Enrichissement de l'uranium

 

14 avril 2026

 

Copyright Michel Vonlanthen

 

L'uranium naturel (92 protons) est faiblement radioactif. Il est essentiellement composé de trois isotopes d'uranium: le U-234 (0,0056%), le U-235 (0,718%) et le U-238 (99,28%). Tel-quel il n'a aucune utilité industrielle ou militaire car seul l'U-235  est fissile et donc capable de partir en réaction en chaîne. Il faut donc augmenter la proportion de  cet isotope-là dans le minerais de base, le pechblende. Ce processus s'appelle l'enrichissement. Les valeurs qui suivent sont des ordres de grandeur:

  • 3 à 5% pour une centrale nucléaire civile. Il faudra faire passer la proportion d'U-235 de 0,7 à  3-5%

  • 20%     pour la propulsion maritime (entre autres pour les sous-marins)

  • 60%     pour des réacteurs à neutrons rapides (surgénérateurs)

  • 60%     pour la production d'éléments radioactifs pour la médecine

  • 90%     et plus pour une bombe atomique

 

1. Le minerai

 

Il faut d'abord transformer le minerai extrait, appelé pechblende, en poudre afin de le rendre plus facilement transportable. Pour cela, il faut le concasser, le broyer et le tamiser. La poudre est ensuite dissoute dans de l'acide, puis précipitée, filtrée, lavée et séchée. Il en résulte une poudre jaune, appelée yellow cake, contenant environ 70% d'uranium sous forme d'oxyde. La proportion des isotopes n'a pas varié mais le minerai est sous une forme pratique pour les traitements qu'il va devoir subir.
 

 

2. Enrichissement


Wikipedia: https://fr.wikipedia.org/wiki/Enrichissement_de_l%27uranium

 

Il existe trois méthodes d'enrichissement de l'uranium:

  • La séparation électromagnétique par laser, encore expérimentale

  • La diffusion gazeuse, ancienne, maintenant obsolète

  • La centifugation gazeuse, qui est la méthode moderne actuellement dominante

Le processus d'enrichissement par centrifugation gazeuse consiste à:

  1. Transformer le yellow cake en produit volatil afin de pouvoir l'enrichir. Pour cela, il faut d'abord le dissoudre dans de l'acide nitrique, puis le filtrer et le traiter à l'aide d'un solvant. Le nitrate d'uranyle ainsi obtenu sera ensuite précipité à l'aide d'ammoniac gazeux et calciné dans un four à 400 degrés. Après réduction par hydrogène et traité à chaud avec de l'acide fluorhydrique, et finalement oxydé, il en résultera de l'hexafluorure d'uranium (UF6), prêt pour l'enrichissement.
     

  2. Il faut ensuite le transformer en gaz afin de pouvoir le centrifuger. Chauffer l'hexafluorure dans des autoclaves, réduire sa pression à 50 mbar et l'introduire dans les centrifugeuses en cascade. La force centrifuge de la rotation (à plus 50'000 tours/min) sépare la vapeur en lourd (extérieur) et léger (intérieur) à cause de la force centrifuge. Plus les centrifugeuses tournent longtemps et plus l'enrichissement augmente.

    Au final, on récupère l'UF6 enrichi, condensé et solidifié, dans des containers spéciaux installés ensuite dans des armoire frigorifiques, prêt à être livré aux usines de fabrication d'assemblages de combustible.

    On récupère également la partie "appauvrie" de l'hexafluorure, qui contient encore dans le 0,3% d'U-235, afin, éventuellement, de le repasser dans le cycle d'enrichissement si le processus en vaut financièrement la peine. Cela dépend du prix du marché et c'est l'entreprise russe Tenex la spécialiste de ce genre de traitement.

    L'hexafluorure d'uranium (UF6) n'est pas explosif mais il est hautement corrosif et réagit au contact de l'eau ou de l'air humide en dégageant de l'acide fluorhydrique, un gaz très dangereux. Les tuyauteries des centrifugeuses sont mises en dépression afin que le gaz ne puisse pas s'en échapper accidentellement. Si cela arrive, c'est l'air ambiant qui pénètre dans le circuit.
     

  3. A noter que l'enrichissement de l'Uranium à l'aide de centrifugeuses ne peut pas se stopper sans autre car cela peut endommager les centrifugeuses. On peut néanmoins le faire moyennant une procédure logue et délicate de reprise.

 

3. Conditionnement du combustible

 

L'hexafluorure d'uranium (UF6) est transformé en poudre d'oxyde d'uranium (UO) par conversion à sec et comprimé en pastilles des 6 à 8 mm de diamètre . Elles sont empilées dans des tubes en alliage de zirconium de 4 mètres de longueur appelés "gaines". L'ensemble pastilles-gaine est appelé crayon. Ces derniers sont groupés par 264 afin de constituer les assemblages de combustible, destinés à la filière des réacteurs à eau légère.

