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Voici le premier kilogramme d’uranium extrait de l’eau de mer

Réaliser la transition énergétique avec, entre autres, des réacteurs nucléaires ? Cela suppose au préalable d’avoir de l’uranium, pour les alimenter en combustible. Et si le parc mondial actuel semble avoir des ressources disponibles pour sa durée de vie, cela coince dès lors que l’on envisage un parc qui se développe fortement dans le monde entier. Mais la Chine a une solution : l’uranium marin. Et elle a obtenu ses premiers résultats concrets.

Laurent GAUTHIER 17 Déc 2024

Il y a dix-huit mois, nous vous avions parlé de cette étrange plate-forme en mer chinoise ; elle était destinée à mener des recherches sur l’extraction de l’uranium marin. Son existence avait été mise en lumière par Cao Shudong, directeur adjoint du spécialiste chinois de l’uranium CNNC, le 17 mai 2023 lors d’une conférence de la Seawater Uranium Extraction Technology Innovation Alliance (en français : Alliance de l’innovation technologique pour l’extraction de l’uranium marin).

La ressource n’a rien d’anecdotique. Jugeons-en : les océans contiennent naturellement de l’uranium à hauteur de 3 microgrammes par litre. Si cela semble peu, il faut le ramener au volume total des océans, qui est énorme, ce qui conduit à estimer à 4 milliards de tonnes l’uranium présent dans l’eau de mer, soit près de mille fois plus que les gisements conventionnels connus.

La Chine obtient des résultats concrets

Reste à parvenir à extraire cet uranium. Pour ce faire, l’équipe du professeur Jiang Biao a conçu des systèmes de filtrage spécialisés. En forme de tube d’un mètre de haut, elle contient une membrane repliée dont la surface totale est équivalente à celle d’un terrain de football. Chaque cylindre est conçu pour absorber environ 600 g d’uranium sur sa durée de vie. Ces absorbants ont été placés sur une plate-forme dans le golfe de Bohai.

Quels seraient les résultats ? Pour le savoir, il faut creuser dans la presse chinoise. Il s’avère que Wang Chun, journaliste au « Science and Technology Daily » (journal officiel du ministère des Sciences et de la Technologie) les a rapportés [article en chinois]. L’équipe aurait déjà réussi à extraire 1 kg d’uranium de l’eau de mer. Mieux, elle a annoncé que le coût d’extraction serait d’environ 150 $ par kilogramme, soit de l’ordre du cours actuel de l’uranium (~ 130 $/kg). L’équipe envisage d’arriver à extraire une tonne d’uranium en 2026. Il s’agit bien sûr pour le moment de résultats à l’échelle expérimentale, et qui demanderaient à être confirmés.

Il faut noter que ces expérimentations s’inscrivent dans un plan bien plus vaste. En effet, dans le cadre de sa stratégie énergétique, la Chine prévoit de produire de manière continue de l’uranium marin à partir de la période 2036 – 2050, et ce, pour un prix aussi bas que 100 $/kg. L’uranium de la prochaine décennie sera-t-il chinois ?

sceptique a écrit : ↑

23 mai 2023, 08:16

Jeudi a écrit : ↑

23 mai 2023, 00:51

sceptique a écrit : ↑

23 mai 2023, 00:27

Mais le solaire et l'éolien posent toujours le problème de l'intermittence et des énormes ressources nécessaires. Ces ENR ne peuvent exister qu'en appoint de centrales à débit pilotable (hydro, fossiles, nucléaire).

Si: avec des batteries, ou en pilotant la demande, ou n’importe quelle combinaison de ces solutions permettant de s’adapter au contexte local. Par exemple suis d’accord que la France a encore une expertise et des ressources humaines qui favorisent le nucléaire plus que dans d’autres pays, mais ce n’est pas une règle générale et il continue d’y avoir un mouvement antiscience qui semble même avoir pris de l’ampleur. Si je devais parier ma carrière sur l’idée que sortir du nucléaire ne va pas flinguer mon travail dans 10 ou 20 ans, je serais pas plus chaud que les jeunots.

