Radiations nucléaires : que sait-on réellement des risques ?

D'après un article paru dans European Energy Review du 11 juillet 2011 (l'article n'est malheureusement plus consultable sur Internet)

rop de quelque chose peut être dangereux pour la santé. Si vous buvez vingt litres d'eau en une seule fois, vous avez toutes les chances d'en mourir. Le monoxyde de carbone est un poison au-dessus d'un certain niveau, mais fonctionne aussi dans le cerveau comme un transmetteur de signaux.

La théorie de Schulz fut largement ignorée, en particulier parce que celui-ci croyait en l'homéopathie. Lui et son collègue Rudolph Arndt (1835 - 1900) présentèrent leur découverte comme un phénomène universel, et comme une explication de l'homéopathie. Mais la théorie de l'homéopathie développée à la fin du 18ème siècle par le médecin allemand Samuel Hahnemann, s'applique aux dilutions extrêmes plutôt qu'aux quantités faibles mais mesurables. De telles dilutions sont supposées efficaces lorsqu'elles sont administrées aux malades. Cette pseudo-science n'a pas de rapport avec l'hormèse ; cependant Schultz s'appliqua à lier les deux, ce qui décrédibilisa sa découverte auprès de la plupart des médecins et hommes de science.

C'est dommage, car il y a de nombreuses preuves concernant l'hormèse. La meilleure et plus récente source est une publication de 2009, "Hormèse : une Révolution en Biologie, Toxicologie et Médecine" (Springer, 2009), qui comprend une série d'articles écrits sous l'autorité de Mark P. Mattson et Edward J. Calabrese. Ce livre donne une vision complète et fascinante de la façon dont l'hormèse fonctionne. Comme nous allons le voir, cela est crucial pour comprendre les effets des radiations - et donc pour le futur de l'énergie nucléaire. D'après Jan Willem Nienhuys, des recherches supplémentaires concernant le domaine peu connu des radiations de basse intensité pourrait révolutionner complètement nos connaissances sur le sujet.

Fumeurs et buveurs

Quand un organisme est exposé à des influences néfastes pour sa santé, plusieurs mécanismes de compensation se mettent en route, non seulement pour contrer les influences en question, mais aussi pour se préparer contre ces mêmes influences dans le futur. Le système immunitaire est simplement un de ces mécanismes. Les patients qui doivent recevoir un anesthésique, par exemple, sont questionnés par l'anesthésiste sur leurs habitudes de fumeur et de buveur. C'est important, car le foie des buveurs et des fumeurs s'est adapté et détruit les anesthésiques plus efficacement, si bien que ces patients nécessitent une dose plus importante d'anesthésique.

Au niveau cellulaire, on sait que l'exposition à des faibles concentrations d'arsenic induit la production de ce qu'on appelle des proteines de choc thermique (HSP). Ces protéines spéciales peuvent chaperonner (c'est le mot exact utilisé en biologie ndlt) les autres protéines et les protéger contre la dégradation. Ces protéines sont également produites lorsque les cellules sont exposées à une chaleur excessive. Des expériences de laboratoire ont prouvé qu'une exposition répétée à l'arsenic provoquait la production rapide de protéines de choc thermique en grande quantité. Ce mécanisme est la base de la tolérance à l'arsenic, méthode utilisée autrefois par les chefs pour se protéger contre l'empoisonnement.

Il existe de nombreux mécanismes qui protègent les humains contre les influences néfastes pour leur santé. Les molécules messagères à l'intérieur et à l'extérieur des cellules ainsi que les facteurs de transcription, participent à ces mécanismes. Ceux-ci activent à travers une série d'étapes intermédiaires, des gènes qui engendrent plusieurs types de protection. Cette protection supplémentaire explique pourquoi des petites quantités de toxines - à savoir les centaines ou milliers de produits contenus dans les fruits et les légumes que nous mangeons, ont un effet positif. Le livre de Mattson et Calabrese assure que l'hormèse constitue la base de tous les effets des médicaments. Au niveau des faibles doses du domaine de l'hormèse, plusieurs indicateurs conventionnels de santé, qui mesurent le risque de tomber dans une affection sérieuse, augmentent de 30 à 60 % par rapport aux doses nulles. Et cela n'est pas seulement vrai pour les gens ; certaines bactéries apprécient les faibles doses d'antibiotiques.

