositions particulires 462

A4.4.2.2 - Prvention du risque hydraulique 463

Glossaire 465

Sigles et acronymes 471

TABLE DES MATIRES16


Les atolls inhabits de Mururoa et de Fangataufa ont t choisis pour leur isolementgographique qui constituait un facteur favorable la ralisation dessais nuclaires atmosphriquestout en permettant dassurer au mieux la scurit des personnes et de lenvironnement. Lesmilieux gologique, atmosphrique, ocanique et biologique des deux atolls ont fait l objet denombreuses tudes ; ce chapitre en rappelle les principales caractristiques.

Initialement, les conditions mtorologiques et ocanographiques ont t prdominantesdans les procdures adoptes et dans le dimensionnement des infrastructures ncessaires auxessais atmosphriques. Par la suite, les conditions gologiques imposeront, leur tour, les techniquesde forages et de ralisation des essais souterrains. La description de ces conditions naturellessavre donc ncessaire la comprhension des relations entre les essais nuclaires et lesmesures prises pour la protection des populations et de l'environnement.

Les informations rappeles dans ce chapitre permettront au lecteur de resituer les donnesrelatives la radioactivit prsentes dans les chapitres traitant du transfert des radionuclidesdans l'environnement local des atolls d'exprimentations et plus gnralement de la Polynsiefranaise, ainsi que de lvaluation des impacts radiologiques potentiels sur le personnel travail lantsur les sites et sur les populations polynsiennes.

I.1 - GOGRAPHIE DES ATOLLS POLYNSIENS

Au cur de l'ocan Pacifique, la Polynsie franaise constitue un vaste domaine composde 118 les, situes entre les latitudes 8 et 28 S, et entre les longitudes 134 et 155 W. Dedimensions comparables celles de l'Europe (2 700 km d'est en ouest et de 2 300 km du nordau sud), la Polynsie reprsente une surface maritime de prs de 5,5 millions de km2 pour unesuperficie totale des terres merges de 3 430 km2, soit 1/1 000e de la surface de l'ocanPacifique. Elle est compose de 5 grands archipels : Socit (dont fait partie Tahiti) et Marquisesau nord, Tuamotu au centre, Australes au sud et Gambier au sud-est.

Les atolls de Mururoa et Fangataufa, distants d'une quarantaine de kilomtres l'un del'autre, se trouvent l'extrmit sud-est de l'archipel des Tuamotu, auquel i ls sont rattachsadministrativement. Ils font partie de l'alignement gologique Pitcairn-Gambier. Situs au norddu tropique du Capricorne, proximit du 139e mridien Ouest, ils sont distants de 5 000 km de

CHAPITRE I

Environnement des atolls deMururoa et Fangataufa

Chap. 1VF-05.12.06:Chap. 1 12/01/07 10:51 Page 17

la Nouvelle-Zlande et de plus de 6 000 kmdes ctes australiennes et amricaines(Fig. 1).

En 1960, la population polynsienneslevait environ 80 000 habitants etatteignait 220 000 habitants en 1996,lessentiel de la population rsidant surlle de Tahiti (70%). Les atolls de Mururoaet Fangataufa taient inhabits lors de leurcession ltat franais, en 1964. Ils sontsitus dans une zone trs faiblement peuplecomptant moins de 2 500 habitants dans unrayon de 500 km et moins de 5 000 dansun rayon de 1 000 km (Fig. 2). Tureia, l' lehabite la plus proche, se trouve 110 kmdes deux atolls dexprimentations.

ENVIRONNEMENT DES ATOLLS DE MURUROA ET FANGATAUFA18

TATS UNIS

Los Angeles

MEXIQUE

MURUROA

FANGATAUFA

Sydney

Auckland

NOUVELLE ZLANDE

INDONSIE

PHILIPPINES

JAPON

Lima

Santiago

6 560 km

6 600 km

6 720 km4 750 km

6 900 kmAUSTRALIE

PROU

CHILI

CHINE

500 kmMURUROA

IlesGAMBIER

Iles DENO

IlesPITCAIRN

(GB)

2 500 habitants

1 000 km

TUBUAI

RAPA

TAHITI

Archipel des TUAMOTU

FANGATAUFA

5 000 habitants

FIG. 2. - Situation des atolls de Mururoa etFangataufa en Polynsie franaise etpopulation en fonction de la distanceautour de ces sites.

FIG. 1. - Situation de la Polynsie franaise dans l'ocanPacifique.

Mururoa

Fangataufa

Chap. 1VF-05.12.06:Chap. 1 12/01/07 10:51 Page 18

Le climat polynsien est tropical et humide, sans carts prononcs. Les tempraturesmoyennes annuelles sont modres, de 21 23C, et les contrastes thermiques saisonniersfaibles. Les prcipitations moyennes sont de 1 800 2 000 mm par an. Lensoleillement estimportant, 250 heures par mois Tahiti (cte Ouest). Les eaux des lagons sont chaudes, de 23 26C, toute lanne. Ces conditions favorisent un mode de vie essentiellement lextrieur deshabitations.

Concernant lhabitat, il faut distinguer dune part Papeete et ses faubourgs, o se trouvent desimmeubles modernes, des maisons de bton et parpaings, mais aussi des quartiers de constructionslgres faites de bois et de tle ondule ; dautre part, les zones loignes des centres urbainsde Tahiti, les autres les et atolls, o se trouve un habitat trs lger. Notons que, dans ces zones,les fare traditionnels faits de planchers en bois, de cloisons de lattes de bambou et de toits defeuilles de cocotiers sont de plus en plus souvent remplacs par des maisons reposant sur unedalle de bton, aux parois parfois soutenues par des parpaings et aux toits de tle ondule. Lesouvertures vers lextrieur restent toujours larges, favorisant une bonne ventilation.

Le rgime alimentaire des populations prsente les caractristiques gnrales suivantes : Tahiti, il est vari et les productions en provenance de toute la Polynsie peuvent tre trouves enabondance. Papeete et ses faubourgs possdent deux marchs approvisionnant eux seulsenviron 35 000 personnes en produits locaux (poissons, mollusques, crustacs, lgumes, fruits,viande de porc) et de nombreux magasins dalimentation, bien achalands en denres locales etimportes. Les autres les hautes disposent dun large ventail de denres locales, fruits,lgumes, produits de la pche et de denres de premire ncessit comme lhuile, le riz, la farineet le sucre arrivant par liaisons maritimes rgulires. Le rgime alimentaire des populations desles basses, ou atolls, est essentiellement constitu de produits de la pche locale, de noix decoco et de quelques levages aviaires et porcins famil iaux. Les denres importes sont moinsnombreuses et arrivent plus irrgulirement.

Mururoa, avant la cration du Centre dexprimentation du Pacifique (CEP), une socitprive exploitait la cocoteraie et organisait des campagnes de rcolte ponctuelles. Cette concessionfut reprise par le CEP aprs indemnisation de cette socit. Quant Fangataufa, les autoritsreligieuses des les Gambier en dtenaient la concession. Aucune cocoteraie ny tait plante.

I.2 - MORPHOLOGIE DES ATOLLS

La gnse et les structures gologiques des les de Polynsie franaise et en particulier decelles des atolls de Mururoa et de Fangataufa ont fait lobjet de nombreuses tudes.

Comme lensemble des les de Polynsie franaise, les atolls de Mururoa et Fangataufasont d'anciens volcans recouverts de quelques centaines de mtres de roches carbonates. Ilsagit dles basses constitues dune couronne corallienne enserrant un lagon.

Ces les sont toutes d'origine volcanique. Elles prennent naissance l'aplomb de zones situesdans le manteau de l'corce terrestre appeles points chauds. Le magma mis par un point chaudforme d'abord un volcan sous-marin, qui finit par merger si l'activit volcanique produit un volu-me de lave suffisant. La plaque ocanique sur laquelle reposent les les de Polynsie franaisese dplace vers le nord-ouest la vitesse de 11 cm par an. En revanche, les points chauds sontdes zones fixes dans le manteau. Au cours du temps, les volcans issus d'un point chaud sloignentprogressivement de la source magmatique qui les alimente. L'activit volcanique cesse et l'levolue alors sous les effets de l'rosion arienne, de l'rosion marine, et de diffrents phnomnesintressant l'difice volcanique, comme l'enfoncement par subsidence.

LA DIMENSION RADIOLOGIQUE DES ESSAIS NUCLAIRES FRANAIS EN POLYNSIE 19

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l'inverse, des phnomnesbiologiques de construction conduisent l'dification de rcifs coralliens surles bords de l'le volcanique (Fig. 3).

