Un matériau qui nage pour capturer de l’uranium ?
Si l’idée de récupérer de l’uranium dans l’eau de mer n’est pas nouvelle (le Britannique R.V. Davies y avait déjà songé en 1964), le défi, lui, reste immense en raison de la concentration extrêmement faible (heureusement d’ailleurs) du précieux combustible dans l’eau : à environ 3,3 microgrammes par litre (µg/L).
C’est un peu comme essayer de repêcher quelques grains de sel dans une piscine olympique.
Une équipe de l’Académie chinoise des sciences vient pourtant de proposer une nouvelle approche avec un matériau capable de se déplacer tout seul dans l’eau pour aller chercher les ions d’uranium.
On va voir que, mine de rien, c’est une idée intéressante à plus d’un titre.
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Les 4,5 milliards de tonnes d’uranium dans l’eau de mer bientôt accessible ?
L’uranium reste le carburant des réacteurs nucléaires, sans alternative industrielle crédible à grande échelle aujourd’hui (tant que le thorium ne fera pas ses preuves).
Il y en aurait encore environ 4,7 millions de tonnes dans les réserves terrestres d’après certaines estimations (voir sources en bas), soit entre 70 et 130 ans de consommation mondiale au rythme actuel.
Une misère par rapport au potentiel de nos océans qui en contiendraient 4,5 milliards de tonnes, soit 1000 fois plus !
Le « hic », c’est sa concentration est extrêmement faible, de l’ordre de quelques milligrammes par tonne d’eau.
Les méthodes classiques pour tenter de le capter reposaient jusqu’ici sur des matériaux adsorbants, capables de capter l’uranium au passage, à condition que l’eau circule autour d’eux pendant longtemps. Le procédé fonctionne en laboratoire mais devient vite lent et coûteux à grande échelle.
Pour la Chine, engagée dans un programme nucléaire massif (61 réacteurs en fonction en 2026 et 37 en préparation), cherche à sécuriser ses approvisionnements et l’extraction en mer représente une piste stratégique, à condition de changer complètement d’approche.
Des micromoteurs de 2 micromètres, plus petits qu’une cellule
Le dispositif développé par les chercheurs repose sur un MOF (en anglais Metal-Organic Framework, en français « réseau métal-organique »), une structure chimique poreuse capable de piéger des molécules spécifiques.
Les chercheurs ont fabriqué des particules d’environ 2 micromètres, soit bien plus fines qu’un cheveu humain.
Ces particules présentent une structure interne proche d’une éponge, avec une surface immense à l’échelle microscopique. C’est cette surface qui permet de capturer les ions d’uranium dissous dans l’eau.
Un matériau qui se déplace grâce à la lumière
En présence d’une faible quantité de peroxyde d’hydrogène, les particules se mettent en mouvement, atteignant environ 7 micromètres par seconde. À cette vitesse, elles traversent leur environnement au lieu d’attendre passivement que les ions viennent à elles.
Lorsqu’elles sont exposées à la lumière, leur comportement change. Leur vitesse augmente presque du double, comme si elles recevaient un coup d’accélérateur solaire.
Les performances mesurées en laboratoire sont notables : jusqu’à 406 milligrammes d’uranium capturés par gramme de matériau. Une fois capturé, l’uranium est transformé en une forme minéralisée stable, plus facile à récupérer et à stocker.
Une logique de chasse à l’échelle microscopique
Le comportement observé ne se limite pas à un simple déplacement.
Lorsque ces micromoteurs sont placés en présence de particules passives, les chercheurs ont observé des dynamiques étonnantes : des trajectoires qui ressemblent à des phases de chasse, d’évitement ou de regroupement collectif.
Le système adopte alors des comportements proches de ceux observés dans le monde vivant, comme des bancs de poissons ou des colonies bactériennes.
Ces interactions évoluent selon la concentration en « carburant » chimique, un peu comme si l’environnement dictait les règles du jeu.
Une technologie prometteuse mais encore loin de l’océan
Les résultats sont des expériences sont intéressants certes mais restent pour l’instant confinés au laboratoire.
Plusieurs obstacles se dressent avant toute application industrielle. Les environnements très salins, comme les lacs salés ou certaines zones marines, perturbent malheureusement le fonctionnement des micromoteurs et la question de l’échelle reste centrale.
Produire quelques milligrammes de matériau en laboratoire n’a rien à voir avec la fabrication de tonnes nécessaires à une exploitation industrielle.
Les chercheurs évoquent déjà d’autres applications possibles, notamment la récupération d’éléments stratégiques comme le rubidium ou le césium.
Une chose apparaît cependant clairement : le principe d’un matériau actif, capable de se déplacer pour collecter des ressources, ouvre une voie totalement différente de celle suivie jusqu’ici.
À défaut de transformer immédiatement l’extraction d’uranium en mer, cette technologie pourrait amener à changer la manière de penser le problème.
Au lieu d’attendre que la matière vienne à nous, on envoie désormais des collecteurs microscopiques à sa rencontre, un peu comme si l’industrie s’inspirait enfin du vivant pour apprendre à aller chercher ses ressources.
Comprendre la découverte chinoise d’un matériau capable de se déplacer tout seul dans l’eau pour aller chercher les ions d’uranium :
Sources
- Highly stable spherical metal-organic framework micromotors engineered via topological distortion for photocatalytic uranium extraction. Muhammad, I. (2026).
Nano Research.
https://doi.org/10.26599/NR.2026.94908602 - Nuklearforum Schweiz, Red Book 2022 : des réserves d’uranium suffisantes malgré un recul de la production (04 juillet 2023),
https://www.nuklearforum.ch/fr/contexte/red-book-2022-des-reserves-duranium-suffisantes-malgre-un-recul-de-la-production/
article présentant les conclusions du rapport “Red Book 2022” sur les ressources mondiales en uranium, mettant en avant les niveaux de réserves, les tendances de production et les perspectives pour l’approvisionnement nucléaire.
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