L'uranium est un métal radioactif présent dans le sous-sol de la Terre. Avant de pouvoir l'utiliser comme combustible dans les réacteurs des centrales nucléaires, il faut l'extraire et le transformer.
L'extraction
© La médiathèque EDF / Patrick Landmann
L'uranium est un métal assez répandu dans le sous-sol
de la Terre.
Il est contenu dans des minerais, qui sont extraits de gisements à ciel
ouvert ou en galeries souterraines.
Ces gisements se trouvent essentiellement en Australie, aux États-Unis, au
Canada, en Afrique du Sud et en Russie.
En France, il en existe en Vendée et dans le Limousin, mais ils sont en voie
d'épuisement.
Extraction du minerai d'uranium dans la mine de Jouac (Haute-Vienne), la dernière en France, qui a cessé son activité en juin 2001
Le traitement
© La médiathèque EDF / Patrick Landmann
Le minerai est réduit en petits morceaux, finement broyé et
soumis à des
opérations chimiques pour en extraire l'uranium. Cela permet d'obtenir un
uranium très concentré, sous forme d'une poudre jaune appelée yellow
cake.
1 000 t de minerai donnent de 1,5 à 10 t de yellow cake,
contenant 75 % d'uranium.
Le yellow cake est ensuite raffiné pour le débarrasser
de ses impuretés et obtenir un uranium complètement pur.
Yellow cake dans l'usine de traitement de la mine de Jouac (Haute-Vienne)
L'enrichissement
À ce stade, 1 kg d'uranium naturel est composé de 993 g d'uranium
238 et de 7 g d'uranium 235.
Seul l'uranium 235 est fissile mais il n'est pas en proportion suffisante pour être utilisable dans les réacteurs des centrales.
L'uranium doit donc être enrichi en uranium 235, de façon à ce
qu'il en comporte entre 30 et 50 g.
© La médiathèque EDF / Patrick Landmann
Pastilles d'uranium cuites à très haute
température dans l'usine de production du
combustible nucléaire Melox à Marcoule
(Gard)
La fabrication du combustible
Une fois enrichi, l'uranium est transformé en poudre noire.
Comprimée et cuite au four, elle donne des petits cylindres d'environ 7 g
et de 1 cm de long, appelés pastilles.
Chaque pastille peut
libérer autant d'énergie qu'1 t de charbon.
Les pastilles sont enfilées dans des tubes en métal de
4 m de long dont les extrémités sont bouchées, pour constituer
ce l'on appelle des crayons.
Ces crayons sont regroupés
par lots dans des assemblages
combustibles. Ces assemblages sont placés dans le cœur du réacteur
pour le faire fonctionner.
La consommation
Photo 1 © La médiathèque EDF / Claude Cieutat
Dépose des éléments combustibles dans la piscine du bâtiment combustible de la
centrale nucléaire de Civaux (Vienne)
Photo 2 © La médiathèque EDF / Frédéric Sautereau
Stockage du combustible neuf dans la piscine de la centrale nucléaire de Tricastin
(Drôme)
Les pastilles vont séjourner entre 4 et 5 ans dans le
réacteur
et subir des réactions de fission nucléaire.
Au fil du temps, elles vont s'épuiser en uranium 235 et devront être
remplacées. Cette opération s'effectue dans l'eau car elle permet de
piéger les rayonnements radioactifs. Le combustible usé reste ensuite
pendant 3 ans en piscine de refroidissement, le temps de perdre peu à peu
une partie de sa radioactivité.
Le retraitement
Dans la plupart des pays, le combustible
usé est mis dans des conteneurs d'acier
et transporté vers une usine de retraitement.
Celle de La Hague (AREVA), en France, dans le département de la Manche,
est la plus grande installation de retraitement du monde.
Le retraitement consiste à séparer les différents
éléments du combustible par des traitements mécaniques
et chimiques de façon à les réutiliser et également
à séparer les déchets.
Ainsi, l’uranium est à nouveau enrichi pour produire du combustible
nucléaire.
96 % du combustible usé est réutilisé.
La partie
du combustible usé qui ne peut pas être réutilisée, appelée déchets
ultimes, est coulée dans du verre en fusion et entreposée
pendant 30 à 40 ans à l'usine de La Hague.
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