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L’histoire de l’origine de l’uranium n’est peut-être pas celle que l’on pensait

Une mine d'uranium / Crédits : iStock

L’uranium (l’élément radioactif qui alimente les centrales nucléaires et qui se trouve naturellement dans la croûte terrestre) est généralement extrait de grands dépôts de grès enfouis en profondeur. Pendant de nombreuses années, les chercheurs ont pensé que dans ces dépôts, l’uranium s’était formé pendant des millions d’années par le biais de réactions chimiques de soufre et d’autres composés non biologiques.

Les scientifiques ont récupéré des échantillons de noyaux de sédiments à près de 200 m sous terre à partir de dépôts d’uranium sur le site du Wyoming’s Smith Ranch Highlands. En caractérisant la composition minéralogique et microbienne des échantillons, ils ont découvert une nouvelle forme d’uranium biologiquement produite.

Thomas Borch, professeur de sciences de la terre et des cultures et génie civil/environnemental, et Amrita Bhattacharrya, ancienne chercheuse postdoctorale du laboratoire de Borch, offrent des preuves d’une nouvelle alternative concernant l’uranium piégé sous terre. Il a toujours été dit que dans les gisements de minerai, l’uranium se retrouve surtout sous forme d’uraninite (principal minerai d’uranium). Depuis peu, les scientifiques ont découvert de nouvelles preuves que les bactéries pourraient générer un autre type d’uranium présentant des propriétés chimiques et physiques différentes. Borch, étudiant la composition de l’uranium dans les sites minés (sauf au Wyoming) a estimé que cet uranium biologique pourrait se produire naturellement dans les dépôts de minerai.

Une étude démontrerait que les origines de l’uranium ne sont pas celles que l’on croyait jusqu’à présent / Sur cette image, un morceau d’autunite, une roche qui contient de l’uranium – Crédits : Wikimedia Commons

L’équipe de Borch a analysé des échantillons des dépôts du Wyoming en utilisant de nouvelles techniques, y compris la spectroscopie à base de rayonnement synchrotron et l’empreinte isotopique. Ils ont constaté que jusqu’à 89 % de l’uranium récupéré à 200 m de profondeur n’était pas une uraninite cristalline, mais plutôt un uranium non cristallin lié à de la matière organique. L’uranium trouvé dans ce site est estimé comme étant vieux de 3 millions d’années et a été formé grâce à une réduction par micro-organismes, c’est-à-dire qui ne respirent pas l’oxygène, mais de l’uranium. Pour vérifier les résultats, l’équipe s’est associée à des experts de la US Geological Survey, Institute for Mineralogy at Leibniz University en Allemagne et le Swiss Federa Institute of Technology de Lausanne.

L’abondance de cet uranium biologique non cristallin a des implications pour l’assainissement environnemental des sites miniers et pour les pratiques minières en général. Par exemple, l’uranium biologique non cristallin est beaucoup plus susceptible de s’oxyder dans une forme hydrosoluble, que ses homologues cristallins. « Cela pourrait avoir une incidence sur la mobilité environnementale du complexe et sa probabilité à contaminer un aquifère (roche poreuse permettant la contenance d’eau) », déclare Borch.

Le professeur rappelle que la plupart des États exigent que les mines usées soient restaurées dans des conditions préminières. « Pour revenir aux conditions préminières, nous devions mieux comprendre ces conditions préminières. Nous avions peut-être vu faux à ce sujet. »

Bien qu’il y ait maintenant de fortes preuves des origines microbiennes de l’uranium, ce qui est moins clair c’est si les microbes qui font de l’uranium ce qu’il est aujourd’hui sont les mêmes que ceux qui l’ont formé dans la croûte terrestre il y a 3 millions d’années. « Nous savons grâce aux empreintes isotopiques que l’uranium s’est formé par une réduction microbienne. » L’équipe de Borch va désormais explorer d’autres sites miniers, afin de réaliser les mêmes expériences et consolider les preuves pour l’origine de l’uranium.