Le stade ultime de l'volution des les volcaniques est l'atoll. Seule la couronne coralliennemerge autour d'un lagon central et 5 types de structures se succdent alors de l'ocan versl' intrieur de latoll (Fig. 4) :

la pente externe commenant la limite des basses mers de vives eaux pour descendre versles fonds ocaniques, dont le niveau suprieur constitue la partie la plus vivante de l'atoll ;

la crte algale (ou front rcifal) sur laquelle se brisent les vagues et la houle du large ; le platier externe, en arrire de la crte algale, qui se termine par une leve dtritique constitue

par une accumulation de dbris coralliens dposs par les vagues ; le secteur intermdiaire, entre l'ocan et le lagon, est constitu d'une alternance de parties

merges (motu) et immerges (hoa et passes). Le motu est la seule partie merge d'unatoll sur laquelle la faune et la flore terrestres peuvent prosprer. Les hoa, dpressions de faibleprofondeur (environ 1 m), proviennent de l'rosion de la couronne corallienne due aux courantsentrants des eaux ocaniques dans le lagon. Ils se distinguent de la passe, pouvant atteindreune profondeur suprieure 10 m et une largeur suprieure au kilomtre ;

les fonds du lagon, gnralement sableux, souvent parsems d'difices coralliens dont certainsatteignent la surface, forment alors un pinacle. Les bords du lagon sont, le plus souvent, frangspar un platier interne lagonaire.

En fonction de l'hydrodynamisme, le milieu marin de l'atoll se subdivise en trois zones :

une zone ocanique subissant l'influence de la houle du large, compose de : la pente externe,la crte algale et du platier externe ;

une zone intermdiaire constitue par les hoa et, ventuellement, une ou plusieurs passes,par lesquels se font les changes d'eau entre l'ocan et le lagon ;

un secteur interne, form par le lagon proprement dit, dans lequel les courants se rvlentgnralement faibles, sauf localement, au voisinage de la passe.

Aujourd'hui, cette morphologie correspond celle des atolls de Mururoa et de Fangataufao seule la couronne corallienne merge autour d'un lagon central.


Point chaud

Volcan arienOcan

Asthnosphre

Crote ocaniqueManteau suprieur

Quelques millions d'annes plus tard

Ile rcif barrireNouveauvolcan

Atoll

Coraux

Mouvement de la plaque

Point chaud

Point chaud

Coraux

Plaquelithosphrique

Nouveauvolcan

FIG. 3. - Du volcan latoll : gnr par lefonctionnement dun point chaud, le volcan,entran par le dplacement du plancherocanique dont il est solidaire, quitte sonlieu dorigine. Il passe ensuite par plusieursstades ; prsentant un rcif-frangeant, puisun rcif-barrire, pour arriver au stadedatoll.

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I.2.1 - ATOLL DE MURUROA

Avec un primtre denviron 65 km, la couronne rcifale de Mururoa forme le plus grandanneau corallien de la partie mridionale de larchipel des Tuamotu. Elle merge de trois mtresau maximum sur une largeur variant de 400 m au nord et 1 100 m lextrmit Ouest de latoll. Elleest constitue de matriaux biodtritiques grossiers et de sable corallien qui reposent sur unedalle corallienne indure. Cette couronne, relativement continue au Nord et lEst, est dcoupeau Sud par les hoa. Les motu schelonnent sur environ 10 km du pourtour de latoll.

Le lagon de Mururoa s'tend sur 28 km de long par 10 km dans sa plus grande largeur. Sasuperficie est de 140 km2 pour un volume deau denviron 4,7 mil l iards de mtres cubes. Saprofondeur moyenne est de 33,6 m. Dun point de vue morphologique, deux bassins se distinguent :le bassin oriental o les profondeurs atteignent 50 55 m et le bassin occidental qui est unappendice troit du premier bassin o la profondeur moyenne est de 12 m (Fig. 5).


FIG. 4. - Coupe schmatique ocan-lagon explicitant les structures morphologiques dun atoll.

LAGON

OCAN

Hoa

Motu

Crte algale

Pente externeTerre merge

(motu)

Platier interne

Platierexterne

Pts corallienset fonds meubles

PASSE

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Les changes deauentre le lagon et l'ocan sef-fectuent essentiellement parla passe et les hoa de la cteSud-Ouest. Situe au nord-ouest, la passe naturel lemesure 4,5 km de large pourune profondeur moyenne de8 m. Les changes deau s'yfont principalement sous l'effetde la mare quotidienne : lelagon se remplit lors du flotet se vide lors du jusant. Engnral, les vitesses de cou-rant sont faibles, infrieures

0,3 m.s-1 et du mme ordre de grandeur que celles des courants ocaniques environnants. Lesquantits d'eau transitant par la passe au rythme de la mare dpendent de son amplitude et desconditions ocano-mtorologiques. En moyenne, le flot apporte quotidiennement de l'ordre de100 millions de m3 d'eau et, mare descendante, environ 150 millions de m3 sont exports.L'cart entre flux entrant et flux sortant provient de lentre deau ocanique par les hoa de la partieSud et les platiers inonds de la partie Ouest. Dans les hoa, le courant entrant est discontinu etirrgulier, modul par la mare et les houles. Nanmoins, durant lhiver austral, par forte houle dusud, l'apport par les hoa devient important et continu.

I.2.2 - ATOLL DE FANGATAUFA

De forme quasi hexagonale, la couronne corallienne de Fangataufa possde une superficiede 9 km2 ; ses axes varient de 9,5 5 km. La largeur de la couronne atteint 300 m, en moyenne,pour une altitude maximale de 3 m. lorigine, Fangataufatait un atoll ferm. En 1965, une passe artificielle de100 m de largeur pour une profondeur moyenne de 8 m at creuse sur la cte Nord-Ouest. Les ctes Est etNord-Est, soumises aux vents dominants, sont continues,rectilignes et opposent une vritable barrire la pn-tration des eaux ocaniques. La cte Ouest prsente denombreux hoa et des platiers submergs. La cte Sudne comporte que deux ou trois hoa irrigus de faonoccasionnelle. Ces discontinuits reprsentent un tauxdouverture de lordre de 10 %.

La superficie du lagon de Fangataufa est de 39km2 pour un volume denviron 560 mill ions de mtrescubes. Sa profondeur moyenne est de 14 m. Dunpoint de vue morphologique, le lagon se prsentecomme une cuvette dont la profondeur crot rgulirementdes bords vers le centre (Fig. 6).


30 m20 m

30 m

40 m

45 m

45 m

Passe Ride

50 m

N

0 5km

FIG. 5. - Bathymtrie simplifie du lagon de Mururoa.

40 m

20 m

5 m

30 m

0 1 2 km

Passe N

FIG. 6. - Bathymtrie simplifie du lagon deFangataufa.

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Comme Mururoa, les courants dans la passe voluent en fonction de l'tat de la mareet le flux sortant l'emporte sur le flux entrant. En revanche, il existe un dphasage entre l'onde demare et l'tablissement des courants dans la passe et dans le lagon. Des courants sortantsmoyens, de 0,60 m.s-1 (jusqu' 2 m.s-1 certaines priodes), sont observs pour des courantsentrants deux fois plus faibles. Lestimation du flux sortant slve 42 millions de m3.j-1 pour unflux entrant d'environ 33 millions de m3.j-1 ; l'apport d'eau moyen par les hoa tant estim 9 millionsde m3.j-1.

Les changes avec l'ocan par les hoa contribuent, pour environ 30 %, au renouvellement deleau du lagon. Ce renouvellement est plus important lors de grandes houles de secteur ouest.Ce taux de participation des hoa au renouvellement de leau constitue un trait caractristique dece lagon.

I.3 - MILIEU PHYSIQUE

I.3.1 - GOLOGIE

L'ensemble des donnes acquises au moyen des forages et des campagnes de gophysiquea permis de caractriser la nature et la rpartition des formations gologiques (Fig. 7). En prenanten considration l'ordre chronologique de mise en place, de la base vers le sommet, troisensembles sont distingus : les formations volcaniques, les formations de transition et les formationscarbonates.

Le pendage des formations est faible sous le lagon, de 2 3 dans les formations detransition et infrieur 10 dans les formations volcaniques. En revanche, il augmente fortementau voisinage des flancs de l'atoll o il atteint, au niveau du toit du volcanisme, une valeur compriseentre 15 et 25.


FIG. 7. - Coupe gologique suivant un axe orient sud-ouest/nord-est travers latoll de Mururoa.

