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LA RECHERCHE ET LE DÉVELOPPEMENT

Un pénétrateur à l’UA attaque.

 

L’URANIUM APPAUVRI SUR LE CHAMP DE BATAILLE PARTIE II : POINT DE VUE BIOLOGIQUE

par William S. Andrews, Edward A. Ough, Brent J. Lewis et Leslie G.I. Bennett

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Comme le montre la partie I de cet article (Vol. 4, No 1, printemps 2003), l’uranium appauvri (UA) possède de nombreuses propriétés balistiques qui en font un matériau précieux et efficace pour les pénétrateurs anti-blindage. Il est donc vraisemblable que les forces armées de plusieurs pays, y compris les États-Unis et la Russie, l’utiliseront encore très longtemps pour leurs opérations. Le risque pour la santé des combattants et des civils demeure toutefois un sujet de vive inquiétude en ce qui concerne l’usage de l’UA dans les obus perforants. Ce risque proviendrait de l’oxydation de l’UA lorsqu’il atteint une cible renforcée et de la retombée des produits d’oxydation sous forme de fines particules solides qui pourraient être inhalées. Cet article traite du danger potentiel posé par les obus d’UA et présente les études en cours sur les troupes qui auraient été exposées à l’UA.

Température (°C) Phase Structure
< 669 solide a – orthorhombique
669 – 776 solide ß – tétragonale
776 – 1132 solide g – cubique centrée
1132 – 4134 liquide  
> 4134 vapeur  

Tableau 1. Phases physiques de l’uranium.

FORMATION D’AÉROSOLS

L’uranium peut exister sous trois formes solides, ainsi que sous forme liquide et de vapeur. Le Tableau 1 présente les températures de transition.

Comme le montre la Partie 1, l’impact d’un pénétrateur à uranium appauvri contre une cible renforcée produit des températures locales aussi élevées que 1800 ºC, ce qui le fait passer de l’état solide à l’état liquide. L’uranium s’oxyde facilement à ces températures élevées, se transformant surtout en U3O7 (47 p. 100), U3O8 (44 p. 100) et UO2 (9 p. 100). (Ces proportions, qui s’accompagnent d’une incertitude évaluée à 25 p. 100, ont été déterminées par diffraction des rayons X lors de l’analyse de la poussière d’uranium produite par l’impact d’obus d’UA sur des cibles renforcées1.) Cette oxydation explique la nature pyrophorique des impacts à l’UA, ce qui n’est pas le cas pour les impacts de pénétrateurs en alliage lourd de tungstène (WHA). Cet effet de combustion augmente l’efficacité des pénétrateurs à UA, surtout à l’intérieur de la cible. Les oxydes qui en résultent se condensent en particules d’aérosol solides.

Des recherches ont été menées aux États-Unis pour évaluer le degré de transformation en aérosol des pénétrateurs et pour déterminer la composition granulométrique de cet aérosol. On estime qu’environ 18 p. 100 du pénétrateur à UA des munitions de chars de 120 mm s’aérosolisent en atteignant des cibles renforcées épaisses, et que la dimension de pratiquement toutes ces particules d’aérosol (de 91 à 96 p. 100) est de <10 um, c’est-à-dire qu’elles sont facilement inhalées. Elles peuvent demeurer en suspension dans l’air pendant des heures et même des jours. La plupart d’entre elles s’accumulent à l’intérieur des véhicules ciblés, mais il est probable qu’une partie s’échappe dans l’atmosphère par les trappes ouvertes ou demeure à l’extérieur de la cible. La remise en suspension de particules qui s’étaient déposées constituerait bien sûr un danger pour les personnes qui entrent dans des véhicules contaminés ou qui les inspectent. Dès qu’on s’éloigne de ces véhicules, les concentrations d’aérosol sont considérées comme sécuritaires, en raison de l’effet de dilution.