Mais pour équilibrer l'intermittence à grande échelle, au niveau mondial, avec des batteries il faut des quantités énormes de métaux plus ou moins rares et précieux. Pas sûr que l'on en trouve assez sur la planète. Et l'extraction et le raffinage ont un coût écologique très supérieur à celui du nucléaire qui se contente principalement d'acier et de béton. Au final, de ce point de vue, le nucléaire est plus écologique que éolien + PV + stockage.

Jeudi a écrit : ↑

23 mai 2023, 00:51

sceptique a écrit : ↑

23 mai 2023, 00:27

Mais le solaire et l'éolien posent toujours le problème de l'intermittence et des énormes ressources nécessaires. Ces ENR ne peuvent exister qu'en appoint de centrales à débit pilotable (hydro, fossiles, nucléaire).

Si: avec des batteries, ou en pilotant la demande, ou n’importe quelle combinaison de ces solutions permettant de s’adapter au contexte local. Par exemple suis d’accord que la France a encore une expertise et des ressources humaines qui favorisent le nucléaire plus que dans d’autres pays, mais ce n’est pas une règle générale et il continue d’y avoir un mouvement antiscience qui semble même avoir pris de l’ampleur. Si je devais parier ma carrière sur l’idée que sortir du nucléaire ne va pas flinguer mon travail dans 10 ou 20 ans, je serais pas plus chaud que les jeunots.

sceptique a écrit : ↑

23 mai 2023, 00:27

Jeudi a écrit : ↑

22 mai 2023, 17:03

Tout-à-fait. Leurs capacités scientifiques n’ont plus rien de négligeable, particulièrement en terme de nucléaire civil. C’est aussi eux qui mènent le bal en matière de solaire, qui rend le nucléaire actuel non compétitif. Peut-être qu’ils seront les premiers à faire des SNR plus rentables que le solaire. Mais peut-être que ça n’arrivera jamais, et alors l’uranium ne sera jamais assez cher pour que les réserves océaniques soient exploitées, pas plus qu’on a eu besoin d’exploiter les mines de silex sous-marines.

Mais le solaire et l'éolien posent toujours le problème de l'intermittence et des énormes ressources nécessaires. Ces ENR ne peuvent exister qu'en appoint de centrales à débit pilotable (hydro, fossiles, nucléaire).

Jeudi a écrit : ↑

22 mai 2023, 17:03

Tout-à-fait. Leurs capacités scientifiques n’ont plus rien de négligeable, particulièrement en terme de nucléaire civil. C’est aussi eux qui mènent le bal en matière de solaire, qui rend le nucléaire actuel non compétitif. Peut-être qu’ils seront les premiers à faire des SNR plus rentables que le solaire. Mais peut-être que ça n’arrivera jamais, et alors l’uranium ne sera jamais assez cher pour que les réserves océaniques soient exploitées, pas plus qu’on a eu besoin d’exploiter les mines de silex sous-marines.

energy_isere a écrit : ↑

21 mai 2023, 16:46

Jeudi a écrit : ↑

21 mai 2023, 15:51

energy_isere a écrit : ↑

20 mai 2023, 15:47

Bon, attendons quelques années pour voir si ca un avenir économique.

Probablement pas. Si l’objectif était à court terme, ce serait plus facile/rentable d’extraire l’uranium des eaux de ruissellement (2 fois plus d’uranium dans le fleuve jaune que dans l’eau de mer, sans le sel, et 20 fois plus dans l’eau de Badoit avant traitement -source wiki).

Les Chinois ont une vision long terme.

GillesH38 a écrit : ↑

22 mai 2023, 06:37

Tu oublies juste tout ce qui v'a s'épuiser en plus de l'uranium ...

Jeudi a écrit : ↑

21 mai 2023, 15:51

energy_isere a écrit : ↑

20 mai 2023, 15:47

Bon, attendons quelques années pour voir si ca un avenir économique.

