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Les énergies fossiles

L'uranium

L'uranium est un élément chimique très présent dans la composition de la Terre. Il s'agit d'un métal lourd et radioactif. De ce fait, il se désintègre spontanément, en rejetant de la chaleur. Cette dernière est de l'ordre de 1 Watt par tonne. Du fait de sa présence au sein du manteau terrestre, cette chaleur est responsable de la majorité de l'énergie géothermique d'origine nucléaire.

Mais lorsque l'on s'intéresse à l'uranium, c'est avant tout pour les possibilités qu'il offre à l'industrie du nucléaire (sous son isotope 235). En effet, la fission d'un atome d'uranium 235 libère une énergie de l'ordre de 200 Mev (méga-électron-Volt, voir les unités d'énergie). C'est plusieurs millions de fois supérieur à l'énergie qui serait libérée par la fission des autres combustibles fossiles.

Seulement voilà ; l'uranium est présent à l'état naturel dans des concentrations bien trop faibles pour pouvoir être exploité à des fins industrielles. Il doit donc subir tout un cycle, avant d'atterrir dans nos centrales nucléaires.

1- Extraction. Le minerai d'uranium est premièrement extrait, des mines d'uranium. Il peut s'agir de mines souterraines ou à ciel ouvert. On rencontre aussi une méthode utilisant un solvant pour extraire l'uranium ; il s'agit de la lixiviation.


Du minerai d'uranium

2- Concentration. Le minerai extrait en 1- ne contenant qu'en général au maximum 1% d'uranium, il convient de le concentrer, afin de limiter les volumes à transporter. Cette opération s'effectue ainsi sur le site d'extraction.

3- Conversion. En raison des contraintes liées aux processus qui vont suivre,  l'uranium est converti en hexafluorure d'uranium. Chaque atome d'uranium est chimiquement lié à six atomes de fluor. On est alors en présence d'UF6.

4- Enrichissement. Cette phase consiste à augmenter la proportion d'uranium 235. Car seul ce dernier est fissible "facilement". A l'issue de cette phase, des déchets d'uranium dit "appauvris" apparaissent.

5- Fabrication du combustible final. Ici encore en raison des contraintes liées aux étapes suivantes, l'UF6 est modifié. Le fluor est remplacé par de l'oxygène, de manière à obtenir du dioxyde d'uranium UO2. On lui donne alors son aspect définitif, sous forme d'assemblage de crayons, eux même composés de pastilles.

6- Utilisation. L'énergie est extraite du combustible, dans les centrales nucléaires. Cette énergie est convertie en chaleur, puis en électricité.

7- Repos. Après utilisation, les combustibles (encore hautement radioactifs) sont entreposés dans un milieu capable de dissiper la quantité de chaleur qu'ils dissipent. Cette dernière étant colossale, ce stockage est effectué dans des piscines.

8- Recyclage et traitement.

Les principaux pays producteur d'uranium sont le Canada et le Kazakhstan. Ils concentrent à eux deux le tiers de la production mondiale.

Pays % production mondiale en 2010
Canada 14
Kazakhstan 14
Australie 10
Namibie 6
Russie 5
Niger 5

 

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