 

Un réacteur de 900 MW nécessite plus de 40'000 crayons, soit plus de 150 assemblages de 264 crayons.  A noter que ces assemblages, faits d'uranium naturel enrichi, sont au départ très peu radioactifs. On peut les manipuler sans précautions particulières. Il n'en est plus de même après leur utilisation comme combustible dans une centrale, car ils contiennent alors des produits de fission hautement radioactifs.

 

 

4. Transport

 

Prenons l'exemple de l'Uranium enrichi à 60% des Iraniens. Quelques points:

  1. L'uranium naturel contient 0,7% d'U235 et 99,3% d'U238. Les deux isotopes sont radioactifs
     

  2. L'uranium enrichi à 60% contient 60% d'U235 et 40% d'U238
     

  3. Il est légèrement moins radioactif que de l'uranium naturel et émet des rayons alpha qui sont arrêtés par une simple feuille de papier (ce qui empêche de le détecter à distance par sa radioactivité)
     

  4. Par contre son danger provient de sa toxicité. Il ne faut pas l'ingérer.
     

  5. Il doit donc être transporté dans un conteneur hermétique de sécurité en acier ou en plomb conçu pour résister à des accidents afin d'empêcher toute fuite de poussière ou de gaz.
     

  6. La quantité doit être petite afin d'éviter le phénomène de criticité (risque d'emballement) car cet uranium enrichi est très fissile et pourrait partir en réaction en chaîne spontanée si suffisamment de matière était réunie. Les conteneurs doivent être bien séparés les uns des autres afin que la masse critique ne puisse en aucun cas être atteinte.

En conclusion, il est probable que 10kg d'uranium enrichi et son conteneur pèsent 100kg au total. Dans le cas des 440kg d'uranium iranien, le poids total ferait donc dans les 4 à 5 tonnes, avec la nécessité de bien séparer les conteneurs les uns des autres. Un sacré de travail de transport!

 

L'OCDE et l'AIEA estiment que les réserves mondiales d'uranium suffisent encore pour environ 130 ans.

 

 

Ref:

 


Cas Israël-Iran

 

Le droit international n'accorde l'autorisation d'enrichir de l'uranium  à des fins pacifiques qu'aux pays signataires du Traité de non-prolifération (TNP).

 

Israël n'a jamais accepté de signer ce traité mais laisse entendre qu'il possède l'arme atomique (propagande?). Son centre de recherche est à  Dimona, dans le désert du Neguev.

 

L'Iran a signé ce traité et s'est fait inspecter durant de nombreuses années, mais l'accord a été rompu unilatéralement par le président Donald Trump (USA) en 2018.

 

En juin 2025, en pleine négociation avec l'Iran, Israël a attaqué l'Iran par surprise et s'est assuré le contrôle de son  ciel en détruisant les lanceurs de missiles sol-air. Cela lui a permis de bombarder sans perte les 3 centres d'enrichissement d'uranium, des cibles civiles et militaires et d'assassiner plusieurs chefs  militaires.

 

Les USA ont suivi en larguant des bombes anti-bunkers GBU-57, 12  sur le centre de Fordo, 2 sur Natanz et 30  missiles de croisière Tomahawk sur Isfahan.

 

En cela, ces deux pays ont violé le droit international, qui interdit le bombardement de sites nucléaires. Sans Même parler du bombardement d'un pays sans avertissement ni déclaration de guerre, et sans preuve d'une quelconque urgence de légitime défense.

 

Bien que l'uranium enrichi ne soit que très peu radioactif, L'AIEA s'inquiète de ces bombardements, car l'Iran stocke ses déchets radioactifs. Question surveillance et sécurité, il serait logique qu'il les place près de ses centrales d'enrichissement ou de production. Si des bombardements atteignaient ces déchets, leur dispersion créerait les mêmes problèmes qu'avec Tchernobyl ou Fukushima. Les vents les disperseraient sur une grande partie de la terre. C'est la raison d'être de l'interdiction absolue du Traité de non-prolifération de bombarder des sites nucléaires.

 

L'Iran a toujours revendiqué son droit d'enrichir civilement de l'uranium pour sa centrale atomique. En 2013 il ne pouvait enrichir que le 10ème de ce que consommait sa seule centrale atomique productrice d'électricité située à Busher (915 MWe). Il en a obtenu l'autorisation de l'AEIA, moyennant des contrôles périodiques de cette dernière.

 

Le gouvernement iranien a toujours déclaré ne pas avoir la volonté de doter son pays d'armes atomiques et enrichir de l'uranium pour des applications civiles. Alors question: Pourquoi a-t-il enrichi de l'uranium jusqu'à 60%?

 

On peut déjà répondre qu'il en avait le droit puisqu'à ce pourcentage-là, cet uranium ne convient pas à la fabrication d'une bombe mais bien à d'autres applications, médicales entre autres. A noter qu'enrichir ce matériau a des fins civiles est un droit inaliénable de chaque pays, pour autant qu'il soit autorisé par l'AIEA, ce qui était le cas de l'Iran. On peut donc dire que l'Iran, pour sa part, a respecté l'accord qui avait été conclu avec Israël, les USA et les pays occidentaux.