0

200

400

600

800

1000

A

A

BProfondeur (m)

SW NEB

Calcaires

Dolomies

Formation de transition

Volcanisme arien

Volcanisme sub-arien

Volcanisme sous-marin

Echelle horizontale : 1km

Formations carbonates : Formations volcaniques :N

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I.3.1.1 - FORMATIONS VOLCANIQUES

Quatre formations volcaniques ont t identifies et dcrites en dtail : sous-marine,arienne, de transition et intrusive. La carte du toit du soubassement volcanique (Fig. 8) montre quesa position sous la couronne corallienne de Mururoa est plus profonde au nord (entre 400 et 450 m)qu'au sud (entre 300 et 350 m). Le sommet de l'difice volcanique se trouve vers 170 m de pro-fondeur, dans la partie centrale de l'atoll. II constitue une ligne de crtes, de 4 km de long sur1 km de large, oriente sensiblement suivant la direction de la drive de la plaque Pacifique. Ausud-ouest de cet axe haut, le toit du volcanisme, situ entre 250 et 275 m, prsente une morpho-logie tabulaire avec un lger pendage (< 10) vers le sud-ouest.

Mururoa, lhomognit isotopique indique une composition chimique constante dumanteau source, durant une priode suprieure 1,2 million dannes.

I.3.1.2 - FORMATIONS DE TRANSITION

Les reliefs volcaniques insulaires de Polynsie franaise induisent des prcipitationsabondantes. Ils subissent ainsi, sous l'action de l'rosion, un vritable dmantlement par ravinementdont les effets peuvent tre observs Tahiti, Maupiti ou Moorea. Facteur rosif essentiel, leruissellement entrane la formation de valles encaisses. Les produits provenant de l'rosionsont transports, puis s'accumulent la priphrie ainsi que dans les principales valles drainantesdes les volcaniques (Fig. 9).

L'accumulation de ces diffrents produits d'rosion se trouve l'origine des formations detransition constitues dun conglomrat comprenant des lments volcaniques et carbonats.troitement dpendante de la morphologie et de l'tat d'altration du relief volcanique, leur paisseurvarie en fonction de sa situation sur l'difice volcanique. Quasiment inexistantes la verticale du


Passe

225 - 275m 275 - 325m 325 - 375m 375 - 425m 425 - 475m > 475m< 200m 200 - 225m

0 5 km

N

FIG. 8. - Profondeur du toit du soubassement volcanique de Mururoa.

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lagon de latoll de Mururoa, les formations de transition atteignent une paisseur de 100 m lapriphrie de l'atoll, l'aplomb des anciens chenaux et valles.

I.3.1.3 - FORMATIONS CARBONATES

Dorigine rcifale, la couverture carbonate s'est constitue progressivement, par constructiondes divers organismes biologiques et par cimentation de leurs dbris. Les organismes constructeursles plus robustes, algues rouges et coraux massifs, se dveloppent au niveau des zones fortementbattues par l'ocan, s'tablissant principalement sur les reliefs, tandis que leurs dbris se dposent leur priphrie. l' inverse, les organismes les plus fragiles (coraux frles, par exemple) et lessdiments les plus fins, comme les sables, s'accumulent dans les zones abrites des ventsdominants et de la houle ou une profondeur plus importante.

L'paisseur de la couverture carbonate varie entre 130 m, au sommet du volcan, et 450 m,sous la couronne Nord. Les calcaires reprsentent la formation la plus superficielle. Ils ont unepaisseur d'environ 140 m, tant sous le lagon que sous la couronne. Les dolomies sous-jacentesconstituent une masse de forme lenticulaire dont l'paisseur maximale (300 m) est atteinte sousla couronne Nord-Est. Elles sont absentes au centre du lagon, l o le toit du volcanisme se trouve une profondeur infrieure 210 m.

Sous le lagon, la plus grande partie des dpts calcaires savre peu consolide, princi-palement en raison d'une absence de cimentation plutt que d'une dissolution des matriauxoriginels. Seule la srie infrieure contient des niveaux indurs (dalles) souvent karstifis. l'inverse, la priphrie de l'atoll et plus particulirement sur les flancs, jusqu' une profondeur de 400 500 m, une intense cimentation consolide la partie calcaire.

I.3.1.4 - SOLS

Les les hautes ont un sol latritique form par rosion sous l'action des eaux de ruissellementet par transformation du basalte primitif, beaucoup plus riche que les sols de la couronne rcifaled'un atoll. Ces derniers sols, bien qu'assez diversifis, sont peu volus, c'est--dire quilscomptent peu d'humus et prsentent de fortes carences en oligolments. Le substrat de base des


Rcif Plaine littorale Relief volcaniqueOcan

Zone de mlange

FIG. 9. - Cration dune zone de mlange lorigine des formations de transition.

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atolls est constitu d'une roche mre, de nature calcitique ou aragonitique, sous forme pierreuse ousableuse, donc particulirement bien draine. Cette roche provient des squelettes des animaux etvgtaux marins qui ont t rejets par la mer puis entasss, ou du rcif construit avant la dernirergression marine (3 000 ans).

Sur ce substrat de base, les dbris des vgtaux terrestres constituent ensuite la partiehumifre organique qui va se dcomposer pour former un sol. Cette matire organique, entre 0,1et 2,5 % des sols, se trouve responsable, pour une bonne part, de la capacit de rtention del'eau, de l'abaissement des pH basiques (de 8 8,4 dans le calcaire) et de l'adsorption cationiquedes oligolments. Les carences en fer et en magnsium sont l'origine des chloroses vgtalesaffectant la plupart des plantes et sont responsables du caractre la fois pauvre et slectif dela flore terrestre des atolls. Enfin, le sel, trs prsent dans ce milieu sous influence ocanique,constitue un vritable poison physiologique limitant la flore aux espces halophiles, seulescapables de vivre sur des sols sals.

I.3.2 - CONDITIONS HYDROGOLOGIQUES

Le systme des circulations naturelles dans le sous-sol des atolls de Mururoa et deFangataufa a t dcrit dans de nombreuses publications scientifiques. Schmatiquement, il estinduit par une machine thermique dont la source froide provient des eaux ocaniques profondes(< 300 - 500 m) et la source chaude du flux gothermique terrestre qui rchauffe lgrement laroche et l'eau interstit iel le l' intrieur du massif. Cette eau, moins dense, se dplace vers lehaut pour tre remplace par de l'eau froide ocanique pntrant par les flancs de l'atoll (Fig. 10).


Calcaire

2 00000

500

1 000(m)

4 000 Distance (m)

LagonOcan

F l u x g o t h e r m i q u e

Forage lagon Forage couronne

16

10

Volcanisme

V max1 cm.an-1

V max1 cm.j-1

24

22

30

34

FIG. 10. - Schma de principe des circulations naturelles dans latoll de Mururoa. Des mesures de temprature(Celsius) et de permabilit ont t ralises dans de nombreux forages. Les vitesses de circulation des eauxsouterraines dans le massif, dduites de ces mesures par modlisation numrique, prsentent un fort contrasteentre les formations carbonates (jaunes et beiges), permables, et les formations volcaniques (sombres),dont la permabilit est faible.

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La vitesse naturelle de circulation de l'eau est directement lie la permabilit des formationsgologiques. Ainsi, la permabilit relativement leve des formations carbonates, qui couronnentles atolls de Mururoa et de Fangataufa, autorise une vitesse de circulation suffisante pour induire unrefroidissement significatif la base de ces formations ; la permabilit beaucoup plus faibledes terrains volcaniques y limite les vitesses de circulation naturelle des valeurs beaucoup plusfaibles.

La modlisation des changes thermiques, entre le massif et l'ocan, a permis de calculerla temprature et les coulements en rgime permanent, en tout point de l'atoll (Fig. 10). Lestempratures calcules l'intrieur de l'atoll sont en accord avec les tempratures mesuresdans les forages.

La permabilit des roches communment rencontres sur la plante varie de 10-3 m.s-1

pour un sable 10-13 m.s-1 pour des argiles franches. La l imite entre roches permables etimpermables est classiquement fixe 10-9 m.s-1. Les formations volcaniques de Mururoa et deFangataufa se situent dans la gamme des permabilits faibles trs faibles (valeurs infrieures 10-5 m.s-1), avec une valeur moyenne de l'ordre de 10-7 m.s-1 l'chelle du massif. l'chellelocale, les formations carbonates prsentent des permabilits trs contrastes. l'chelle dumassif, un rseau d'horizons et de discontinuits forte permabilit (karsts) confre aux formationscarbonates une permabilit moyenne forte (valeurs suprieures 10-5 m.s-1).

I.3.3 - CONDITIONS MTOROLOGIQUES

Avant la mise en activit du CEP, des missions de prospection avaient prcis les conditionsmtorologiques rgnant dans le Pacifique Sud, en particulier autour de Mururoa.

