L'uranium est un métal radioactif présent dans le sous-sol de la Terre. Avant de pouvoir l'utiliser comme combustible dans les réacteurs des centrales nucléaires, il faut l'extraire et le transformer.
Le combustible nucléaire
Les principaux atomes fissiles sont l'uranium 233, l'uranium 235, le plutonium 239 et le plutonium 241. Seul l'uranium 235 se trouve à l'état naturel. C'est donc le plus souvent lui qui est utilisé comme combustible dans les centrales nucléaires.
En effet, pour alimenter les réacteurs nucléaires et produire de l'électricité, l'uranium naturel doit absolument être enrichi en uranium 235. On concentre ainsi l'uranium 235 à une teneur de 3 à 5%, soit jusqu'à 7 fois la teneur que l'on trouve dans le yellow cake, grâce à l'opération d'enrichissement.
Dans le réacteur, la fission des noyaux d'uranium ou de plutonium produit une grande quantité d'énergie sous forme de chaleur. Cette chaleur fait augmenter la température de l'eau du circuit primaire qui circule autour du cœur du réacteur, à 320°C. L'eau est maintenue sous pression pour l'empêcher de bouillir.
La fission des atomes d'uranium produit de la chaleur, chaleur qui transforme alors de l'eau en vapeur et met en mouvement une turbine reliée à un alternateur qui produit de l'électricité.
Broyage. Le minerai d'uranium est broyé puis traité dans des usines de concentration d'uranium, située aux mines ou dans les environs, afin d'extraire l'uranium au moyen de procédés chimiques.
Ils proviennent par exemple des circuits d'épuration et de filtration d'une centrale nucléaire, collectant une partie des éléments radioactifs engendrés par le fonctionnement de l'installation (tritium, carbone 14, iode, autres produits de fission ou d'activation, gaz rares, etc.).
La France n'exploite plus de mines d'uranium sur le territoire national depuis 2001 et importe l'intégralité de son uranium — quelque 10 656 tonnes par an, provenant principalement du Kazakhstan, du Niger, du Canada, de l'Australie et de l'Ouzbékistan.
Les risques d'avoir un cancer sont plus élevés lorsqu'on est exposé à de l'uranium enrichi, car il y a plus d'isotopes radioactifs de l'uranium. Cette forme d'uranium dégage des radiations nocives, qui peuvent provoquer le développement de cancer quelques années plus tard.
En France, trois usines ont été construites pour obtenir de l'uranium enrichi : l'usine de Pierrelatte, construite en 1958 à des fins militaires et qui a cessé son fonctionnement en 1996, l'Usine Eurodif sur le site du Tricastin, inaugurée en 1979 et a fonctionné jusqu'en 2012, puis l'Usine Georges-Besse II qui a pris ...
L'uranium est produit par de nombreux pays en particulier en Amérique du Nord et en Asie. Les principaux producteurs sont le Kazakhstan, le Canada, l'Australie et la Namibie qui représentent près de 80 % de la production mondiale.
L'extraction franco-française d'uranium s'arrête
Depuis le début des années 2000, l'uranium utilisé pour les centrales nucléaires françaises est entièrement importé, même s'il est souvent ensuite enrichi en France, un détail qui a son importance.
Or, les réserves énergétiques de la planète ne sont pas inépuisables : au rythme de consommation actuel, le pétrole va arriver à épuisement d'ici à 54 ans, le gaz d'ici à 63 ans, le charbon d'ici à 112 ans et l'uranium d'ici à 100 ans (pour les ressources identifiées).
Grâce à des techniques d'extraction à la pointe de l'innovation, Orano exploite le minerai en fonction des différents types de gisements : au Canada, où la teneur en uranium est la plus élevée au monde ; au Kazakhstan avec la plus grande mine d'uranium ISR du monde et, au Niger, dans la région désertique de l'Aïr.
C'est actuellement la technologie d'ultracentrifugation qui permet d'enrichir l'uranium au coût le plus bas. Cette technologie s'est ainsi imposée pour remplacer la diffusion gazeuse.
Il s'agit d'injecter dans le minerai, grâce à un conduit, des solutions alcalines, comme celles préparées à partir d'hydrogénocarbonate de sodium, ou bien des solutions acides. L'uranium est alors séparé du minerai dans le sous-sol, puis la solution obtenue est pompée jusqu'à la surface, où l'uranium est récupéré.
Ainsi l'uranium 238 (demi-vie de 4,5 milliards d'années) est très faiblement radioactif contrairement à l'idée généralement reçue.
Le nom d'uranium a été donné en l'honneur de la planète Uranus, lors de sa découverte en 1789. L'uranium a été découvert en 1789 par le physicien allemand Martin Klaproth. L'uranium est relativement commun : il est 10 000 fois plus rare que le fer mais 1 000 fois plus abondant que l'or.
Gisements et exploitation
Article détaillé : Extraction de l'uranium. Le minerai d'uranium est appelé uraninite, ou pechblende. Les cinq plus gros producteurs au monde sont le Kazakhstan, le Canada, l'Australie, le Niger et la Namibie.
Cette statistique montre la répartition de la production mondiale d'uranium en 2016 en tonnes, par pays. Cette année-là, le Kazakhstan était le pays ayant produit le plus d'uranium, soit 24.700 tonnes, alors que le Canada arrivait en deuxième place du classement avec une différence de 10.000 tonnes.
Le taux d'indépendance énergétique du pays atteint 53,1 %, selon les chiffres du Commissariat général au développement durable . Cela signifie que la production d'énergie tricolore couvre un peu plus de la moitié de la consommation seulement.
En août 2022 , les États-Unis possèdent 92 réacteurs électronucléaires en exploitation répartis dans 54 centrales nucléaires, constituant ainsi le plus grand parc de réacteurs au niveau mondial ; ils ont fourni 19,6 % de la production d'électricité du pays en 2021.
Le nucléaire est une énergie propre
C'est plutôt FAUX car l'impact environnemental et sanitaire de la production nucléaire n'est pas négligeable (surtout en cas d'accident), même s'il est faible, selon la Société française d'énergie nucléaire (Sfen).
Les déchets dits « à vie longue »
représentent 10 % du stock total de déchets radioactifs et concentrent 99,9 % de la radioactivité totale ; perdent leur radioactivité sur des durées supérieures à 31 ans et demeurent actifs pendant plus de 300 ans voire des milliers d'années pour les plus radioactifs.