Comment fonctionne l’enrichissement de l’uranium et pourquoi le programme iranien inquiète les gens

Il est de notoriété publique que l’uranium est utilisé pour fabriquer du combustible pour les réacteurs nucléaires. Sous sa forme naturelle, l’uranium contient plus de 99,3 % de l’isotope uranium-238 (U-238), qui met des milliards d’années à se désintégrer, et moins de 0,01 % d’U-234 (selon la Commission de réglementation nucléaire des États-Unis). Cependant, pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne et libérer des quantités importantes d’énergie, ce sont les 0,7 % d’U-235 contenus dans l’uranium naturel qui détiennent le pouvoir. C’est pourquoi des pays du monde entier – y compris l’Iran – disposent d’installations d’enrichissement, mais comment fonctionne l’enrichissement et des pays comme l’Iran devraient-ils avoir ce pouvoir ?

Il existe deux méthodes principales par lesquelles l’U-235 peut être concentré pour être utilisé comme combustible nucléaire. L’enrichissement par diffusion gazeuse a été la première méthode utilisée à grande échelle par les États-Unis. Il s’agit de combiner l’uranium avec du fluor pour créer de l’hexafluorure d’uranium gazeux, qui passe ensuite à travers une unité de diffusion gazeuse. Les molécules plus légères du gaz transportent les atomes d’U-234 et d’U-235 et se déplacent plus rapidement que les molécules plus lourdes qui transportent les atomes d’U-238. Après des centaines d’étapes, le gaz contient suffisamment d’U-235 et peut être séparé en fluor et en U-235.

Aujourd’hui, les États-Unis utilisent le procédé d’enrichissement par centrifugation gazeuse. Il s’agit de créer du gaz hexafluorure d’uranium et de le placer dans une centrifugeuse à gaz composée de plusieurs cylindres. Lors de la rotation à grande vitesse, les molécules les plus lourdes transportant l’U-238 sont poussées vers le bord extérieur, les séparant des molécules plus légères transportant l’U-235 au centre. Le gaz enrichi en U-235 est ensuite traité chimiquement en poudre de dioxyde d’uranium et comprimé pour former des pastilles de combustible.

Par ailleurs, un nouveau procédé d’enrichissement ou de séparation laser est en cours de développement. Il émet une lumière monochromatique pour modifier chimiquement les molécules porteuses d’U-238 dans l’hexafluorure d’uranium, permettant ainsi à l’U-235 d’être séparé et capturé.

Alors que l’uranium et l’énergie nucléaire sont des sujets récurrents dans l’actualité depuis les années 1940, la guerre américano-israélienne contre l’Iran les a mis à la une début 2026. Les pays ont commencé à lancer des attaques pour éliminer ce que le président Donald Trump a qualifié de « menaces imminentes du régime iranien ». Cette menace comprend 400 kilogrammes de 60 % d’U-235. Pendant ce temps, les inspecteurs de l’Agence internationale de l’énergie atomique ont rapporté en 2023 avoir trouvé 83,7 % de particules d’U-235 en Iran. Pour comprendre pourquoi cela est préoccupant, il est utile de comprendre les différentes concentrations d’uranium enrichi et la manière dont elles sont utilisées.

Presque tout l’uranium utilisé pour alimenter les réacteurs nucléaires est faiblement enrichi, entre 3 et 5 % d’U-235. Contenant 5 à 10 % d’U-235, « l’uranium faiblement enrichi » est en cours de développement pour améliorer les performances des réacteurs nucléaires à eau légère afin que les réacteurs n’aient pas besoin d’être ravitaillés aussi souvent. Ensuite, l’uranium faiblement enrichi à haute teneur en contient entre 5 et 19,75 %. Il n’est pas encore largement disponible, mais il est destiné à être utilisé dans des réacteurs avancés en cours de développement pour améliorer l’efficacité de l’énergie nucléaire.

Enfin, une concentration d’U-235 de 20 % ou plus est de l’uranium hautement enrichi utilisé pour alimenter certains réacteurs de recherche. D’une pureté de 90 %, il est utilisé pour alimenter les réacteurs navals, les armes nucléaires et les bombes (une des utilisations dangereuses de la radioactivité à ce niveau). Le fait que l’Iran ait la capacité d’enrichir de l’uranium à 83,7 % est préoccupant car cela signifie que le pays n’est pas loin d’accélérer sa production pour produire 90 % d’U-235 pour alimenter des armes nucléaires. Il pourrait ensuite utiliser ces armes pour attaquer d’autres pays qu’il considère comme ennemis, comme Israël et les États-Unis.