I.3.3.1 - CIRCULATION ATMOSPHRIQUE DANS LE PACIFIQUE SUD

Dans le Pacifique Sud, la circulation dans les basses couches de l'atmosphre est dominepar la ceinture des hautes pressions tropicales australes, axe sur 30 de latitude Sud. Le climatde la Polynsie franaise se trouve sous le contrle des deux cellules de l'anticyclone permanentde l'le de Pques (centr en 28 S et 110 W) et de l'anticyclone mobile des les Kermadec (30 Set entre 150 et 180 W).

La circulation gnrale dans les zones basses pressions qui rgnent de part et d'autrede cette ceinture, se distingue par :

au nord, les alizs soufflant de l'est vers l'ouest. Des perturbations tropicales comme cellesqui prennent naissance au voisinage de la Zone de convergence intertropicale (ZCIT) peuventapparatre entre les alizs de l'hmisphre Nord et ceux de l'hmisphre Sud et voluer encyclones tropicaux ;

au sud, la frange septentrionale de la grande circulation plantaire polaire australe diriged'ouest en est, transporte les perturbations extra-tropicales de l'hmisphre Sud. Elle peutrecevoir et transformer des perturbations tropicales qui ont pu passer entre les deux cellulesde hautes pressions.

En Polynsie franaise, la frquence des alizs est suprieure 70 %. Les vents d'ouest sontpeu frquents, sauf dans les les Australes, plus au sud, donc plus proches de la circulation d'ouest,o leur frquence atteint jusqu' 40 % sur lle de Rapa, situe dans l'extrme sud de cet archipel.


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I.3.3.2 - CONDITIONS MTOROLOGIQUES EN POLYNSIE FRANAISE

La Polynsie franaise bnficie dans l'ensemble d'un climat chaud et humide, de typetropical ocanique, avec pour les Tuamotu une saison des pluies, chaude, de dcembre mars,et une saison sche, frache, de juin octobre. Les atolls de Mururoa et Fangataufa jouissentd'un ensoleillement important de prs de 2 700 heures par an. Les tempratures mensuelles variententre 22 et 27 C. La pluviomtrie svalue environ 1,3 m par an et l'hygromtrie moyenne se situeaux alentours de 80 %, ce qui est particulirement contraignant pour les quipements de hautetechnologie. Dans les couches basses de l'atmosphre, les vents d'est, ou alizs, dominent laplupart du temps, au nord de la Polynsie ; alors qu' la frange Sud, aux les Australes parexemple, ce sont plutt les vents du sud-ouest, plus frais.


INFRASTRUCTURES MTOROLOGIQUES

Ds 1964, des moyens importants d'observation mtorologique ont t mis en placeafin d'amliorer les prvisions mtorologiques ncessaires la ralisation des essais atmo-sphriques.

partir de 1966, terre, les moyens de prvision mtorologique s'appuyaient surles stations du rseau de laronautique civile (Papeete Tahiti, Atuona Hiva Oa, Bora Bora,Mopelia, Takaroa, Tubuai, Hereheretue), de la station automatique de Rangiroa, des stationsauxiliaires de Makatea, Taiohae Nuku Hiva, Uturoa Raiatea, Rurutu, Rimatara et du rseaudes stations du Centre dexprimentation du Pacifique installes Tureia, Hao, Rapa, lesGambier, Puka Puka, Reao, Hikueru, ainsi que les stations automatiques de Matureivavao etMarutea Sud.

En mer, lors de la phase de prparation d'un essai, trois aviso-escorteurs taient uti-liss comme piquets mto, positionns une centaine de nautiques des sites entre les21 et 28 de latitude Sud et entre les 130 et 155 de longitude Ouest. La mise en placede ces btiments, 2 6 jours avant lessai, tait ncessaire pour tablir des prvisions plusde 24 heures. Tous les moyens maritimes non spcialiss mettaient galement profit leurs mis-sions pour fournir des donnes mtorologiques complmentaires.

Des moyens ariens ddis, deux avions, un C135 F et un DC6 mto dot dunradar doppler, participaient aux observations mtorologiques. Les moyens ariens associs dautres missions donnaient rgulirement des observations mtorologiques au cours deleurs dplacements (vent estim, renseignements concernant la couverture nuageuse). Ledispositif d'observation arien tait complt par l'exploitation des 8 10 images satellitairesrceptionnes par la station mtorologique de Papeete-Faaa les jours prcdant la ralisationde lessai.

Lexploitation de l'ensemble des observations recueillies tait assure par : le centre danalyse install bord du croiseur De Grasse ; le centre danalyse du service mtorologique de laviation civile de Faaa (prvisions

gnrales sur la Polynsie franaise et protection des lignes ariennes) ; le centre secondaire de Hao (protection arienne des aronefs au dpart de Hao).

Ces donnes permettaient l laboration de cartes de prvision mtorologique enPolynsie franaise, notamment pour la rgion des essais (chelles 1/9 000 000 et1/12 500 000) et servaient au calcul des prvisions, en date et l ieu, des principales retombes radioactives, en fonction de la puissance attendue de l'explosion de l'enginexpriment (cf. Chapitre VI).

Les services de la mtorologie de la Direction des centres dexprimentationsnuclaires (Dircen) en Polynsie comprenaient environ 270 personnes.

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I.3.3.3 - PERTURBATIONS ATMOSPHRIQUES EN POLYNSIE

Dans les basses couches de l'atmosphre, les invasions de masses dair polaires, plus oumoins affaiblies, viennent du sud-ouest. Au nord, leur limite se trouve marque par un front, plusou moins actif, orient nord-ouest/sud-est, dont la position exacte dpend de la saison. Passantentre les deux cellules de hautes pressions de l'le de Pques et des les Kermadec, cette limite,appele Zone de convergence du Pacifique Sud (ZCPS), soriente approximativement suivant uneligne Samoa-Cook-Tuamotu-Gambier pendant la saison froide (juillet-aot).

leur arrive en Polynsie, derrire la ZCPS, les masses d'air froid se partagent en deuxbranches. L'une, l'est du mridien 140 W, converge dans la circulation d'ouest en est de l'hmi-sphre Sud, sur la face Sud de l'anticyclone de l'le de Pques. L'autre, l'Ouest du mridien140 W, tourne autour de la cellule des les Kermadec et se dirige progressivement vers le nord-ouest o elle converge avec l'aliz (Fig. 11a). En saison chaude, les perturbations polaires dpassentrarement les Australes. En revanche, des perturbations tropicales venant du nord peuvent passerentre les deux cellules de hautes pressions et affecter larchipel des Tuamotu (Fig. 11b). Durant lhiveraustral, la ZCPS se trouve au voisinage des atolls de Mururoa et Fangataufa, sous la forme dunaxe perturb de forte nbulosit. Les conditions mtorologiques, temprature et hygromtrie leves, y sont plus changeantes qu'aux latitudes subquatoriales.

Les atolls de Mururoa et Fangataufa ne sont pas l'abri des cyclones et des dpressionstropicales. Les statistiques d'observation de cyclones, sur prs d'un sicle, montrent que la Polynsiefranaise est reste presque 50 ans sans avoir t touche par un seul cyclone. Mais, entre 1980et 1991, la frquence passe cinq cyclones sur deux ans, dont aucun n'a touch directement lesatolls dexprimentations.


quateur

Iles Samoa(Pago-Pago)

Anticyclonede Pques

Tahiti

Mururoa

Gambier

RapaAnticyclone

12 08 04 00

04

00

16

12

08

20

16

12

Z.C.P.S.

12

16

16

08

1216

20

Iles Kermadec

170W 160W 150W 140W 130W 120W

10S

20S

30S

40S

50S

D

Iles Marquises(Atuona)

D

aSituation en hiver(25 Juillet 1987)

Iles Samoa(Pago-Pago)

Tahiti

Mururoa

GambierRapa

Iles Marquises(Atuona)

Iles Kermadec

08

12

16

20

24

2016

16 12

Anticyclone

D

08

12

16

20

20

20

24

Anticyclone

quateur

10S

20S

30S

40S

50S

24

b

170W 160W 150W 140W 130W 120W

Situation en t(12 Janvier 1987)

FIG. 11. - Exemples de situations mtorologiques hivernale et estivale.a : en hiver austral (25 juillet 1987, 14 heures ), on observe une perturbation dorigine polaire dont le front se trouve auvoisinage de Mururoa ;b : en t austral (12 janvier 1987 14 heures ), on note la formation dune dpression tropicale (D).La pression est indique par les dizaines, en millibars (exemple 12 correspond 1012 millibars).

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L'apparit ion des cyclonesdcoule dun phnomne pisodiqueappel El Nio, d aux changes dechaleur entre les masses ocaniqueset l'atmosphre. Durant les annes1980, des anomalies saisonniresde temprature ont t mesures,en particulier au niveau du Sud-Ouest Pacifique. Elles sont loriginede perturbations dans le cycle desmoussons de l'Inde et de l'Asie duSud-Est ainsi que du passage decyclones en Polynsie franaise(Fig. 12).