Pays Nombre de sujets examinés Commentaires
Allemagne 122 Pas de niveau élevé d’U, aucun effet sur la santé
Belgique 3 580 Valeurs normales d’U, moins de tumeurs malignes que prévu
Bulgarie 39 Aucun problème de santé
Espagne 6 000 Niveaux normaux d’U, aucune tumeur maligne
Estonie 91 Aucune pathologie
Finlande 50 Valeurs normales d’U, aucun effet sur la santé
France 54 Pas de niveau élevé d’U, nombre prévu de tumeurs malignes
Grèce 1 800 Résultats normaux
Italie 40 Aucune contamination
Lituanie 68 Aucune leucémie détectée
Luxembourg 100 Échantillons de sang, aucune anormalité
Pays-Bas 6 Aucun signe d’exposition à l’UA
Portugal 341 Pas de niveaux anormalement élevés
Slovaquie 63 Aucune maladie liée à l’UA
Suède 110 Valeurs normales

Tableau 2. Examen du personnel par les pays fournisseurs de troupes membres et non membres de l’OTAN.

CONSÉQUENCES POSSIBLES SUR LA SANTÉ

Les solutions naturelles (aqueuses) du corps humain réagissent comme des solvants à tout genre d’uranium avec lequel elles pourraient entrer en contact. Les principaux oxydes produits lors de la formation d’aérosols, soit UO2, U3O7 et U3O8, se dissolvent tous lentement. Une fois dissous, cependant, l’uranium peut réagir comme un ion uranyle avec les molécules biologiques pour causer une nécrose cellulaire (mort de la cellule) ou une atrophie des parois tubulaires des reins, qui filtrent alors moins bien les impuretés du sang.

Environ les deux tiers des particules inhalables provenant de la production d’aérosol présentent des demi-vies de dissolution de plus de 100 jours, tandis que l’autre tiers a des demi-vies de moins de 10 jours2. (La dissolution désigne la vitesse de dissolution des particules dans les liquides organiques, surtout dans les poumons.) Une fois dissous dans le sang, environ 90 p. 100 de l’uranium est éliminé par les reins et est excrété dans l’urine au bout de 24 à 48 heures. Les 10 p. 100 qui restent dans le sang peuvent se déposer dans les os, les poumons, le foie, les reins, les tissus adipeux et les muscles. Les particules insolubles d’oxydes d’uranium inhalées peuvent demeurer dans les poumons pendant des années, surtout si elles mesurent moins de 2 um, car elles sont alors plus susceptibles de se déposer dans les alvéoles. Cependant, même ces particules passent peu à peu dans le sang pour être finalement éliminées.

Comme pour d’autres métaux lourds stables, on estime que le principal risque biologique de l’uranium est d’ordre toxicologique plutôt que radiologique, les reins étant l’organe le plus vulnérable, et que le risque radiologique est négligeable, que ce soit par des voies externes ou internes. Les pires cas d’irradiation parmi les troupes américaines durant la guerre du Golfe n’ont pas dépassé 10 mSv, c’est-à-dire moins d’un cinquième de la dose limite annuelle des travailleurs et bien en deçà du niveau requis pour nuire à la santé.

Jusqu’ici, on a diagnostiqué des types de lésions rénales pouvant avoir été causées par l’UA chez seulement 25 des 20 000 anciens combattants américains de la guerre du Golfe. Cependant, aucun d’entre eux ne fait partie du groupe des 33 anciens combattants sous surveillance médicale qui ont subi les irradiations à l’UA les plus élevées. Il faut souligner que les taux de diagnostic sont comparables aux taux des troubles rénaux que présente la population américaine en général3.

Des études semblables réalisées sur d’autres sous- populations d’anciens combattants et de civils ont donné des résultats similaires. Les analyses d’urine effectuées sur la plupart des militaires n’indiquaient pas un niveau élevé d’UA, ni même d’uranium naturel. Il a été impossible d’établir une corrélation entre les niveaux élevés d’UA et une maladie en particulier, même rénale. Selon une étude menée sur d’anciens combattants appartenant à la garde nationale du Mississipi, il n’y aurait pas une augmentation générale d’anomalies congénitales, ou de problèmes de santé chez leurs enfants, malgré les informations anecdotiques alléguant le contraire4.