L'oxygène nous donne un autre exemple intéressant de la façon dont marche l'hormèse. Il y a environ trois milliards d'années, la vie sur terre découvrit le truc de la photosynthèse. Les cyanobactéries ont progressivement envoyé de l'oxygène dans l'atmosphère et les océans. Après environ un milliard d'années, tout le fer soluble des océans a été oxydé et précipité (C'est ce qui constitue notre minerai de fer). Mais les autres formes de vie et les cyanobactéries elles-mêmes ont dû s'adapter à ce résidu empoisonné. La vie a si bien triomphé que maintenant, nous ne pouvons plus nous passer d'oxygène.

Mais dans le même temps, comme Charles L. Sanders l'explique dans "Radiation Hormesis and the Linear-No-Threshold Assumption" (L'hormèse radioactive et l'hypothèse de l'effet linéaire sans seuil) (Springer, 2010), nos cellules luttent constamment contre les dommages causés par l'oxygène. On estime que l'ADN de chacune de nos cellules est endommagé deux fois par seconde.
Comparés à ça, les dommages résultant de la radioactivité sont faibles. La plupart de ces dommages proviennent de l'apparition de morceaux de molécules hautement réactifs appelés "radicaux libres". Selon les méthodes de calcul utilisées, les dégâts provoqués par l'oxygène sont de cent à un million de fois plus importants que ceux qui résultent de la radioactivité naturelle. La plupart de ces dégats sont réparés, et une solide équipe de réparation constituée par des enzymes est au travail en permanence.

Effectivement, la signification de tout cela, c'est que les personnes qui pratiquent un travail physique et qui donc utilisent plus d'oxygène seront soumises à un stress oxydant plus important, avec plus de radicaux libres, au moins dans leurs cellules musculaires. Mais cela signifie aussi que leur corps augmente ses défenses contre ces attaques. L'effet global est probablement aussi positif. En d'autre termes, l'exercice physique est bon pour vous. Et l'effet d'une légère abstinence est probablement également positif. Les gens qui prennent leur voiture pour aller travailler et qui passent leur temps libre couchés, un bol de ships à la main, ne profitent pas des avantages que procurent l'exercice physique et un régime calorique réduit.

Diviser par vingt

Quel sont les risques de cancer pour les personnes exposées à la radioactivité ? C'est un sujet que le livre de Sanders traite en détail en se concentrant, comme le titre l'indique, sur l'hypothèse de l'effet linéaire sans seuil (en anglais (Linear No Threshold ou LNT). Cette hypothèse est la base d'une méthode générale d'estimation des dégâts causés par les radiations, et plus particulièrement du risque d'apparition de cancer issu de la radioactivité. Comme Sanders le montre, l'hypothèse LNT ignore le principe d'hormèse - ce qui a des implications importantes dans la façon dont nous percevons les risques induits par les radiations.

Avant de discuter de cela plus en détail, je voudrais dire quelque chose à propos des unités utilisées pour mesurer les doses de radiation provoquées par les radiations ionisantes. Sur le principe, la dose est mesurée en énergie absorbée par masse de tissu vivant. De ce fait, dans le système international, la dose de radiation ionisante est mesurée en joule par kilo. (Au pays des pouces, gallons et livres avoirdupois, l'unité est cent fois plus petite). Il y a deux noms pour cette unité : le gray et le sievert (abréviations : Gr et Sv). Dans le cas du sievert, certains type de radiations sont affectées d'un coefficient multiplicateur plus grand, mais pour les radiations béta et gamma le coefficient est de 1. Si seulement une partie du corps est irradiée, chaque partie est affectée d'un coefficient particulier, la somme des coefficients étant égale à 1 (pour le corps entier).