Probablement pas. Si l’objectif était à court terme, ce serait plus facile/rentable d’extraire l’uranium des eaux de ruissellement (2 fois plus d’uranium dans le fleuve jaune que dans l’eau de mer, sans le sel, et 20 fois plus dans l’eau de Badoit avant traitement -source wiki).

energy_isere a écrit : ↑

20 mai 2023, 15:47

Bon, attendons quelques années pour voir si ca un avenir économique.

CNNC launches test platform to extract uranium from seawater

18 May 2023

China National Nuclear Corporation (CNNC) has commissioned a seawater uranium extraction test platform, said to be the largest such test platform to be built in the South China Sea.


The platform for extracting uranium for seawater (Image: CNNC)

CNNC noted that only a few institutes in China have carried out on-site tests of seawater uranium extraction. It said its new marine test platform has the ability to carry out material verification and amplification experiments in real ocean conditions.

The company added that, in the future, the test platform will form a "two centres, one platform" seawater uranium extraction scientific research base together with a research and test centre and an international exchange centre, construction of which has just got under way. These facilities, CNNC said, will create a "world-leading" seawater uranium extraction technology development centre.

Speaking at the 2023 Seawater Uranium Extraction Technology Innovation Alliance Council and Academic Exchange Conference on 17 May in Hainan, CNNC Deputy General Manager Cao Shudong said exploring unconventional uranium resource development technologies and promoting land and sea uranium resources are strategic choices to ensure the sustainable and steady development of China's nuclear energy industry.

Faced with the challenge of engineering application of seawater uranium extraction technology, CNNC joined with various alliance units to jointly tackle key problems and make important progress in various tasks, he told the conference.

Seawater contains naturally occurring uranium at a concentration of about 0.003 parts per million. Although this concentration is very low - the average abundance of uranium in the Earth's crust is about 2.7 parts per million and ore grades are many times greater than that - the oceans are estimated to contain some 4 billion tonnes of the metal. The total uranium resources in land-based ores recoverable at costs of up to USD130 per kilogram stands at around 3.7 million tonnes, so the oceans could be an important resource of uranium if it can be recovered economically.

"As the demand for natural uranium resources and the difficulty of development increase year by year, it will be an important strategic choice to explore and develop unconventional uranium resources while developing terrestrial uranium resources," CNNC said.

Uranium in seawater (China researchers)

26 May 2022

Researchers at the Institute of Modern Physics (IMP) of the Chinese Academy of Sciences, in collaboration with teams from China's Lanzhou University and Hebei University, have developed a graphene oxide-based method of pre-enriching uranium in seawater by membrane filtration.

According to IMP, there are about 4.5 billion tonnes of uranium existing in seawater, which is some 1000 times more than terrestrial reserves. However, the extremely low uranium concentration and huge amounts of coexisting ions makes the extraction of uranium from seawater very challenging. It is therefore important to enrich uranium and reduce the concentration difference between uranium and the main coexisting ions.


The ion rejection and enrichment properties of Go-Gly membrane for uranium and the main coexisting ions in single ion solutions (Image: IMP)

In a study published in Chemical Engineering Journal, the researchers fabricated a new type of glycine cross-linked composite graphene oxide (GO-Gly) membrane with good ion sieving properties, which can meet the demands of uranium pre-enrichment in seawater. They say the cross-linking of GO by glycine not only overcomes the swelling defect of GO membrane in solution, but also fulfills the requirement for the channel size of uranium separation from the main coexisting ions. Moreover, the structure of the membrane can keep stable when immersed in water solution for a long time.

The researchers then investigated the ion rejection and enrichment properties of uranium and the main coexisting ions in single ion solutions and simulated seawater, respectively. It was found that almost 100% of uranium was rejected by the GO-Gly membrane. In addition, only uranium was obviously enriched while the concentrations of the main coexisting ions kept nearly constant in continuously filtrating the simulated seawater with the membrane.

"This new method combined with the traditional methods is expected to greatly improve the uranium recovery efficiency and promote the real application of uranium resources in seawater," IMP said.