En l'absence même de tous rayonnements ionisants d'origine artificielle, nous baignons en permanence dans un océan de radioactivité. Celle-ci vient du sol (uranium, thorium, potassium 40, radon...) mais également de l'espace. Ce rayonnement naturel constitue le bruit de fond radiologique. Celui-ci varie significativement d'un endroit à l'autre en fonction de la composition du sous-sol, de l'environnement, et de l'altitude. Pour un endroit donné le bruit de fond varie également, étant notamment influencé par les conditions atmosphériques.

Histoire de mieux connaître mon bruit de fond local j'ai mesuré la radioactivité ambiante à l'intérieur de mon bureau minute par minute sur une durée de 8633 minutes soit 5 jours, 23 heures et 53 minutes. Mon compteur geiger enregistrant automatiquement les données, je n'ai eu qu'à le laisser tourner et à traiter ensuite les données dans Excel. La mesure a commencé le 11 juin à 18h06. Sur la durée totale de la mesure on ne constate pas de grandes évolutions du bruit de fond. Par contre on constate une grand variabilité du nombre de CPM (coups par minute) sur des périodes courtes. Le graphe suivant montre l'évolution du bruit de fond radiologique sur la durée de la mesure. Les CPM bruts sont en bleu, la moyenne flottante (période de 30 minutes) est en rouge :

Bruit de fond radiologique

Le plus petit nombre de CPM observé sur toute la période est de 8, le maximum étant de 44. La moyenne du bruit de fond est de 25 CPM, avec un écart-type de presque 5 CPM. La distribution des CPM observés affiche une belle cloche répondant à la loi de Poisson :

Mesure du bruit de fond radiologique : distribution des CPM

Au delà des aspects scientifiques, cet exercice a des applications pratiques : on voit bien sur la courbe de distribution que les CPM supérieurs à 44 sont très rares. Sachant cela, si je souhaitais programmer un niveau d'alarme sur mon compteur pour signaler une radioactivité anormale, je pourrais le fixer à 45 CPM (même s'il y aurait occasionnellement quelques faux positifs). Cette valeur est d'ailleurs conforme à celle calculable avec la méthode présentée dans un précédent billet sur les seuils de décision. Avec cette méthode, pour un bruit de fond de 25 CPM, le seuil de décision est de 39 CPM pour une certitude de 95%, et de 47 CPM pour une certitude de 99.9%. Les 45 CPM de l'alarme devraient donc donner une certitude entre 95% et 99.9%.