Les analyses d’urine de 122 soldats de la paix allemands, déployés au Kosovo après la campagne aérienne, ont démontré l’absence « d’UA incorporé » pour l’ensemble des sujets5. On a examiné deux cohortes de soldats suédois, 200 qui avaient passé six mois au Kosovo et 200 autres en attente de déploiement. Le taux d’uranium dans l’urine des soldats de ce dernier groupe était en moyenne quatre fois plus élevé que chez ceux qui revenaient du Kosovo6. Le Tableau 2 fournit un aperçu général de ces études. Chez les civils, on a analysé les échantillons d’urine de 31 employés du mouvement international de la Croix-Rouge et du Croissant-Rouge qui étaient au Kosovo durant la campagne aérienne. Les concentrations d’uranium obtenues par ces tests variaient de 3,5 à 26,9 ng/L, ce qui se compare aux valeurs observées chez les personnes non exposées aux radiations7.

Tous les cas cités ci-dessus sont ceux de personnes de passage, c’est-à-dire que les sujets testés n’avaient été exposés à de l’UA que pendant un temps limité sur un théâtre d’opérations, ce qui pourrait fausser les résultats. C’est pourquoi deux chercheurs, Priest et Thirlwell, ont échantillonné les populations locales de Bosnie et du Kosovo pour le compte de la BBC en Écosse. Ils ont trouvé de l’UA chez chacun des 23 sujets provenant de trois régions différentes. Les charges corporelles mesurées étaient cependant moins grandes que la charge moyenne d’uranium naturel chez l’humain. Ils en concluent que la dose d’irradiation sur le squelette semble provenir majoritairement d’une source naturelle d’uranium, qui serait composée surtout d’émetteurs alpha tels que le radon 220 et le polonium 210, qui sont plus répandus dans le corps que l’uranium8.

Un pénétrateur à l’UA attaque.

Collection de l’auteur

Des attaques du pénétrateur à UA sur un char irakien, probablement d’un canon GAU 8 de 30 mm, monté sur un aéronef A10. Quelques attaques plus étendues, possiblement des OFESD tirés d’un pénétrateur à UA de 120 mm, sont aussi évidentes.

SUIVI DES ANCIENS COMBATTANTS CANADIENS

Le personnel des Forces canadiennes (FC) a servi dans des régions où on a utilisé des munitions à UA, surtout dans le golfe Persique et au Kosovo : le principal danger de l’UA proviendrait de l’ingestion possible des particules d’aérosol remises en suspension. À l’instar des militaires de plusieurs autres pays, des Canadiens ont présenté un ensemble de symptômes débilitants dont on ne connaît pas encore les causes. Selon certains chercheurs, la principale différence par rapport aux données des missions précédentes, y compris outre-frontières, réside dans la présence d’UA dans l’environnement. Pour infirmer ou confirmer l’hypothèse que l’UA cause ces symptômes, souvent appelés « syndrome de la guerre du Golfe », les FC, de même que les forces militaires d’autres nations, ont mis sur pied, nous l’avons vu, un programme d’analyse d’urine pour les anciens combattants. Ce programme vise à déterminer la quantité d’uranium dans l’urine et, si possible, à saisir le rapport isotopique de tous les isotopes d’uranium présents, ce qui permettrait de savoir si la contamination d’uranium provient de l’UA ou de l’uranium naturel.