La méthode LNT est une méthode permettant le calcul des dégâts dans le cas où une population est exposée à une certaine quantité de radioactivité. C'est une méthode très simple dans laquelle toutes les doses auxquelles la population a été exposée sont additionnées puis divisées par vingt pour donner le nombre de décès par cancer. Ainsi, si, par exemple, 100 millions de personnes sont exposées à 1 millisievert par an pendant vingt ans, le calcul sera le suivant : (cent millions) fois (un millisievert par an) fois (vingt ans) égale deux milliards de millisieverts, soit deux millions de sieverts. En divisant (deux milliards) par vingt on obtient cent mille. Et hop... vous avez le nombre de morts par cancer...

Mais d'où vient donc la division par vingt ? Sur quoi est-elle basée ? Eh bien, parmi les survivants de Hiroshima et de Nagasaki, il y avait un groupe de personnes qui avaient reçu chacune 1 sievert en une seule fois. Comme nous allons le voir, c'est une dose très élevée. Dans ce groupe, le pourcentage de personnes ayant contracté un cancer était de 38 % au lieu des 33 % normalement observés dans un groupe semblable non exposé. Ainsi, 1 sievert signifie 5 % de plus de morts par cancer. Cette observation très simple forme la base du calcul : 1 sievert = 5 % (1/20ème) de risques supplémentaires de cancer.

C'est un calcul absurde. Une exposition incrémentielle est moins dangereuse qu'une dose appliquée en une seule fois. En d'autres termes, le phénomène d'hormèse est totalement ignoré. Sanders soutient que les radiations ionisantes en petite quantité sont au contraire bienfaisantes, comme le fait de courir ou de jeûner modérément. Cela peut diminuer le risque de cancer de 10 à 30 % comparé à pas de radiation supplémentaire. Ainsi, là où le risque de cancer est, disons, de 30 %, une dose limitée de radiation peut diminuer celui-ci à 27 % (soit 10 % de moins).

Les bains thermaux

Mais, que signifie une dose limitée dans notre contexte ? La radioactivité naturelle, dans les régions non extrêmement rocheuses, est d'environ 2,5 millisieverts par an. Un scanner représente 50 millisieverts par séance. Sanders a calculé que l'effet d'hormèse s'étendait jusqu'à 200 millisieverts par an, ou encore une dose unique de 100 millisieverts si le rayonnement est du type "léger", c'est à dire composé d'électrons et de photons gamma.Les habitants autour de Tchernobyl (seulement des animaux actuellement) reçoivent 6 millisieverts par an. Ils semblent aller bien.

A Ramsar, en Iran, le sol dégage beaucoup de radon et la radioactivité naturelle y atteint un niveau qui peut aller jusqu'à 700 millisieverts par an. Selon l'hypothèse LNT, vivre dans cette zone pendant 20 ans devrait conduire à une mortalité par cancer de 100 %, mais les villageois sur place ne semblent souffrir de rien de spécial, à part d'un système immunitaire légèrement plus actif.

Sanders présente un grand nombre de preuves de sa thèse. J'ai étudié un certain nombre de pseudo-sciences pendant de nombreuses décennies et j'ai parcouru un grand nombre de livres et d'articles comportant beaucoup de références qui se sont finalement révélées être des citations sélectives, ou encore qui étaient simplement dénuées de pertinence ou aberrantes. Mais Sanders cite plus de 1000 articles dans des journaux scientifiques de premier plan autant que j'ai pu m'en assurer. Les preuves qu'il présente consistent en de nombreux exemples dans lesquels on peut estimer le risque de cancer en fonction de faibles doses, par exemple chez des travailleurs de l'industrie nucléaire qui portent des badges indiquant le degré de radiation auquel ils ont été exposés. Les données concernant les visiteurs de bains thermaux (qui contiennent beaucoup de radon) sont une autre source d'information. Il y a aussi beaucoup de résultats d'expériences avec des animaux et avec des cellules in vitro. Finalement, je pense que le livre de Sanders ne peut pas être rejeté, et qu'il mérite une étude sérieuse.

