Expérience conjointe Allemagne-Grenoble : des bactéries immobilisent 96 % de l'uranium dans les eaux minières, ouvrant de nouvelles pistes pour la gestion des anciennes mines d'uranium

Plus de trente ans après la fermeture de l'ancienne mine d'uranium de Schlema-Alberoda en Saxe (Allemagne), celle-ci continue d'exercer une pression en matière de réhabilitation. Après la submersion des galeries minières, l'eau contient encore environ 1 milligramme d'uranium par litre, bien au-dessus de la valeur guide provisoire de l'Organisation mondiale de la santé pour l'eau potable, fixée à 0,03 milligramme par litre. Cela signifie que même si l'exploitation minière a cessé depuis longtemps, les eaux contaminées doivent encore être traitées à long terme afin d'empêcher la migration du métal radioactif avec les eaux souterraines vers les rivières ou les sources d'eau potable.

Une équipe associant notamment le Centre Helmholtz de Dresde-Rossendorf et l'Université de Grenade a mené des expériences directement sur des échantillons d'eau réels provenant de cette mine et a obtenu des résultats remarquables : après 130 jours de culture en conditions anaérobies et à l'obscurité, environ 96 % de l'uranium dissous dans l'eau a été transféré vers des particules solides, la concentration finale d'uranium dans la phase liquide tombant à environ 0,04 milligramme par litre. Il convient de souligner que les bactéries n'ont pas fait disparaître l'uranium ni éliminé sa radioactivité, mais ont immobilisé l'uranium qui, à l'origine, était plus susceptible de migrer avec l'eau, réduisant ainsi sa mobilité environnementale.

La conception expérimentale se rapproche relativement de l'environnement profond de la mine. Les chercheurs ont placé deux litres d'eau de mine dans un système sans oxygène, y ont ajouté du glycérol comme source de carbone et d'énergie utilisable par les bactéries, et ont maintenu le tout dans l'obscurité pendant 130 jours. L'uranium présent dans l'eau se trouve généralement sous une forme hexavalente soluble et facilement mobile, mais l'activité bactérienne a favorisé la conversion d'une partie de l'uranium vers un état d'oxydation plus faible, incluant l'uranium pentavalent, moins courant, qui s'est combiné avec le fer et l'oxygène pour former des phases minérales solides. En d'autres termes, les micro-organismes ont participé à l'échelle microscopique au processus de « solidification », extrayant l'uranium de l'eau et l'incorporant dans les sédiments.

Cependant, ces résultats doivent être interprétés avec prudence. Les expériences témoins ont montré que, sans glycérol ou dans des conditions stérilisées avec ajout de glycérol, l'uranium subissait également une certaine perte, d'environ 25 % et 36 % respectivement, probablement liée à l'adsorption sur les particules ou les surfaces des récipients. Par conséquent, l'effet d'immobilisation de 96 % ne peut pas être entièrement attribué aux bactéries vivantes, mais l'écart significatif entre l'expérience complète et les témoins indique que les micro-organismes ont effectivement joué un rôle clé. Au cours de l'expérience, l'eau est passée d'une couleur jaune à une plus grande clarté, un précipité noir s'est formé au fond, et l'observation microscopique a révélé des nanoparticules d'uranium concentrées à proximité des membranes bactériennes.

La portée pratique de cette étude réside dans le fait qu'elle offre une voie de bioremédiation plus douce pour les scénarios de gestion à long terme tels que les anciennes mines d'uranium et les aquifères contaminés. Ses limites sont également claires : le succès obtenu en laboratoire sur des eaux réelles de mine ne signifie pas que l'on peut immédiatement l'étendre à un projet de traitement industriel ; la stabilité de l'uranium pentavalent dans l'environnement anaérobie pendant 130 jours, et le fait qu'il représente encore plus de la moitié de l'uranium analysé après quatre semaines d'exposition à l'air, ne démontre qu'une certaine tolérance, et non une stabilité permanente. L'installation européenne de rayonnement synchrotron de Grenoble (France) a joué un rôle important dans l'identification des formes chimiques de l'uranium et des mécanismes d'immobilisation, ce qui fait de ce résultat non seulement un cas de réhabilitation d'ancienne mine en Allemagne, mais aussi un signal technique digne d'être suivi pour la gestion à long terme de la pollution résiduelle laissée par l'industrie nucléaire.