I.3.3.4 - CONDITIONS MTOROLOGIQUES MURUROA ET FANGATAUFA

Mururoa et Fangataufa, les alizs de secteur est prdominent au sol, en toutes saisons,avec des vitesses dpassant rarement 40 km.h-1 (Fig.13). La rencontre des vents d'est et de sud-ouest s'effectue dans la ZCPS. La position de cette zone de convergence volue au gr des saisonset, durant l'hiver austral, englobe les atolls de Mururoa et Fangataufa.

En revanche, quelques kilomtres d'altitude, les vents sont plutt de secteur ouest,comme sur l'ensemble de la Polynsie, avec des vitesses pouvant atteindre 200 km.h-1.

Les types de temps observs localement rsultent naturellement de la circulation et de lanature de masses dair dont les caractristiques (temprature, humidit) dpendent principalement deleur origine et des changes thermiques. Dans le cas prsent, o la surface est essentiellementocanique, les transferts de chaleur par vaporation-condensation jouent un rle de premier plan.Quatre rgimes de temps sont distingus sur les atolls de Mururoa et Fangataufa.

Rgime dalizs

Le rgime dalizs prdomine toute lanne au nord du 20e parallle, et stend souvent,en saison chaude, toute la Polynsie. En raison de la faiblesse isobarique locale, laliz austral,ordinairement de sud-est, y prend une composante dominante de nord-est sur la face Nord-Ouest de lanticyclone de Pques. Le temps qui en rsulte est chaud et ensoleill, avec ventmodr et possibilit daverses le plus souvent faibles et isoles, mais quelquefois plus importantes.Ces averses sont surveil les en mme temps que lactivit locale de la ZCIT, car elles peuventdonner exceptionnellement naissance une perturbation tropicale pouvant voluer en cyclone.


ARCHIPEL DES AUSTRALES

ARCHIPEL DES TUAMOTU

WASA 9/12.12.1991

NANO 22/26.01.1983

VEE

NA 6/13.04.1983

ARCHIPEL DES MARQUISESREVA 6/14.03.1983

150W 140W 130W

10S

20S

DIOL

A 22

/29.

10.1

980

CYCLONE de Fvrier 1906

FIG. 12. - Trajectoires des cyclones ayant travers la Polynsiefranaise depuis 1900.

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Rgime dpressionnaire de nord-ouest

Le rgime dpressionnaire de nord-ouest correspond la face Nord dune dpressionvoluant dans la ZCPS, le plus souvent en saison chaude entre 15 et 30 S. Le temps y est lourd,chaud et trs humide, avec une nbulosit souvent forte tous niveaux : pluies, averses, grainset rafales de vent douest nord-ouest pouvant atteindre 50 70 km.h-1.

Rgime dpressionnaire de sud-est

Le rgime dpressionnaire de sud-est, associ et succdant au prcdent, correspond la face Sud dune dpression voluant dans la ZCPS. Le temps associ est moins lourd, moinschaud et moins humide que dans le cas prcdent, surtout en hiver austral avec une nbulositvariable due des nuages convectifs, avec encore quelques averses et des vents assez fortsdest sud-est et sud.

Rgime de sud-est (Maraamu)

Dnomm quelquefois tort rgime daliz de sud-est, le rgime de sud-est, dit dumaraamu, accompagne le renforcement pisodique dans les basses couches de lanticyclone deKermadec par une expulsion dair polaire, larrire et au-del de la ZCPS dcale vers le nord.Assez frquent en saison frache au sud du 20e parallle, ce rgime peut stendre vers le nordjusquau 15e parallle. Lui correspond un temps frais et sec, avec une nbulosit plutt faibleet des prcipitations insignifiantes. Les vents de sud-est peuvent souffler pendant plusieursjours conscutifs des vitesses de 40 50 km.h-1.


360 2040

60

80

100

120

140160

180200

220

240

260

280

300

320

340

80 10

10 m.s-1

< 10 m.s-1

< 6 m.s-16 m.s-1 1 m.s-1

5 %

10 %

15 %

V 6 m.s-1pendant 33 jours par an (9 % du temps) ; 6m.s-1 > V 1 m.s-1 pendant 22 jours paran (6% du temps) (Donnes Mtorologienationale, France).

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I.3.4 - OCANOGRAPHIE

I.3.4.1 - COURANTOLOGIE DU PACIFIQUE SUD

Les courants marins desmasses d'eaux de surface enPolynsie franaise sont organiss peu prs comme les vents desbasses couches de latmosphre,principalement autour d'une celluleanticyclonique quasi-permanentecentre sur l' le de Pques ettournant dans le sens inverse desaiguilles d'une montre (Fig. 14).

La cellule de l'le de Pques est borde, au nord, par le Courant quatorial sud (CES), dirigvers l'ouest : les eaux ainsi dplaces s'accumulent dans la zone mlansienne. Leur refluxalimente, en partie, un courant situ au nord de l'quateur qui intresse peu l'environnementpolynsien, et le Contre-courant quatorial sud (CCES). Au sud de la Polynsie, la convergencede ce CCES, du CES venant de Polynsie et du Courant tasmanien, les eaux s'organisent en uncourant chaud, dirig vers le sud-est, qui renforce vers l'est la branche sud de la cellule anticy-clonique. Au-del de 35 S, au niveau de la convergence subtropicale, ce courant chaud rejointle grand courant froid circum-antarctique orient vers l'est. Les eaux s'coulent alors versl'Amrique du Sud, en un courant froid, o elles remontent le long des ctes en se rchauffantprogressivement.

I.3.4.2 - COURANTOLOGIE DES LAGONS

La circulation des eaux dans le lagon d'un atoll est influence par trois principaux facteurs :le vent, la mare et la houle.

Par le frottement quil exerce sur la surface de l'eau, le vent peut tre considr commele principal facteur responsable de la circulation des eaux superficielles du lagon. Il tend provoquerlaccumulation des eaux vers la cte au vent, crant une lvation du niveau. Sur la rive opposedite sous le vent, au contraire, l 'eau se retire entranant une baisse du niveau. Bien que ceslvations soient trs faibles pour des alizs moyens, de l'ordre de quelques centimtres, ellessavrent suffisantes pour gnrer, en sub-surface, un courant de compensation, ou de retour, dedirection oppose celle du dplacement des eaux de surface.


140 E 160 E180 160 W 140 W 120 W 100 W 80 W

20 N20 N

0

20 S

40 S

60 S

0

20 S

40 S

60 S

28 C

28 C

20 C

ZEE

FIG. 14. - Circulation simplifie des eauxde surface dans l'ocan Pacifique Sud.La Zone conomique exclusive (ZEE) dePolynsie franaise est dlimite.

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D'une manire gnrale, les rsultats des mesures de salinit, de temprature et de vitesse etdirection des courants des deux lagons montrent une structure verticale des eaux plusieursniveaux :

une couche superficielle d'paisseurvariable (jusqu vingt mtres), o laforce d'entranement du vent gnreun courant de drive de mme sens(cette couche est dite d'Ekman) ;

une deuxime couche de retour, ole courant est de direction oppose celle du courant de la couchesuperficielle ;

ventuellement, une troisimecouche, visible le long de la ctesous le vent, avec des eaux plon-geant, soit le long de la cte, soit lelong des isobathes (Fig. 15).

La force de Coriolis dvie la masse d'eau de la couche superficielle vers la gauche d'un anglethorique de 30 la latitude de 22 S. Mururoa, du fait de la couronne corallienne circulaire,les courants s'organisent en un ou plusieurs grands tourbillons, variables selon les conditions devent ou la phase de la mare. La vitesse du courant la surface du lagon est de l'ordre de 2 %de celle du vent. Pour un vent moyen de 6 m.s-1, on observe des vitesses du courant en surfa-ce d'environ 12 cm.s-1. La vitesse du courant dans la partie suprieure de la deuxime coucheest du mme ordre de grandeur, puis diminue notablement avec la profondeur. La vitesse de lacouche de fond est trop faible (< 2 cm.s-1) pour tre mesurable par les courantomtres classiques.

La mare agit dans le lagon, principalement par les passes, grce aux entres et sortiesd'eau, mais y cre peu de cisaillement de courant. mare montante, l'eau ocanique pntre l'intrieur du lagon, plonge et se rpartit dans l'ensemble de la masse d'eau profonde, crant descourants descendants le long de la pente de la passe (Fig. 16). mare descendante, le courantest sortant et intresse l'ensemble de la couche superficielle.

