L’uranium (U) et l’eau

L’uranium (U) et l’eau : présence, chimie et traitement

L’uranium peut être naturellement présent dans les eaux souterraines lorsque l’eau entre en contact avec des roches et des sédiments contenant de l’uranium. Les concentrations dépendent de la géologie et de la chimie de l’aquifère ; tous les puits ne présentent pas des concentrations élevées. L’uranium est à la fois un élément radioactif et une substance chimiquement toxique : les analyses et le traitement doivent donc tenir compte de la concentration mesurée et des exigences applicables à l’eau potable.

Un échantillon d’eau souterraine et une carotte minérale préparés pour une analyse en laboratoire. — Illustration d’un prélèvement d’eau souterraine et d’une analyse minérale ; elle ne représente pas un échantillon ayant fait l’objet de mesures.

Comment l’uranium pénètre-t-il dans les eaux souterraines ?

L’uranium est présent dans certaines roches et certains sédiments et peut se dissoudre lors des interactions entre l’eau et les roches. L’uranium d’origine géologique constitue donc une préoccupation importante pour les eaux souterraines de certains aquifères. L’extraction minière, le traitement du minerai et d’autres activités industrielles peuvent également avoir une incidence sur la qualité de l’eau locale, mais l’uranium naturellement présent est souvent la principale source d’uranium dans les eaux souterraines.

Les conditions des eaux souterraines sont importantes. Le potentiel d’oxydoréduction, le pH, les carbonates, l’alcalinité et la composition minérale influent sur la solubilité et la forme chimique de l’uranium. Les concentrations peuvent donc varier considérablement d’un puits à l’autre, même au sein d’une même région. Il ne faut pas déduire la qualité de l’eau d’un puits à partir d’un échantillon prélevé dans un autre.

Espèces chimiques de l’uranium et chimie de l’eau

Dans l’eau, l’uranium ne se présente normalement pas sous forme de morceaux de métal. Dans les eaux oxygénées, il se trouve couramment à l’état d’oxydation U(VI) et peut former des complexes uranyle-carbonate solubles. En conditions réductrices, les phases contenant de l’U(IV) sont généralement moins solubles. Les carbonates et le calcium peuvent influer sur la répartition des espèces chimiques et sur l’efficacité du traitement, tandis que des particules et des oxydes de fer peuvent transporter de l’uranium adsorbé.

Comme la répartition des espèces chimiques varie, une mesure de l’uranium total est indispensable pour comparer la concentration à une limite applicable à l’eau potable. Des données chimiques supplémentaires peuvent aider les ingénieurs à choisir un traitement. Les mesures complémentaires utiles comprennent le pH, l’alcalinité, les carbonates, le calcium, les sulfates, les nitrates, le fer et les matières dissoutes totales.

Considérations sanitaires et radiologiques

L’uranium présente une toxicité chimique en plus de sa radioactivité. Son ingestion à long terme peut affecter les reins ; la contribution radiologique dépend de la composition isotopique et de l’activité. L’Organisation mondiale de la Santé fixe une valeur guide provisoire pour l’eau potable de 0,03 mg/L (30 µg/L), et la concentration maximale autorisée par l’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA) est également de 0,030 mg/L. L’OMS qualifie sa valeur de provisoire en raison des incertitudes scientifiques concernant la toxicité de l’uranium. Les exigences locales peuvent différer et doivent être vérifiées.

Comment éliminer l’uranium de l’eau ?

Selon la forme chimique de l’uranium et la composition de l’eau, le traitement peut faire appel à l’échange d’anions, à la coagulation ou à l’adsorption, à l’adoucissement à la chaux ou à l’osmose inverse. Les résines échangeuses d’anions peuvent être utiles lorsque l’uranium se présente sous forme de complexes uranyle-carbonate chargés négativement ; un adoucissement par échange de cations seul peut ne pas éliminer ces espèces de façon fiable. Les anions concurrents, tels que les sulfates, les nitrates et les carbonates, peuvent influer sur la capacité de la résine et sur la percée de l’uranium.

L’osmose inverse peut réduire la concentration d’uranium dissous, mais produit aussi un concentrat. Chaque procédé doit être choisi et validé en fonction de l’eau à traiter, de la concentration cible et des conditions d’exploitation. Il faut surveiller l’eau traitée et gérer les résines usagées, les boues et le concentrat membranaire conformément aux exigences applicables, car ces résidus peuvent contenir de l’uranium concentré.

En savoir plus sur l’échange d’ions et l’osmose inverse.

Dernière révision : 31 octobre 2026 par Lenntech.