Des mécanismes de réparation

Pourquoi donc l'hypothèse LNT est-elle restée non contesté pendant si longtemps ? Je pense qu'une théorie trop simple du cancer a été à la base de cette croyance. On a pensé que le cancer était causé par une simple mutation plaçant la cellule sur une pente fatale. Chaque particule ionisante (photon gamma, électron ou particule alpha) aurait un certaine petite chance de provoquer le départ d'un cancer. une fois provoqués, les dégâts seraient irréversibles et donc les dégâts provoqués par l'ionisation seraient cumulatifs.

Mais ce n'est pas ainsi que le cancer fonctionne, et cela a été clairement mis en évidence dans un nouveau livre de Siddharta Mukherjee : "The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer" (L'empereur de toutes les maladies : une biographie du cancer), (Scribner, 2010). Mukherjee explique que tout cela a commencé à la fin des années 1970 à partir desquelles on a eu une idée de plus en plus précise de ce qui se passe dans une cellule avant qu'elle ne devienne une vraie cellule cancéreuse. Robert Weinberg and Douglas Hanahan ont écrit en janvier 2000 un article intitulé "Les principes de base du cancer" qui résume tout ce que la science a collecté comme informations nouvelles en deux décades.

Normalement,les cellules se divisent seulement si c'est nécessaire. Les processus inflammatoires stimulent la division des cellules, loesqu'il y a quelque chose à réparer, par exemple. La première étape du cancer, c'est l'acquisition, par la cellule, de l'autonomie à se diviser. Un gène (Ras ou Src par exemple) qui produit la transformation moléculaire qui déclenche la division se trouve endommagé, ce qui a pour résultat que la protéine du gène se comporte comme un interrupteur bloqué sur la position "marche". Normalement, il existe des gènes comme les gènes Rb dont la protéine inhibe la croissance de la cellule.
L'étape suivante est que ce gène est endommagé. Toutes les cellules sont dotées d'un programme de suicide : en cas de dégâts sérieux, celui-ci déclenche l'auto-destruction. On appelle ce phénomène l'apoptose. Des mutations ultérieures éliminent les gènes qui en sont responsables.

Il y a un autre facteur à considérer : normalement, les cellules ne peuvent pas continuer à se diviser à l'infini - c'est pour cela que l'on vieilli. Les cellules cancéreuses, elles, sont essentiellement immortelles. Elles peuvent se diviser à l'infini, mais cela est causé par une autre mutation.
Tout cela devrait conduire à ce qu'une tumeur petite se développe. Cependant, les cellules en croissance ont besoin de nourriture et d'oxygène, et si les cellules cancéreuses ne peuvent pas en obtenir, leur croissance est stoppée. De nombreuses tumeurs ont acquis la capacité de stimuler la croissance des vaisseaux sanguins.
Cependant, même avec tous ces changements, la tumeur devrait normalement rester une grosseur qui s'accroit mais reste localisée. La dernière et sixième étape vers la transformation en cancer est la capacité de migrer vers d'autres organes.