La houle, sajoutant laction de la mare, agit aussi sur les dbits des hoa. mare haute,les quantits d'eaux ocaniques entrantes sont importantes et minimales mare basse. Lescaractristiques physiques des eaux ocaniques entrantes (temprature et salinit), lgrementdiffrentes de celles des eaux du lagon, peuvent crer des courants de densit qui entranent leseaux vers le fond et contribuent alimenter et moduler le courant de retour au fond.


Surface

10 m

20 m

30 m

40 m

Couche de surfaceLes courants portent

vers l'ouest

Couche de retourLes courants portent

vers l'est

Couche de fondLes vitesses sont infrieures

au seuil de mesuredes courantomtres

Vents : alizs d'esttablis 10 m.s-1

Lagon

Atmosphre

chelle des courants : 2 cm.s-1

NORD

OUEST EST

SUD

FIG. 15. - Mesures de courants du lagon induitspar des vents dest tablis, dans le lagon de latollde Fangataufa, mettant en vidence la stratificationselon la profondeur.

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Les mesures directes de courant et dhydrologie (temprature, salinit) ont permis decomprendre les mcanismes gnraux de la circulation des eaux dans les lagons et ont t utilisescomme donnes dentre dun modle hydrodynamique qui permet une reprsentation dans lespacedes champs de courant, des variations de temprature et de distribution des radionuclides dans leseaux (Fig. 16).

La circulation des eaux du lagon est caractrise par :

le temps de rsidence, soit le temps mis par un volume deau en un point donn du lagonpour sortir par la passe (Fig. 17) ;

le temps de renouvellement, soit la moyenne des temps de rsidence pour lensemble dulagon.

La vitesse de renouvellement de leau du lagon a t value laide de simulations. Pourlatoll de Mururoa, une srie de simulations numriques bases sur diffrents paramtres (mares,tension du vent, apports provenant des hoa) montre que le temps de renouvellement schelonnede 44 jours dans les conditions estivales avec vent de sud-est de 8 m.s-1, 164 jours dans lesconditions hivernales avec vent dest soufflant 5 m.s-1. Le temps de renouvellement, en valeurmoyenne toutes saisons confondues, a t estim environ 100 jours. Ces rsultats ne sappliquentpas aux priodes de stress climatique (dpressions tropicales, cyclones).

I.3.4.3 - COURANTOLOGIE PROXIMIT DES ATOLLS

La modlisation de la circulation des masses deaux ocaniques en bordure des atollstait ncessaire la prcision et au suivi de la dispersion des radionuclides initialement prsentsdans les eaux sortant du lagon et celles de la pente externe.


FIG. 17. - Distribution du temps dersidence intgr sur la colonne deauet calcul par le modle de circulationen tenant compte de la mare et dunvent dest de 8 m.s-1.

CHELLE DES VITESSES (m.s-1)

> 0,08

0,06 0,08

0,04 0,06

0,02 0,04

< 0,02

N

0 1 2 3 4 5km

> 100

80

60

40

20

0

JOURS N

FIG. 16. - Vitesse moyenne horizontaledes courants sur la colonne deau pour unvent dest de 6 m.s-1 mare montante.(La direction des courants est donne parlorientation des flches, leur vitesse parlchelle des couleurs).

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Les donnes de temprature enregistres le long des pentes externes de latoll de Mururoa,jusqu' des profondeurs de 600 m ont mis en vidence une dformation du champ thermiquevertical (ondes internes) due deux causes : la force de Coriolis et la mare. Ces ondes pigesle long du rcif-barrire ont des amplitudes maximales pouvant atteindre 60 m de hauteur et sontlocalises au niveau de la thermocline entre 150 et 450 m de profondeur. Elles tournent dans le sensdes aiguilles dune montre autour des atolls et gnrent des courants en profondeur parallles lacte, alternativement d'est, puis d'ouest, en phase avec la mare.

Les tudes ocanographiques ont montr labsence de remontes deaux profondes lelong du tombant du rcif (upwell ing), en labsence de conditions dynamiques suffisantes pourrompre la stratification thermique permanente du Pacifique tropical Sud.

I.3.4.4 - PROPRITS DES MASSES DEAU OCANIQUES

Au niveau de la convergence subtropicale, les eaux superficielles ont des caractristiquestrs particulires. En effet, les eaux qui y pntrent sont piges, car la force de Coriolis gnreune composante centripte qui tend les accumuler vers le centre de la convergence. Ces eauxont donc un temps de rsidence important et une temprature leve (22 29 C). Les pertespar vaporation l'emportent alors sur les apports par prcipitations, en particulier dans la zone dehautes pressions, comme c'est le cas Mururoa o la perte en eau atteint 800 mm par an. l'estde larchipel des Tuamotu, se trouve l'eau la plus sale et donc la plus dense du Pacifique (Fig. 18).La salinit de la couche de surface est suprieure 36 g.kg-1. Du fait de leur forte densit, les eauxde cette cellule tendent plonger, empchant toute remonte d'eaux profondes charges ennutriments. Dans ces eaux peu renouveles, la production phytoplanctonique tend rduireencore la concentration des minraux dissous. Au contraire, au nord du 8 S et au sud du 25 Sde latitude, la salinit devient infrieure 35,5 g.kg-1 car, dans ces zones, les apports par pr-cipitations lemportent sur les pertes par vaporation.


Nlle

GUINE

VANUATU

Nlle

CALDONIE

AUSTRALIE

SAMOATAHITI

Iles MARQUISES

MURUROA

TUAMOTU - GAMBIER

34,7535,0035,2535,50

36,00

35,75

160 E 180 160 W 140 W

35,25

35,00 35,5034,75

34,50

34,7535,00 35,50

35,5035,25

0

10S

20S

36,25

FIG. 18. - Salinit moyenne, exprime en g.kg-1, des eaux de surface dans locan Pacifique Sud, entre1956 et 1974.

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Le pH de l'eau de mer reflte l'tat d'quilibre du systme carbonate-gaz carbonique dissout.Il dpend de la temprature et de facteurs biologiques. Une eau peu productive, contenant peude plancton et de matire organique, sera basique, avec un pH suprieur 8,3. Entre 140 et150 de longitude ouest, le pH augmente de 8,20 8,35 depuis l'quateur jusqu'au tropique duCapricorne.

La concentration en sels minraux, nitrates, phosphates et silicates, constitue un excellentindicateur de la ferti l i t potentielle d'une masse d'eau, car i l sagit dlments indispensables la croissance des algues et du phytoplancton. Aux mmes longitudes, la concentration en nitratesdcrot de 4 moins de 0,2 mmoles.m-3 de l'quateur au tropique. Cette distribution est contrlepar des remontes d'eaux profondes charges en sels minraux dans les zones quatoriales.

La concentration d'une eau en chlorophylle fournit une bonne image de son potentiel deproductivit primaire (phytoplancton). Elle dcrot de 0,2 mg.m-3 l'quateur moins de 0,05mg.m-3 dans larchipel des Tuamotu. Cette faible concentration en pigments chlorophylliensexplique la transparence exceptionnelle des eaux ocaniques polynsiennes.

I.4 - MILIEU VIVANT

Les atolls de Mururoa et Fangataufa ont fait l'objet d'un point zro environnemental pouracqurir, avant tout essai nuclaire, les donnes de rfrence sur les peuplements des diffrentssubstrats lagonaires. De multiples tudes sur l'environnement biologique, tant marin que terrestre,des deux atolls ont t conduites par la suite qui ne feront ici l'objet que de brves prsentationsncessaires la comprhension des transferts des radionuclides dans l'environnement. Le lecteur dsirant plus de prcisions sur les espces polynsiennes et leur rpartition au sein des diffrents biotopes des atolls de Mururoa et Fangataufa est invit se reporter aux diffrentespublications scientifiques prsentes dans la bibliographie de ce chapitre.

I.4.1 - MILIEU TERRESTRE

La colonisation d'une le nouvelle issue dun point chaud rsulte du transport par l'air(vents et oiseaux) et par l'eau (courants marins) de pollen, de graines ou de fruits flotts, maisaussi de petits arthropodes comme les araignes. Lisolement insulaire au sein du Pacifiqueexplique la pauvret de la biodiversit du milieu terrestre des les polynsiennes. Pour les lesbasses, le motu est la seule partie merge sur laquelle la faune et la flore terrestres peuventprosprer (Fig. 19).

Comme les autres atolls des Tuamotu du Sud, Mururoa et Fangataufa prsentent une floreterrestre limite une centaine d'espces, alors que le nombre despces vgtales prsentesen Polynsie franaise est estim environ un millier.

La faune terrestre de Polynsie n'est pas plus riche que la flore, certains groupes tels queles reptiles et les mammifres y sont trs peu reprsents. Le nombre d'espces d'oiseaux estfaible : 112 dans les les de la Socit, 25 Rapa et 16 Fangataufa, comparer aux 600espces dnombres en Australie.


