Cycle #2 Extraction minière de la ressource uranium

Retrouvez le thread initial ici.

On continue sur le sujet du cycle du combustible #nucléaire, avec dans ce #thread un petit tour (haha) de ce qu'on appelle l'amont du cycle.

On avait posé quelques bases terminologiques ici : https://t.co/KBZ8hRfCXr

— Tristan K☢️min (@TristanKamin) November 9, 2018

Exploitation de la ressource minière

On ne va pas remonter l’amont jusqu’à la formation de l’uranium dans les cœurs d’étoiles super massives qui s’effondrent (même si ce serait stylé), et partir plus modestement de la mine.

Rien d’exceptionnel à raconter cependant sur l’extraction minière de l’uranium…
Ce dernier un est métal qui forme divers composés minéraux, qu’on exploite dans des gisements où il représente en général quelques dixièmes de pourcents de la matière, quelques pourcents au max.

Il n’est guère plus nocif que d’autres métaux lourds, présents dans d’autres industries minières. Par contre, un de ses descendants (par décroissance radioactive) bien connus, le radon peut être dangereux.
C’est un gaz extrêmement radiotoxique qui peut s’accumuler dans l’air confiné(y compris dans des caves mal ventilées en régions granitiques…). Donc l’extraction souterraine d’uranium nécessite un soin particulier sur la ventilation.

À part ça, c’est une industrie minière relativement classique.

Les exploitations souterraines en galeries sont assez rares, en général ce sont des exploitations en « open pit », comme là en Australie.

Une alternative est la lixiviation in situ. Ça consiste à injecter dans le sol une solution dans laquelle l’uranium est soluble, le laisser se dissoudre dedans et récupérer le jus. 

Impacts environnementaux

La lixiviation dévaste moins le décor, mais du fait des produits injectés, on paye par une bonne pollution chimique en contrepartie 😕
Côté open pit, la pollution vient du fait que l’uranium représente quelques pourcents (quelques dizaines de pourcents max) de la roche excavée, donc on doit, avant de le commercialiser, le concentrer par des procédés chimiques assez lourds et potentiellement polluants.

Résultat, quand on regarde l’ensemble du cycle français du combustible, on voit que la mine à elle seule va être la source d’environ :

• un tiers des émissions de gaz à effet de serre ;
• 90% des émissions d’oxydes de soufre (SOx) ;
• 75% des émissions d’oxydes d’azote (NOx) ;
• 90% de la pollution d’eaux ;
• 70% de l’occupation des sols.

Attention ce sont des pourcentages de l’impact du minage d’uranium par rapport à tout le cycle du combustible.
Allez pas me faire dire que 90% de la pollution des eaux dans le monde c’est l’uranium, hein ^^ ! Il faut comprendre que 90% de la pollution de l’eau par le nucléaire français est imputable à l’extraction de l’uranium.

Les producteurs

Côté producteurs, en France c’est fini depuis 2001. Les principaux gisements, aujourd’hui, sont en Australie, au Kazakhstan, au Canada, en Namibie, en Russie, en Mongolie, en Ouzbékistan, au Niger.
Les trois premiers étant les trois plus gros producteurs.

On notera une assez bonne répartition sur différents continents…
Et on notera que l’Europe se fait bizuter. 
Bon. Tant pis 🙄

Nature et propriétés radiologiques

À la sortie de la mine, après concentration, l’uranium est paré pour la commercialisation. Sous forme de « yellowcake » (une poudre épaisse jaune), ou d’octaoxyde de triuranium qu’on va gentiment appeler
U₃O₈, qui se présente sous la forme d’une poudre grise.

Parlons un peu de radioactivité.
L’uranium naturel est composé de 3 isotopes, tous radioactifs.

Le premier d’entre eux est l’uranium 238, ou ²³⁸U. Parfois, on contracte son appellation en U8. Il représente 99,3% de l’uranium naturel ; sa demi-vie s’élève à environ 4,5 milliards d’années, et il rayonne à raison de 12 000 Bq (Becquerel) par gramme.

Le second est l’uranium 235 (ou ²³⁵U, ou U5), qui représente les 0,7% restants. Sa demi-vie est de « seulement » 700 millions d’années, et il rayonne à raison de 80 000 Bq par gramme.

Et celui que l’on oublie toujours : l’uranium 234, le descendant de l’uranium 238. Il y a de quoi l’oublier : il représente 0,0056% de l’uranium naturel, car il ne reste pas présent très longtemps après sa formation, avec sa demi-vie de 245 000 ans.

Toutefois, en termes de radioactivité, il pèse lourd : 230 000 000 Bq par gramme ! Et, finalement, dans un échantillon d’uranium naturel, on se retrouve avec la moitié de la radioactivité qui provient des 0,0056% d’uranium 234. L’autre moitié, c’est l’uranium 238. Et entre deux se glisse l’uranium 235, qui contribue à 2% à la radioactivité de l’uranium naturel.

Et tous ces Becquerel, c’est beaucoup ?

Toxicité de l’uranium

Et bien… pas franchement. C’est un émetteur alpha, donc assez inoffensif en exposition externe. C’est en contamination interne que ça se gâte.

Rappel de ces notions 👩‍🎓.

Toutefois, même si c’est un émetteur α, si vous avez de l’uranium dans l’organisme, c’est pas la radioactivité, le problème.
Sa toxicité chimique est prépondérante sur sa radiotoxicité. Et ce, même si on l’enrichit, d’ailleurs (enfin, à plus de 6%, ce qui ne se pratique pas dans le civil, ça s’inverse en raison de la montée de la teneur en uranium 234).

Donc c’est une saloperie ultra toxique, comparable au plomb, hein. À manipuler avec grand soin… Mais on est dans le cadre de l’industrie chimique, pas nucléaire.

Et on va rentrer dans les chiffres du cycle du nucléaire français.

L’uranium en chiffres

Alors j’ai tenté d’avoir des chiffres à jour et très précis, mais je me suis heurté à des difficultés : ils changent sensiblement d’une année sur l’autre, et considérablement d’une demi-décennie à l’autre.

Les variations d’un an à l’autre, c’est lié surtout à la production des centrales et autres usines du cycle ; par contre, à plus longue échéance, ce sont des questions de changements de stratégie industrielle.

Du coup, je me suis arrête sur des chiffres représentatifs de l’ensemble du parc en 2015.
J’ai vérifié, entre 2015 et 2016, ça change à peine, et on a pas de données plus récentes, donc c’est ce que je peux proposer de mieux 🙂

Et on part donc sur une production du parc nucléaire généreuse de 420 TWh/an, laquelle requiert l’importation de 7000 tML (tonnes de métal lourd) d’uranium naturel. Voilà notre flux d’entrée du cycle du combustible nucléaire : 7000 tonnes de la mine à la France.

Et après un périple intercontinental, c’est à l’usine Orano (ex-AREVA) de Malvési qu’arrive cette matière, pour la première étape de conversion.

Et la conversion, ça sera le billet suivant =)