Il existe de nombreuses mutations qui conduisent à ce résultat, et il existe aussi plus de cent types et sous-types de cellules cancéreuses. Une analyse de l'ADN des cellules cancéreuses nous fait rentrer normalement dans un labyrinthe déconcertant de mutations, ne consistant pas seulement d'ailleurs en des paires de base qui sont passées de A-T à G-C ou vice versa, mais aussi en des groupes entiers de gènes qui manquent où qui ont changé de place. Mais pour autant que l'on sache, un cancer pleinement avéré requiert les six étapes décrites par Weinberg et Hanahan. Ainsi, si quelqu'un est exposé à une influence mutagène quelconque, ses chances d'être victime d'un cancer augmentent, mais on ne peut jamais dire qu'une mutation unique est "la" cause du cancer.
C'est seulement lorsque l'influence mutagène est présente en permanence à un niveau élevé (comme une inflammation chronique, des radiation à un niveau élevé ou l'exposition permanente à certains produits chimiques (naturels ou synthétiques) ² qu'on peut pointer le doigt sur "la" cause du cancer.

Dans tout ce que nous venons de voir, le domaine des mécanismes de réparation restent relativement inexploré. Il est connu que dans certains types de cancer du sein héréditaires, un mécanisme particulier de réparation est déficient. L'hormèse trouve sa pertinence dans le fait que les radiations de faible intensité semblent stimuler l'activité des mécanismes de réparation. Si une cellule est traversée par un particule de lumière qui provoque plusieurs ionisations, l'activité de réparation augmente. Il semble, d'après Sanders, que la cellule averti ses voisines pour les mettre en garde, si bien que ce n'est pas seulement la résistance de la cellule affectée qui augmente contre toute nouvelle attaque, mais aussi celle d'un grand nombre de cellules voisines. La présence d'un surplus d'anti-oxydants persiste pendant plusieurs heures, celle des enzymes de réparation supplémentaires pendant plusieurs jours, et l'augmentation de l'apoptose peut être observable pendant plusieurs mois.
Le résultat net de cet accroissement des défenses naturelles est le même que celui procuré par des exercices réguliers, par une certaine restriction dans la nourriture ou encore par le fait de manger de nombreuses sortes de légumes : l'effet protecteur provoqué par la défense contre un stress peu intense l'emporte sur les dégats provoqués par le stress lui-même.

Locomotives routières

Que peut-on conclure de tout cela ? L'hypothèse LNT a été extrapolée pour inclure les doses faibles, mais il n'y a pas de preuve du tout pour ça. Pour les autorités de régulation, l'hypothèse LNT rend simple le fait d'imposer des règlements stricts pour l'énergie nucléaire. C'est règles sont extrêmement coûteuses, mais faciles à contrôler.
La situation n'est pas très différente de celle des premiers âges de l'automobile. A cette époque, les autorités britanniques avaient tellement peur des risques (supposés potentiellement létaux) engendrés par la présence de voitures sur les routes, qu'elles stipulèrent (en 1865) qu'un homme muni d'un drapeau rouge devait obligatoirement précéder ce qu'on appelait des locomotives routières.Ce n'est qu'en 1996 que la loi fut un peu adoucie et que la vitesse maximum autorisée pour les voitures fut remontée à celle des vélos (22 km/h).

Seulement, bien que semblant bénignes, des règles aussi sévères ("il vaut mieux être en bonne santé que désolé") peuvent conduire à de réels dégâts. Les radiations du désastre de Tchernobyl ont coûté seulement quelques vies humaines. Néanmoins, de nombreux cas de cancer de la thyroïde se sont déclarés. Ceux-ci montrent où se situe le problème réel, à savoir une culture irresponsable de la sécurité. De simples comprimés d'iode auraient pu facilement prévenir tous ces cas de cancer de la thyroïde. Heureusement, le cancer de la thyroïde est facile à traiter, et on a dénombré seulement 9 cas de décès ³.
Environ 800 000 "liquidateurs" ont travaillé à Tchernobyl, mais jusqu'en 1998 (Sanders ne donne pas de résultats plus récents) le nombre de cancers parmi cette population était de 20 % en -dessous de celui de la population en général ⁴. Néanmoins, la panique et la peur des radiations conduisirent plus de 1 000 personnes au suicide.
Plus de 100 000 femmes, (et peut-être même deux fois plus), se firent avorter d'enfants pourtant désirés, par crainte de malformations congénitales consécutives aux radiations.
Des centaines de milliers de personnes furent forcées de déménager, ce qui plongea certaines d'entre elles dans la misère. Les coûts de ces ruptures sociales ont été énormes ⁵.