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I.4.1.1 - FLORE

L'inventaire gnral de la vgtation de Mururoa a t ralis en 1966. La flore peu diversifiedes atolls de Mururoa et Fangataufa est tout fait semblable celle rencontre dans les atollsvoisins. Il y a une centaine d'annes, les cocotiers ont t introduits sur les ctes Sud, Ouest etEst de Mururoa, o se trouvaient les motu de plus grande surface. Sur l'atoll de Fangataufa, lavgtation est trs comparable celle de Mururoa, mais sans cocoteraie, en raison, probablement,d'un accs difficile d l'absence de passe naturelle.

Les vgtaux se rpartissent en trois strates suivant la taille des espces (Fig. 19) : la stratearborescente qui dpasse une dizaine de mtres, la strate arbustive moyenne qui atteint une hauteurcomprise entre 1 et 3 m et la strate herbace qui ne dpasse pas un mtre.

Sur les atolls, les groupements floristiques se rpartissent en fonction du substrat, fin ougrossier, compos de dbris coralliens, de lexposition aux embruns et de la proximit dunenappe deau douce. Du lagon locan, un groupement de Suriana-Heliotropium se distingue,auquel succde, dans la partie abrite du motu, la cocoteraie sur sol profond et nappe phratiqueproche de la surface. Ct ocan, sur le substrat plus grossier, alternent la fort de Guettarda-Pandanus et le groupement bas de Scaevola-Argusia. Enfin, sur le conglomrat de la plage prendplace Pemphis acidula et proximit de locan Hedyotis romanzoffiensis. Casuarina equisetifolia(arbre de fer ou aito), introduit en 1976 pour des raisons ornementales, a prolifr sur les lots, essen-tiellement ct lagon.


12

1 2 3 45 7

12

16

13

13 5

9

16

14

17

17

7

17

18

86

11

10

5 m

10 m

15 m

StrateArborescente

14 Argusia argentea15 Pandanus tectorius16 Guettarda speciosa17 Cocos nucifera18 Casuarina equisetifolia

StrateArbustive

10 Scaevola sericea11 Suriana maritima12 Pemphis acidula13 Morinda citrifolia

StrateHerbace

1 Hedyotis romanzoffiensis2 Cassytha filiformis3 Lepturus repens4 Portulaca sp.5 Triumfetta procumbens

6 Heliotropium anomalum7 Lepidium bidentatum8 Boerhavia tetrandra9 Psilotum nudum

20 m

OcanLagon

Plage

Leveocanique10

15

14

FIG. 19. - Distribution de la vgtation sur une coupe schmatique dun motu de latoll de Mururoa (dessininspir de J. Florence, 1993).

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I.4.1.2 - FAUNE

l'image de la flore, la faune terrestre des deux atolls savre assez pauvre. Elle se composed'insectes, d'oiseaux, de quelques espces de reptiles et de petits mammifres, rats et souris.

La faune aviaire de Mururoa tait peu importante l'origine, probablement en raison duremplacement d'une grande partie de la flore polynsienne traditionnelle par des cocoteraies. loccasion de cinq missions ralises entre 1965 et 1969, le Museum national d'histoire naturelle(MNHN) a dress un inventaire permettant lidentification de 16 espces d'oiseaux.

La richesse spcifique des peuplements d'oiseaux marins de l'atoll de Fangataufa estcomparable celle des atolls de l'archipel des Tuamotu et savre similaire celle des atollsproches, Vairaatea et Tureia (Groupe Acton, Tuamotu Sud). Les oiseaux terrestres se limitent deux espces : la fauvette des Tuamotu et l'aigrette sacre. La fauvette des Tuamotu n'estconnue que sur 11 les ou atolls du sud des Tuamotu, dont Fangataufa et Mururoa.

I.4.2 - MILIEU MARIN

I.4.2.1 - COSYSTME PLAGIQUE OCANIQUE

Les eaux du domaine ocanique polynsien sont pauvres en sels nutritifs. En effet, les eauxde surface, chaudes et sales, ne reoivent aucun apport deau froide profonde. Pauvres ennutriments, elles ne sont donc pas propices au dveloppement du phytoplancton, premier maillonde la chane alimentaire et donc, des autres organismes des niveaux trophiques suprieurs : zoo-plancton, cphalopodes et poissons. Ces derniers, entrant pour une part non ngligeable dans laration alimentaire des personnes vivant en Polynsie, ont fait lobjet dun suivi radiologique attentif,en particulier ceux de la famille des Scombridae. Les espces de surface ctires, sont le thazard(Acanthocybium solandri) et le gymnosarde (Gymnosarda unicolor). Les espces hauturirescomprennent de jeunes albacores (Thunnus albacares) et des bonites (Katsuwonus pelamis). Lesthonids vivant plus grandes profondeurs se composent dalbacores adultes, patudo (Thunnusobesus) et germon (Thunnus alalunga) effectuant de grandes migrations transocaniques (Fig. 20).

I.4.2.2 - COSYSTME RCIFAL

Dans ce dsert ocanique, le milieu rcifal des les hautes et des atolls, o la productivitbiologique est leve, apparat comme une vritable oasis de vie. Un rcif corallien se prsentecomme une construction calcaire difie par des organismes vivants, principalement par descoraux et des algues calcaires.

La faune marine rcifale de Polynsie franaise nest pas trs riche, ni en espces demadrporaires, ni en espces de poissons et de mollusques ; certains groupes taxonomiquessavrent mme totalement absents, comme la classe des comatules.

De locan vers le lagon, la zone externe ocanique distingue classiquement trois structures,caractrises par des peuplements dorganismes constructeurs diffrents (Fig. 4) :

la pente externe o les colonies de madrporaires des genres Pocillopora et Acropora branches plus dveloppes sont dominantes en surface ;

la crte algale dont l'essentiel de la construction est assur par les algues calcairesencrotantes ;

le platier externe o se retrouve sensiblement la mme srie des espces caractristiques dela pente externe jusqu 25 m de profondeur.


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FIG. 20. - Principales espces de grands poissons plagiques pchs la trane et la longue-ligne, enPolynsie.

THUNNUS ALBACARES (Linn), albacore, thon jaune.Habitat : ensemble de la Polynsie, surtout Marquises,Tuamotu. Biotope : surface pour les jeunes, profondeurpour les adultes. Taille maximum : 150 cm, poids max.100 kg. Reproduction : peu importante, Marquises.

THUNNUS ALALUNGA (Bonnaterre), germon. Habitat :jeunes, 35-40 S (convergence subtropicale), adultesPolynsie, surtout Marquises et Tuamotu. Biotope :surface pour les jeunes, profondeur pour les adultes.Taille maximum : 120 cm, poids max. 30 kg.Reproduction : Tuamotu.

THUNNUS OBESUS (Lowe), patudo. Habitat : jeunesMarquises, adultes ensemble de la Polynsie et surtoutMarquises. Biotope : surface pour les jeunes, profondeurpour les adultes. Taille maximum : 180 cm, poids max.120 kg. Reproduction : peu importante, Marquises.

KATSUWONUS PELAMIS (Linn), bonite, l istao.Habitat : ensemble de la Polynsie, surtout Marquises,Tuamotu-Nord. Biotope : surface, plagique ctier ethauturier. Taille maximum : 100 cm, 20 kg.Reproduction : importante aux Marquises, maximumen saison chaude.

ACANTHOCYBIUM SOLANDRI (Cuvier), thazard.Habitat : ensemble de la Polynsie, surtout auxTuamotu-Gambier. Biotope : surface, plagique ctier.Taille maximum : 200 cm, 60 kg. Reproduction :Tuamotu-Gambier.

GYMNOSARDA UNICOLOR (Rppell), gymnosarde,thon dents de chien. Habitat : ensemble de laPolynsie, surtout aux Tuamotu-Gambier. Biotope :surface, plagique ctier, pntre parfois dans leslagons. Tai l le maximum : 160 cm, 65 kg.Reproduction : Tuamotu-Gambier.

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Cette rpartition schmatique varie en fonction de l'orientation du rcif par rapport lahoule dominante. La morphologie de la cte sous le vent, o l'hydrodynamisme se trouve leplus faible, parat quelquefois simplif ie par l'absence de vritable crte algale.

Dans les lagons, l'nergie des courants tant faible, compare celle du versant ocanique,la flore et la faune de ces deux mil ieux sont diffrentes avec nanmoins quelques espcescommunes. L'cosystme lagonaire comprend des espces plagiques (poissons et plancton) etdes espces benthiques dpendant fortement des deux types de substrats, durs (pinacles corallienset platiers internes) et meubles (sdiments du fond de lagon).

