En juin 1972, à l’usine de Pierrelatte, chargée d’enrichir l’uranium pour la force nationale de dissuasion française, une mesure de routine tourne mal. Une spectrométrie de masse sur un échantillon d’hexafluorure d’uranium naturel révèle une teneur de 0,7171 % en uranium 235, alors que la valeur attendue est de 0,7202 %, rapporte le magazine Science et Vie. L’écart paraît infime. Il va pourtant déclencher l’une des enquêtes scientifiques les plus singulières de l’histoire du nucléaire.
La filière remonte jusqu’au Gabon
Le Commissariat à l’énergie atomique (CEA), exploitant de l’usine, lance une enquête secrète. L’anomalie se confirme sur plusieurs échantillons, ce n’est pas un artefact de mesure. Les hypothèses les plus simples tombent une à une : pas d’erreur interne, pas de recyclage accidentel, pas de contamination par du combustible retraité, puisque le 236U, isotope qui trahirait ce dernier scénario, est absent.
Les enquêteurs remontent toute la filière, de Pierrelatte à l’usine de Malvési, puis jusqu’à Gueugnon, où les concentrés d’uranate dits yellowcake affichent eux aussi des teneurs anormalement faibles. Tous proviennent de la société COMUF, qui exploite deux mines au Gabon, à Mounana et à Oklo, près de Franceville.
Le minerai suspect vient précisément de la zone nord du gisement d’Oklo, où certains lots descendent sous 0,5 % de 235U. Entre 1970 et 1972, sur 700 tonnes d’uranium livrées à Mounana, le déficit cumulé dépasse 200 kilogrammes.
Dès août 1972, une hypothèse s’impose : d’anciennes réactions de fission en chaîne se seraient produites naturellement sur place. La recherche des spectres caractéristiques des produits de fission confirme le scénario sans ambiguïté. La découverte est rendue publique par deux comptes-rendus à l’Académie des sciences.
COMUF accepte d’arrêter l’extraction dans la zone concernée, et un « Projet Oklo » est mis sur pied par le CEA, avant d’être ouvert à la recherche internationale via l’Agence internationale de l’énergie atomique. Un congrès réuni à Libreville en 1975 confirme le fonctionnement purement naturel de ces foyers.
Au total, 16 réacteurs sont identifiés dans la région immédiate d’Oklo, plus un dix-septième à Bangombé, une trentaine de kilomètres au sud-est.
Des réacteurs qui s’allumaient et s’éteignaient seuls
La réponse à l’énigme reposait sur une prédiction formulée dans les années 1950, selon laquelle certains gisements auraient pu se comporter comme des piles atomiques. Il y a deux milliards d’années, l’uranium 235 formait encore environ 3,5 % du métal, assez pour entretenir une réaction en chaîne dès que les conditions s’y prêtaient.
L’eau souterraine jouait le rôle de modérateur, ralentissant les neutrons juste assez pour nourrir la fission sans l’étouffer. Le mécanisme s’autorégulait : quand l’eau atteignait l’ébullition, les neutrons n’étaient plus assez ralentis et la réaction s’arrêtait d’elle-même. Une fois les roches refroidies et l’eau revenue, tout reprenait.
Chaque cycle durait environ trente minutes d’activité, suivies de plus de deux heures d’interruption, un phénomène qui s’est répété pendant des centaines de milliers d’années, pour une puissance moyenne probablement inférieure à 100 kilowatts. La durée de fonctionnement a varié de 150 000 à 850 000 ans selon les sites, à comparer aux quatre à cinq ans que passe un combustible dans un réacteur moderne.
Les études de géologie, de géochimie et de neutronique situent le démarrage de ces réactions à 1 950 millions d’années, avec une marge de 30 millions d’années.
Plus de deux tonnes de plutonium piégées pendant deux milliards d’années
Pendant deux milliards d’années, la roche d’Oklo a retenu sur place la plupart des produits de fission, pourtant très instables à l’origine. Elle a piégé plus de deux tonnes de plutonium 239, un élément longtemps considéré comme purement artificiel. Certains minéraux ont même retenu des gaz rares comme le xénon, d’ordinaire presque impossibles à confiner.
Ce confinement fait d’Oklo un laboratoire grandeur nature pour la gestion des déchets radioactifs, démontrant la capacité de la nature à verrouiller des éléments instables sur une durée considérable. Les géologues scrutent encore le site voisin de Bangombé pour comprendre jusqu’où ce phénomène peut aller.
Un analogue imparfait pour les déchets nucléaires français
L’article de Bertrand Barré, président de l’European Nuclear Society, paraît dans la publication Sciences à l’approche d’un débat public prévu à l’automne sur la gestion des déchets radioactifs en France. Pour l’auteur, Oklo ne peut cependant pas constituer une vraie démonstration : les conditions recherchées pour un stockage géologique, stable, pauvre en eau, sous 100 °C, pour une durée de 100 000 à 200 000 ans, diffèrent fortement de celles d’Oklo, qui a connu un million d’années d’eau chaude et perdu les trois quarts de sa matière par dissolution. Il y voit malgré tout une solide confiance dans la capacité à réaliser des conditions bien plus simples.
Rien n’indique que le phénomène observé dix-sept fois au Gabon ne se soit pas reproduit ailleurs, notamment dans de vieux gisements du Canada ou d’Australie. Trois décennies après sa découverte, Oklo reste pourtant un site unique au monde. Dans la préface du livre de Roger Naudet consacré au sujet, Jules Horowitz écrivait : « Ce qui constitue un miracle, c’est qu’en dépit des bouleversements que la surface de la Terre a subi depuis cette époque reculée, les preuves en ont survécu jusqu’à nos jours, à Oklo, pour être découvertes grâce à la vigilance des analystes du CEA. »