 

Ce n'est pas le cas des USA puisque son président Trump a rompu le contrat en 2018. Ce n'est certainement pas un hasard car les pays occidentaux auraient dû justement arrêter les sanctions contre l'Iran puisque ce dernier respectait les clauses du traité. Dès lors, s'en retirer permettait aux USA de continuer les sanctions vraisemblablement poussés par les Israéliens.

 

Il est vrai  que l'Iran a toujours déclaré vouloir éradiquer la Palestine de la présence des Juifs car ce pays fait partie du territoire musulman du point de vue religieux. Il est donc sacré et, en conséquence, les pays musulmans ont le devoir d'en faire partir les impies juifs. Cela explique le support de l'Iran au Hezbollah et au Hamas, les ennemis jurés d'Israël. On peut donc comprendre l'acharnement des Israéliens à détruire cette menace.

 

 

Une menace exstentielle?

 

Reste la question de savoir si l'Iran représente une menace existentielle pour Israël.

 

On pouvait en douter en comparant les forces en présence. Militairement, Israël est bien plus puissant que l'Iran malgré le fait que ce pays soit 9 fois plus peuplé que lui. Preuves en sont  les assassinats de hauts dignitaires (général Soleimani entre autres) et de scientifiques nucléaires iraniens  perpétrés par Israël, ainsi que les bombardements effectués à tout moment. Le président Netanyahou l'a d'ailleurs déclaré: si un pays s'en prend à l'existence d'Israël, il devra s'attendre à être anéanti, Israël n'hésitera pas à le faire. Tous les pays du Proche-Orient le savent puisque la plupart ont été mis hors jeu par Israël: Liban, Jordanie, Irak, Syrie, etc.

 

Reste un problème: l'accord de non prolifération atomique n'a été dénoncé que par les USA, pas par les autres pays, si bien qu'en théorie, ces derniers devraient respecter leur promesse de stopper les sanctions contre l'Iran. Mais cela n'a pas été fait si bien que, en réaction, les Iraniens n'ont pas stoppé l'enrichissement de leur uranium et qu'ils ont atteint le pourcentage de 60%.

 

Il  faut dire qu'il est délicat de stopper temporairement un enrichissement opéré par des centrifugeuses car un  redémarrage demanderait  de longues et délicates opérations. On peut donc comprendre que les Iraniens aient laissé leurs centrifugeuses tourner dès lors que les signataires n'avaient pas respecté leur parole.

 

Au vu de l'attaque israélienne-américaine de mars 2026, faite par surprise alors que les trois pays étaient en  pleine négociation, on peut comprendre que le nucléaire ne soit qu'un prétexte destiné à mettre définitivement à genou un ennemi d'Israël. On peut cependant douter de la durée d'élimination de cette menace, car l'anéantissement d'un ennemi n'a jamais pacifié définitivement une région. Rappelons-nous simplement la guerre de 14-18, qui s'est terminée par l'humiliation de l'Allemagne, et qui a repris 21 ans plus tard!

 

En 2025, l'Iran n'avait qu'une seule centrale atomique productrice d'électricité: 915 MWe située à Busher. Sur le même site, une seconde est en construction, Busher-2 (915 MWe) et une troisième est planifiée: Busher-3 (915 MWe). Une quatrième est en projet à Darkhovin (360 MWe).

 

 

Site de l'AIEA: https://www.iaea.org/fr

Le point du 19 juin 2025 de l'AIEA: https://www.iaea.org/fr/newscenter/pressreleases/point-sur-la-situation-en-iran  

Traité de Non Prolifération: https://fr.wikipedia.org/wiki/Traité_sur_la_non-prolifération_des_armes_nucléaires

 

 

Vu ce qui se passe en Iran et en Ukraine, on peut comprendre les opposants au nucléaire. On constate que les centrales nucléaires deviennent des cibles en temps de guerre. Si elles sont  bombardées, elles pourraient se transformer en Tchernobyl-2, interdisant à tout jamais à des humains de fouler les sols ainsi contaminés, des centaines, voire des milliers de km2. Si cela arrivait en Suisse, ce serait quasiment la disparition du pays.

Avec la gestion impossible de ses déchets, la possibilité de fabriquer des bombes atomiques et la fragilité qu'elle confère aux pays qui l'utilisent, la filière nucléaire s'avère être un danger systémique non pas seulement pour les dits pays, mais pour toute l'humanité.

 

Mais il y a une bonne nouvelle: les statistiques officielles de la Confédération, montrent, qu'en 2024, la Suisse a produit un excédent d'électricité de 23,6 TWh, soit 29% du total, équivalent à la production de ses centrales nucléaires. Il serait  donc possible de se passer du nucléaire et de consacrer tous les moyens ainsi économisés à la production d'énergies alternatives durables. Car, en plus, il faut acheter l'uranium combustible à l'étranger, alors que le soleil  est éternellement gratuit. Avec le photovoltaïque, c'est comme si on roulait en voiture sans devoir payer son essence...