Les donnes sur le plancton, contemporaines de l'ouverture du site de Mururoa montrentune distribution homogne dans les eaux ocaniques proches de l'atoll, la tranche d'eau de 0 50 m prsentant les plus fortes densits avec un zooplancton trs diversifi o tous les groupeszoologiques sont reprsents. La biomasse de ces eaux, nettement plus importante qu'au large(24 mg.m-3), se trouve donc infrieure celle du lagon de Mururoa qui atteint 400 mg.m-3.

Les substrats durs se trouvent la priphrie du lagon, sur les bordures internes et aumilieu du lagon, sous forme de pinacles coralliens. Mururoa, la vgtation algale comprend essen-tiellement des cyanophyces et, localement, au bas de la pente, des populations importantes del'algue brune Padina. Sur la bordure interne sous le vent, au sud, les colonies de madrporaires sontassez nombreuses et reprsentes par les genres Acropora et Pocillopora.

Les espces de gastropodes, Littorina coccinea et Nerita plicata, sont les mmes que cellespeuplant le platier externe ; sy s'ajoutent Drupa morum et Tectarius. Les bnitiers sont assezabondants. Le tombant de la bordure interne Nord de Mururoa offre un milieu typique pour lesbalistes (Rhinecanthus sp.) auxquels s'ajoutent de nombreuses espces de poissons sdentaires :mrous (Epinephelus sp.), labres (Pseudojuloides sp.), poissons cureuils (Holocentridae), poissonspapillons (Chaetodon sp.), demoiselles (Pomacentrus sp.), chirurgiens (Acanthurus sp.) et perroquets(Scarus sp.).

La faune ichtyologique de ces bordures sous le vent savre beaucoup plus pauvre quedans les autres parties du lagon. Autour de quelques rochers, vivent des poissons papillons, desblennies et des poissons chirurgiens. Dans les trous de rochers, on trouve des poissons carnivoresnocturnes : poissons cureuils, mrous, ttrodons et lutjans.

Sur les fonds de sable, la sole tropicale (Bothus mancus) trs frquente cotoie des bancs desurmulets et de mulets. Les coraux branchus abritent des poissons demoiselles (Chromis sp.) etbagnards (Dascyllus aruanus), ainsi que des poissons anges (Centropyge flavissimus).


Platier interne sous le vent dusecteur Sud-Est du lagon de

Mururoa, avec de nombreusescolonies dacropores branchus.

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La faune malacologique de Mururoa est assez riche sur les pinacles de la bordure nord auvent. Les vermets (Dendropoma maximum) et les bivalves Chama iostoma, Arca ventricosa etArca plicata sy avrent relativement nombreux, surtout en endobiontes dans les blocs coral l iensmorts. Dans les deux atol ls, l 'holothurie noire (Holothuria atra) se trouve bien reprsente labase des pinacles. Les poissons se rassemblent en grand nombre autour des ces derniers, aumilieu du lagon, habitat de tout un rseau trophique.

Les anfractuosits sont successivement occupes pendant la journe par des poissonscarnivores nocturnes et la nuit par des espces diurnes (Fig. 21). La densit des peuplements estplus leve en surface qu'en profondeur, la richesse spcifique tant plus importante Mururoaqu' Fangataufa. En effet, les atolls ferms se caractrisent par la rduction de la diversit spcifiquedes madrporaires et des mollusques, mais les espces tant parvenues sadapter y sontreprsentes par des populations importantes. Fangataufa, qui tait un atoll ferm lorigine,n'chappe pas cette rgle, puisque deux espces de coraux prdominent et trois espces demollusques reprsentent, en termes d'abondance, environ 90 % des peuplements de mollusquesde substrats durs.


Bivalves arches (Arca). Holothuries noires (Holothuria atra).

Banc de surmulets (Mullodichthys flavolineatus).Poissons bagnards (Dascyllus aruanus) et demoiselles(Chromis caeruleus) infods une colonie dacropores.

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JOUR

1Carnivores

5Omnivores

2Planctonophages

14Piscivores

3Planctonophages

6Omnivores

9Carnivores

11Planctonophages 17

Carnivores

7Carnivores

10 12Carnivores

15Carnivores

13Carnivores

8Herbivores

4Carnivores

16Herbivores

FIG. 21. - Alternance jour-nuit de la rpartition des espces de la faune ichtyologique corallienne.

NUIT

1Carnivores

5Omnivores 2

Planctonophages

14Piscivores

3Planctonophages

6Omnivores9

Carnivores

11Planctonophages

17Carnivores

7Carnivores

10Carnivores

15Carnivores

13Carnivores

8Herbivores

4Carnivores

16Herbivores

12Carnivores

1 : Pseudojuloides cerasinus (labre) 10 : Epinephelus tauvina (loche mouchete)2 : Abudefduf sexfasciatus (poisson bagnard) 11 : Pempheris oualensis (poisson harpe)3 : Pomacentrus pavo (demoiselle bleue) 12 : Neoniphon sammara (poisson soldat)4 : Amphiprion chrysopterus (poisson clown) 13 : Pterois antennata (rascasse)5 : Chaetodon auriga (poisson papillon) 14 : Carangoides ferdau (carangue tachete)6 : Chaetodon lunula (poisson papillon) 15 : Gymnothorax javanicus (murne javanaise)7 : Blennidae (blennie) 16 : Scarus globiceps (perroquet masqu)8 : Acanthurus guttatus (chirurgien) 17 : Novaculichthys taeniourus (labre)9 : Rhinecanthus aculeatus (baliste)

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Les sdiments du lagon sont organognes, constitus de thanatocnoses coralliennes,c'est--dire de dbris d'algues calcaires, de coraux, de foraminifres, de mollusques et d'chi-nodermes. Les sdiments meubles sont coloniss par une faune endoge (enfouie) et pige (ensurface). Les madrporaires demeurent peu nombreux la surface des substrats meubles,probablement en raison d'un renouvellement insuffisant de l'eau en profondeur.

Dans le secteur Ouest du lagon de Mururoa, peu profond (< 30 m) et encombr depinacles, le sdiment comporte de nombreux dbris coralliens tout en tant parsem de dmes balanoglosses. Ces grands vers endogs rejettent du sdiment et des fces hors de leur terrier,construisant ainsi un dme d'une vingtaine de centimtres de hauteur. Parmi les autres animauxconstituant l'endofaune, se trouvent des mollusques tels que Terebra maculata , Terebra subulata,Cardium fragum et des crustacs endogs. Dans les secteurs central et Est, les plus profonds,les substrats meubles abritent des oursins endogs (Laganum depressum) et des gastropodes(Cerithium clava, Conus pulicarius). Assez clairsemes, les algueraies rvlent une algue dominante,Caulerpa urvill iana, qui atteint des couvertures de 500 g.m-2, en poids frais.

Fangataufa, la prolifration de Caulerpa urvill iana est due la nature sablo-vaseuse dumilieu. Les cyanophyces savrent prpondrantes sur les fonds sdimentaires, autour des pinacles.

I.4.3 - RSEAU TROPHIQUE

Quelle que soit la biocnose considre, cinq niveaux trophiques sont identif is : lesproducteurs (vgtaux), les herbivores, les carnivores, les dtrit ivores et les dcomposeurs(bactries et autres micro-organismes) qui restituent au biotope les lments rsiduels aprsminralisation (composs minraux simples aussi appels nutriments : phosphates, nitrates, nitriteset sels amoniacaux). l intrieur dun mme cosystme, les reprsentants de ces diffrentsniveaux trophiques interagissent entre eux au sein de rseaux trophiques.


Gastropode de lespce Terebra maculatavivant dans les sdiments

Sdiments la base dun pinacle corallien.

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Il convient de garder lesprit le caractre simplificateur des notions de niveau et de rseautrophiques (Fig. 22). En effet, une mme espce peut appartenir plusieurs niveaux trophiquesdiffrents : cest le cas par exemple des espces omnivores.


B1

B2a

B2c

B2d

C2

C1c

C1b

D

C1a

B2e

B1

A1a

A1b A

1c

B2b

F

D

D

E

FIG. 22. - Quelques exemples de types de consommateurs et de rseaux trophiques dans une communautrcifale corall ienne hypothtique (dessin inspir de Glynn, 1988).

Le phytoplancton est consomm par le zooplancton (A1a) et par certains bivalves, par exemple (A1b, A1c). Lezooplancton est la proie, son tour, de nombreux rsidents du rcif, incluant les poissons planctonivores (B2a), poissonsbenthiques (B2b), coraux (B2c), et animaux suspensivores prsents dans les cavits du rcif ou sur les surfaces exposes(B2e, B2d : con

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