Afin de produire de l’électricité, les centrales nucléaires ont besoin d’uranium enrichi. Une source d’énergie obtenue après un long processus qui commence par l’extraction d’uranium dans le sous-sol de certains pays jusqu’au difficile procédé d’enrichissement en passant par l’indispensable étape de conversion. La conversion de l’uranium n’est maîtrisée que par quelques sites dans le monde et la France fait figure de leader en la matière. Mais qu’est-ce que la conversion et comment se déroule-t-elle ?

Qu’est-ce que la conversion de l’uranium ? 

Le grand public associe généralement uranium au nucléaire. Un lien évident qui n’est toutefois pas complètement bien compris tant ce minerai est l’objet de transformations avant de pouvoir jouer son rôle au sein d’une centrale. L’uranium doit être converti, une étape relativement peu connue sur laquelle il convient de s’arrêter. Mais pour la comprendre, un retour rapide sur la production d’uranium est nécessaire.

L’uranium est un minerai présent naturellement dans les entrailles de la Terre. Il est relativement abondant puisque les réserves prouvées et facilement exploitables correspondent à environ un siècle de production nucléaire mondiale. Si la France n’a plus de mines économiquement viables à exploiter, elle bénéficie de diverses sources d’approvisionnement utiles pour ne pas tomber dans une dépendance vis-à-vis d’un seul pays exportateur. La France importe donc de l’uranium mais sous forme de pâte jaune, car pour éviter une coûteuse étape de transport de minerai, une première concentration est effectuée à proximité des mines.

Concrètement, il s’agit d’imprégner d’une solution acide oxydante l’uranium préalablement broyé. Après plusieurs manipulations, l’uranium a l’aspect d’une poudre jaune communément appelée « yellow cake ». Dans une tonne de « yellow cake », on compte environ 750 kilos d’uranium. Une fois sous cette forme, il est envoyé en usine pour y subir l’étape de la conversion. L’uranium est d’abord débarrassé de ses impuretés puis est transformé (converti) en tetrafluorure d’uranium (UF4). Pour reprendre le lexique mis à disposition par l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN), l’UF4, « dans des conditions normales, se présente sous la forme d’un solide vert cristallisé très soluble dans l’eau possédant une pression de vapeur saturante très faible ». La transformation en tetrafluorure d’uranium n’est en fait qu’une étape chimique intermédiaire qui précède la constitution d’hexafluorure d’uranium (UF6).

L’hexafluorure d’uranium se présente finalement sous forme gazeuse au-dessus de 65°C. Un état qui lui permet ensuite de procéder à l’étape de l’enrichissement. L’UF6 est un composé chimique extrêmement nocif et actif et fait donc l’objet de mesures de sûreté particulièrement drastiques que de rares sites à travers le monde maîtrisent.

La France toujours en pointe ?

Seuls quelques sites dans le monde sont en capacité de réussir cette étape de conversion indispensable à tout enrichissement de l’uranium. La France est un leader en la matière grâce à Orano. Les différents procédés sont si complexes que chaque usine a sa spécialité. La purification et la transformation de l’uranium en tétrafluorure d’uranium a lieu à Malvési (Narbonne) tandis que la conversion en hexafluorure d’uranium se fait sur le site de Tricastin. L’entreprise a d’ailleurs renforcé ses capacités avec l’ouverture, en septembre 2018, d’une seconde usine à située à Pierrelatte (Drôme). Comurhex II viendra ainsi augmenter les capacités de 15 000 tonnes par an à compter de 2021 (lorsque le complexe tournera à plein régime). Cela représente la fourniture d’électricité de 90 millions de foyers, soit l’équivalent de la France, de l’Allemagne et de l’Angleterre réunis. Le site aura coûté 850 millions d’euros, mais se révèle d’une importance stratégique afin de continuer à maîtriser l’ensemble du processus nucléaire et faire face efficacement aux appétits chinois.

Une fois la conversion réussie, c’est au tour de l’usine « Georges Besse II » (toujours sur le site de Tricastin) a qui revient la lourde tâche d’enrichir l’uranium, c’est-à-dire augmenter la concentration d’uranium 235 (présent naturellement à hauteur seulement de 0,71 %) afin de créer une réaction en chaîne et, ainsi, de l’énergie. Un long cycle au cours duquel la conversion joue un rôle fondamental, mais finalement peu connu. Une conversion hautement technique devenue une spécialité française et qui assure aux entreprises hexagonales un rôle important dans la production d’électricité nucléaire au niveau mondial.

© photo : Energy Fuels Inc.