Les 99 % qu’on laisse
L’enrichissement concentre l’uranium 235 de 0,72 % à quelques pour cent. Ce qui sort de l’autre bout de la cascade est un uranium plus pauvre qu’au départ — l’uranium appauvri, autour de 0,2 %.
Le rapport est implacable. Produire un kilogramme de combustible laisse environ sept kilogrammes d’uranium appauvri, et les usines d’enrichissement tournent depuis les années 1940.
Plusieurs centaines de milliers de tonnes sont entreposées, principalement sous forme d’hexafluorure d’uranium dans des conteneurs d’acier sur des aires bétonnées. En France, le site de Bessines et celui de Pierrelatte en stockent l’essentiel du parc national.
⚠️ Ce n’est pas un déchet au sens réglementaire — il a des usages et pourrait resservir — mais il y en a bien plus que quiconque n’en a besoin.
Il est légèrement moins radioactif que l’uranium naturel, l’enrichissement ayant retiré l’isotope le plus actif. Le danger qu’il présente est chimique : l’uranium est un métal lourd, toxique pour les reins comme l’est le plomb.
Pourquoi les armées s’en servent
L’uranium appauvri pèse 19,1 grammes par centimètre cube, presque le double du plomb et l’équivalent du tungstène. Pour un pénétrateur cinétique — une flèche tirée pour percer un blindage par la seule quantité de mouvement — la densité est tout.
Il possède une seconde propriété que le tungstène n’a pas. À l’impact, le tungstène se déforme et s’émousse ; l’uranium se cisaille sur les bords et reste pointu. Le terme technique est cisaillement adiabatique, et il signifie que le pénétrateur continue de couper au lieu de s’aplatir.
Il est aussi pyrophorique, si bien que les fragments brûlent à l’impact.
⚠️ La controverse est réelle mais souvent mal dirigée. La radioactivité de l’uranium appauvri est faible ; les inquiétudes exprimées par l’OMS portent sur les poussières inhalées après un impact et sur la toxicité du métal lourd dans les sols. Savoir s’il est responsable des maladies qui lui sont attribuées après les guerres du Golfe et des Balkans reste discuté, et l’épidémiologie n’a pas tranché.
Comment il a daté la Terre
L’uranium 238 se transforme en plomb 206 en quatorze étapes, avec une période globale de 4,468 milliards d’années — assez proche de l’âge du système solaire pour qu’il en reste une fraction utile.
L’uranium 235 se transforme en plomb 207 avec une période de 704 millions d’années. Deux chaînes, deux horloges, dans la même roche.
C’est cette redondance qui rend la méthode fiable. Si les deux donnent le même âge, l’échantillon n’a ni perdu ni gagné de plomb, et le résultat est croyable.
Clair Patterson l’a employée en 1956 sur la météorite de Canyon Diablo, en considérant que les météorites s’étaient formées en même temps que la Terre et n’avaient pas été perturbées depuis. Il a obtenu 4 550 millions d’années.
⚠️ Y parvenir a exigé d’inventer la salle blanche moderne. Patterson trouvait ses échantillons noyés sous du plomb ambiant — et remonter cette contamination jusqu’à sa source l’a conduit à l’essence plombée, puis à son interdiction.
Fertile, non fissile
L’uranium 238 n’entretient pas de réaction en chaîne. Mais il absorbe les neutrons, et ce qu’il devient ensuite, oui.
U-238 + n → U-239 → Np-239 → Pu-239Les deux désintégrations prennent environ deux jours, puis deux de plus. Le plutonium 239 est fissile, si bien qu’il brûle dans le réacteur qui l’a fabriqué.
Cela se produit dans tout réacteur à uranium, en continu. En fin de cycle, quelque chose comme un tiers de l’énergie produite vient du plutonium créé sur place plutôt que de l’uranium 235 chargé au départ.
⚠️ Un surgénérateur est conçu pour fabriquer plus de matière fissile qu’il n’en consomme, en entourant le cœur d’une couverture d’uranium 238. En principe il transforme les 99 % en combustible. En pratique, les programmes ont été lents et coûteux — Superphénix, à Creys-Malville, a été arrêté en 1997 après une exploitation très intermittente, et le projet Astrid a été abandonné en 2019.
La chaîne jusqu’au plomb
La chaîne de l’uranium 238 est la plus longue des trois séries naturelles, et elle passe par des noms connus.
U-238 → Th-234 → Pa-234 → U-234 → Th-230
→ Ra-226 → Rn-222 → ... → Pb-206Le radium 226 y figure — l’isotope que Marie Curie a isolé. Le radon 222 aussi, ce gaz qui monte du granite dans les caves bretonnes et constitue la deuxième cause de cancer du poumon.
Chacun est présent dans le minerai d’uranium en proportion de sa période, ce qui explique que l’extraction et le traitement laissent des résidus dangereux longtemps après que l’uranium lui-même a été emporté. Les anciens sites miniers du Limousin et de Vendée font l’objet d’une surveillance à ce titre.