En 2000, 103 membres des FC en activité et à la retraite ont participé au programme de biodosage de l’uranium. La concentration totale d’uranium dans chaque échantillon d’urine a été analysée par deux laboratoires indépendants, dont l’un utilisait un spectromètre de masse à plasma inductif (ICP-MS), l’autre l’analyse par activation neutronique instrumentale (INAA). Ils ont trouvé, respectivement, des concentrations moyennes de 4,5 ng/L et de 17 ng/L9. Ces valeurs se comparent à celles (de 1 à 40 ng/L) que divers chercheurs ont trouvées chez des personnes non exposées dans leur milieu de travail10. La concentration d’uranium dans les échantillons d’urine était trop faible pour que l’on puisse déterminer directement les rapports isotopiques. On a donc effectué sur les cheveux des dosages qui ont révélé des rapports d’uranium 238 à l’uranium 235 variant de 120 à 145 Å 20 (Å 1 &Û). À titre de comparaison, l’uranium naturel a un rapport de 137,8 tandis que l’UA a un rapport de 498,7. En dernier lieu, on a trouvé dans un échantillon d’os unique provenant d’un ancien combattant décédé un rapport isotopique de 138 Å 4, ce qui correspond à l’uranium naturel11.

Il est généralement admis que les résultats de l’ICP-MS sont plus exacts que ceux de l’INAA, car la première méthode comporte une limite de détection de 0,5 ng/L. De plus, les résultats de l’ICP-MS correspondent aux données publiées pour les personnes non exposées dans leur milieu de travail. En revanche, l’INAA pourrait fort bien être tout indiquée comme technique d’analyse courante d’échantillons de cheveux.

ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX

Comme nous l’avons vu, une partie importante des projectiles à l’UA produit des aérosols et s’oxyde en atteignant des cibles renforcées. Ces projectiles, de même que ceux qui heurtent le sol sans exploser, causent une contamination de surface, ou légèrement de subsurface. Après le conflit au Kosovo, le Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE) a mené une évaluation environnementale sur 11 sites, y compris les plus fortement attaqués, qui n’a détecté aucune contamination généralisée de la surface du sol par l’UA. Autrement dit, la contamination causée par l’UA est si peu élevée que l’on ne peut pas la détecter ou la distinguer de l’uranium naturel. Par conséquent, l’étude en a conclu que les risques radiologiques et toxicologiques étaient « négligeables et même inexistants ». La seule contamination décelable était localisée dans un rayon de 10 à 50 mètres en surface et à une profondeur de 10 à 20 cm sous la surface, au point d’impact des munitions. En outre, on n’a trouvé aucune contamination d’UA dans l’eau ou dans le lait, aucun accroissement d’absorption dans les végétaux, et aucun risque potentiel pour l’avenir12.

Le Canada cherche toujours à améliorer les capacités de mesure par biodosage. Il a entrepris une comparaison interlaboratoires, comprenant des laboratoires universitaires et privés, qui effectuent des tests aveugles d’échantillons synthétiques d’urine (essais à blanc et dopés), suivis de tests d’échantillons réels d’urine. On essaie aussi actuellement de déterminer s’il est pertinent d’ajouter le spectromètre de masse à plasma inductif à haute résolution (HR ICP-MS) à l’arsenal des instruments de mesure.

CONCLUSION

L’impact des pénétrateurs sur des cibles renforcées produit des aérosols, dont la majorité peut être inhalée, ce qui causerait l’ingestion d’UA par le corps. Jusqu’ici, toutefois, on n’a noté aucun rapport de cause à effet entre la contamination à l’uranium attribuable aux munitions à l’UA et les symptômes du « syndrome de la guerre du Golfe » observés chez certains anciens combattants. En fait, les tests effectués pour déterminer le niveau d’uranium chez d’anciens combattants et des civils exposés à des doses semblables ont montré que presque tous les sujets avaient des niveaux d’exposition comparables à ceux du grand public non exposé et qu’ils ne présentaient en règle générale aucun symptôme. On estime donc que la contamination environnementale due à l’usage des pénétrateurs à UA est négligeable et très localisée et on ne prévoit pas de répercussions à long terme.

REMERCIEMENTS

Ce travail a reçu l’appui du Directeur général – Sûreté nucléaire (DGSN) et du Directeur – Politique médicale (D Pol Méd) des Forces canadiennes. Les auteurs remercient chaleureusement R.G.V. Hancock, Ph.D., du CMR, S. Kupca, Ph.D., de DGSN, et K. Scott, Ph.D., de D Pol Méd.