Certains partisans de l'hypothèse LNT ont avancé des arguments contre l'hormèse. Ce serait parfait si certains de ces arguments n'étaient pas particulièrement peu convaincants et même rappelleraient quelque peu ceux des pseudo-sciences. Un exemple d'argument est ce qu'on appelle l'effet "travailleur en bonne santé" (healthy worker effect ou HWE). L'argument du HWE est que les groupes de personnes exposées aux radiations comme ceux des travailleurs dans le nucléaire ne sont pas représentatifs de la population moyenne parce que ces travailleurs sont sélectionnés d'abord pour leur bonne santé et qu'ensuite celle-ci est beaucoup mieux suivie que celle de la plupart des gens.
Sanders observe qu'il n'y a pas l'ombre d'une preuve pour cette thèse. Je dois ajouter que ce que l'on connaît sur la genèse du cancer et qui est décrit plus haut milite aussi contre l'idée qu'être en bonne santé implique quelque part un risque plus faible de contracter un cancer. Le cancer est largement un problème de loterie, et on peut seulement limiter ce risque par les pratiques mentionnées plus haut, mais il est difficile de voir comment une "santé fragile" dans le sens entendu par ceux qui ne veulent engager que des travailleurs "en bonne santé" peut ici avoir un sens. Il n'existe simplement aucune preuve montrant que la théorie du HWE peut s'appliquer aux radiations de faible intensité. Les partisans de l'hypothèse LNT ne peuvent raisonnablement pas défendre leur théorie non démontrée au moyen d'une autre théorie non démontrée.

Le livre de Sanders sur l'hormèse a converti l'écologiste activiste canadien Lawrence Solomon. C'était un opposant féroce à l'énergie nucléaire. Après avoir lu le livre de Sanders, il est arrivé à la conclusion que le slogan "Il n'y a pas de niveau de radiation sans danger" n'était pas correct. Je vous recommande ce livre. Il est cher, mais si vous savez où cliquer, vous pouvez le charger gratuitement au format pdf.

Permettez-moi une dernière remarque concernant l'énergie nucléaire. L'énergie nucléaire pose beaucoup de problèmes, et la possibilité d'avoir un accident sérieux affectant plusieurs millions de personnes avec des effets beaucoup plus graves qu'un rayonnement de faible niveau doit être considérée avec attention. Mais les accidents sérieux n'arrivent jamais par hasard, comme une météorite qui tombe du ciel. Ce sont souvent le résultat de l'ignorance, de la négligence ou encore le fait de dirigeants qui ne pensent qu'à faire des économies sans aucune idée de la technologie qu'ils sont supposés diriger, et qui sous-estiment la capacité des gens à faire des erreurs. Ce sont des personnes qui pensent que si quelque chose de douteux marche bien une demie douzaine de fois, cela marchera bien des millions de fois.
Mais la solution à ce problème n'est pas l'application coûteuse de règles fondées sur l'hypothèse LNT à des niveaux encore plus stricts. Les règles de sécurité doivent être fondées sur des hypothèses réalistes scientifiquement démontrées plutôt que sur des peurs irrationnelles fondées sur l'ignorance ¹.

(1) ce sage précepte me fait irrésistiblement penser aux lois récentes votée en France et concernant les parabènes et le bisphénol A.

(2) remarque entre parenthèses ajoutée par moi. 

(3) le rapport de l'OMS indique un nombre de cas probalement rattachés aux radiations de 16 en 2006.

(4) Maurice Tubiana et André Aurengo donnent un chiffre de 12 %.

(5) et la cause principale en revient aux médias et aux propagateurs de panique, que je dénonce (pour ce qui concerne l'accident de Fukushima) dans un autre article.

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