Uranium - Définition

Uranium naturel

Abondance

L'uranium est une ressource non renouvelable, pas toujours facilement exploitable dans des conditions économiques acceptables.

L'uranium est répandu dans les profondeurs du globe (la désintégration d'uranium 238 et 235 et d'autres radionucléides entretient encore en chaleur le cœur métallique, mais surtout le manteau rocheux de la Terre, et donc toute sa géothermie.

Il est plus abondant dans la nature que l'or ou l'argent. Il est également présent dans toute l'écorce terrestre, surtout dans les terrains granitiques et sédimentaires, à des teneurs d'environ 3 g/tonne. Ainsi, le sous-sol d'un jardin sur un carré de 20 m de côté peut-il en contenir, sur une profondeur de 10 m, environ 24 kg. Ce qui fait de l'ordre du millier de milliards de tonnes rien que pour l'écorce terrestre, sans compter le manteau. En terme de réserve mondiale, cependant, l'immense majorité de cette masse est bien sûr inexploitable dans les conditions économiques actuelles.

L'eau de mer contient environ 3 mg d'uranium par m³ selon le CEA et la COGEMA, soit 4,5 milliards de tonnes d'uranium dissout dans les océans.

Les eaux douces en contiennent souvent aussi en diverses concentrations ; dont par exemple le Rhône qui en charrie environ 29 t/an, provenant essentiellement du ruissellement des roches uranifères des Alpes. Pourtant, en extraire de l'eau ne serait pas énergétiquement rentable.

Dans la mer et les eaux naturelles

Les concentrations en uranium (l'élément chimique uranium) dans les eaux « naturelles » sont les suivantes :

• La mer : 3,3 µg/l
• Le Rhône : 0,56 µg/l (débit annuel d’uranium = 29 tonnes)
• L'Indus : 4,94 µg/l
• Le Gange : 7 µg/l
• Le Huang Ho : 7,5 µg/l

Dans les eaux de boisson :

• Eau de Badoit : 58 µg/l à la source, 5,45 µg/l après traitement
• Eau de Vichy : 20 µg/l
• Le seuil OMS pour les eaux de boisson est fixé temporairement à 2 µg/l

Ce seuil temporaire de 2003 de l'OMS est maintenant obsolète, le nouveau seuil est de 1,4 mg/l avec une recommandation à 15 µg/l depuis 2006. (voir aussi en fin d'article pour les références).

Découverte

Minerai d'uranium.

L'uranium est mis en évidence en 1789 par le chimiste prussien Martin Heinrich Klaproth qui examine un morceau de roche qu'on lui a apporté de Saint Joachimsthal. Cette roche est de la pechblende (UO₂), un minerai d'uranium. Klaproth donna le nom d'« urane » ou « uranite » au composé qu'il venait d'identifier, en référence à la découverte de la planète Uranus faite par William Herschel 8 ans plus tôt (1781).

Ce n'est qu'en 1841 que le chimiste français Eugène-Melchior Péligot établit que l'urane était composé de deux atomes d'oxygène et d'un de métal qu'il isola et nomma uranium. Il estima alors la masse volumique de l'uranium à 19 g/cm³.

Le Français Henri Becquerel ne découvrit la propriété radioactive de l’uranium que beaucoup plus tard, en 1896, lorsqu'il constata que des plaques photographiques placées à côté de sels d'uranium avaient été impressionnées sans avoir été exposées à la lumière. Les plaques avaient été noircies par les rayonnements émis par les sels : c'était la manifestation d'un phénomène jusqu'alors inconnu, la radioactivité naturelle.

Gisements et exploitation

Le minerai d'uranium est appelé uraninite, ou pechblende. Ce minerai, extrait notamment au Congo (Hiroshima et Nagasaki), Canada, en Russie, au Kazakhstan, en Namibie et au Niger, est néanmoins trop peu concentré en isotope fissile pour être utilisé directement dans les centrales nucléaires de type Pressurized Water Reactor. C'est la raison pour laquelle il doit être purifié sous forme de yellowcake puis enrichi en uranium 235 dans des centrifugeuses. Les centrales de type CANDU utilisent l'uranium naturel mais exigent beaucoup d'eau lourde comme modérateur.