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L'amont du cycle



De l'extraction de l'uranium à la fabrication du combustible

Mine d'uranium
Mide d'uranium d'Arlit au Niger. Carrière à ciel ouvert.
AREVA

L'amont du cycle est le nom donné en France à la suite des opérations qui vont de l'extraction d'un minerai d'uranium à l'entrée des assemblages de combustible dans les réacteurs.

La teneur en uranium du minerai extrait des mines ne dépasse pas généralement quelques pour-cent. Les mines sont souvent situées loin des sites. Pour éviter des transports inutiles de tonnages importants sur des distances longues, une première opération de concentration de l'uranium s'effectue à proximité immédiate des sites miniers.

Yellow cake
Après séchage, les concentrés d'uranium ont l'aspect d'une poudre généralement jaune vif, appelée « yellow cake » ou « gâteau jaune ». Le yellow cake contient environ 750 kg d'uranium par tonne ce qui facilite le transport de la mine vers l'usine de conversion. La photographie montre le « Yellow cake » sur un filtre à bandes à l'usine de traitement de la Société des mines de Jouac (Haute-Vienne) en Limousin.
PHILIPPE LESAGE /COGEMA
Après un traitement qui varie d'un site à l'autre, l'uranium se retrouve sous forme d'une poudre, de couleur jaune vif, appelée « yellow cake » (gâteau jaune). Le yellow cake contient environ 750 kg d'uranium par tonne.

Après transport, l'étape suivante est celle de la purification. Bien que déjà concentré, le « cake » doit être raffiné et l'uranium débarrassé de ses impuretés, pour la préparation du combustible.

L'uranium naturel ne contient que 0,7 % d'uranium-235, l'isotope fissile dont les fissions sont à l'origine de l'énergie produite par les réacteurs nucléaires.

Pour les réacteurs actuels, l'uranium pur ne suffit pas car il doit être enrichi en isotope 235. Le procédé industriel de séparation isotopique le plus employé nécessite que l'uranium se retrouve sous forme d'un gaz à base de fluor, l'hexafluorure d'uranium UF6. Ce composé de l'uranium a la propriété de pouvoir passer facilement de l'état solide, à l'état liquide puis gazeux. En dessous de 65°C, il est liquide ce qui facilite son transport au dessus de 65°C, il est gazeux et prêt pour l'enrichissement. Ces opérations de raffinage et de conversion s'effectuent en France sur les sites de Malvési puis de Pierrelatte.

Conteneurs d'hexafluorure d'uranium
Entreposage de conteneurs d'hexafluorure d'uranium (UF6) à l'usine d'enrichissement Georges Besse d'EUDODIF sur le site de Tricastin en France. Une fois purifié, l'uranium a été converti sous la forme de ce composé chimique, liquide en dessous de 65°C (ce qui facilite son transport) et qui devient gazeux en dessus de cette température. La forme gazeuse est nécessaire pour séparer l'uranium-235 fissile dans l'usine d'enrichissement.
AREVA/COGEMA/Taillat Jean-Marie

L'opération finale de séparation isotopique, de loin la plus complexe et la plus couteuse, est décrite par ailleurs. L'enrichissement est une technique "sensible", qui peut aussi conduire à la fabrication d'un uranium enrichi à 95 % pour les bombes atomiques. C'est ainsi que l'Iran qui a construit deux installations d'enrichissement du fait des embargos dont il est l'objet, est soupçonné de visées militaires.

La production annuelle en France s'élevait en l'an 2000 à 17 725 tonnes d'uranium brut et 2 422 tonnes d'uranium enrichi, permettant d'alimenter en combustible 100 réacteurs de 1000 Mégawatts.

Sujet voisin :Transports de l'uranium