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MM. Andrews, Ph.D., Lewis, Ph.D., et Bennett, Ph.D., enseignent au département de chimie et de génie chimique du Collège militaire royal du Canada. M. Ough, Ph.D., est associé de recherche dans ce département.

NOTES

  1. R.Z. Stodilka et R.E.J. Michel, Analysis of Fired Depleted Uranium Dust, Centre de recherches pour la défense Ottawa, Rapport technique TR-2001-108, Ottawa, 2001.
  2. Page web des maladies reliées à la guerre du Golfe de l’Office of the Secretary of Defence des États-Unis : <http://www.gulflink.osd.mil/ du/du_tabm.htm>.
  3. F.J. Hooper, K.S. Squibb, E.L. Siegel, K. McPhaul, J.P. Keogh, « Elevated Urine Uranium Excretion by Soldiers with Retained Uranium Shrapnel », Health Physics 77 (1999), p. 512. Voir également M.A. McDiarmid, J.P. Keogh, F.J. Hooper, K. McPhaul, K. Squibb, R. Kane, R. DiPino, M. Kabat, B. Kaup, L. Anderson, D. Hoover, L. Brown, M. Hamilton, D. Jacobson-Kram, B. Burrows, M. Walsh, « Health Effects of Depleted Uranium on Exposed Gulf War Veterans », Environmental Research 82 (2000), p. 168.
  4. A.D. Penman et R.S. Tarver, « No Evidence of Increase in Birth Defects and Health Problems among Children Born to Persian Gulf War Veterans in Mississippi », Military Medicine 161 (1996), p. 1.
  5. P. Roth, E. Werner et H.G. Paretzke, A study of uranium excreted in urine, an assessment of protective measures taken by the German Army for KFOR contingent, GSF – Centre national de recherche en environnement et en santé, Institut de protection contre les radiations, Neuherberg, 2001.
  6. Site web de l’Office of the Secretary of Defence des États-Unis : <http://www.deploymentlink.osd.mil/du_balkans/ du_balkans_s04.htm>.
  7. D.R. Meddings et M. Haldimann, « Depleted Uranium in Kosovo: an Assessment of Potential Exposure for Aid Workers », Health Physics 82 (2002), p. 467.
  8. N. Priest et M. Thirlwell, « Depleted uranium in Balkan residents (progress report) », Premier congrès international sur le rétablissement environnemental en Yougoslavie (ENRY2001), p. 27-30, septembre 2001, Belgrade.
  9. E.A. Ough, B.J. Lewis, W.S. Andrews, L.G.I. Bennett, R.G.V. Hancock, K. Scott, « An Examination of Uranium Levels in Canadian Forces Personnel Who Served in the Gulf War and Kosovo », Health Physics 82 (2002), p. 527. Voir également E. A. Ough, R.Z. Stodilka, B.J. Lewis, W.S. Andrews, L.G.I. Bennett, R.G.V. Hancock, T. Cousins, D.S. Haslip, « Uranium: Detection of Contamination and Assessment of Biological Hazards – A Literature Survey », Rapport du Collège militaire royal du Canada, Kingston (Ontario), 9 janvier 2002.
  10. A. Lorber, Z Karpas et L. Halicz, « Flow injection method for determination of uranium in urine and serum by inductively coupled plasma mass spectroscopy », Analytica Chimica Acta 334 (1996), p. 295. Voir également H.S. Dang, V.R. Pullat et K.C. Pillai, « Determining the normal concentration of uranium in urine and applications of the data to its biokinetics », Health Physics 62 (1992), p. 562.
  11. Ough et al., « An Examination of Uranium Levels in Canadian Forces Personnel Who Served in the Gulf War and Kosovo », p. 527.
  12. Depleted Uranium in Kosovo Post-Conflict Environmental Assessment, Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE), Suisse, 2001.