Héritage d’une histoire géologique complexe, le sous-sol métropolitain français renferme de nombreuses ressources minérales dont l’uranium. Ce métal radioactif est naturellement présent dans l’écorce terrestre à des concentrations plus ou moins importantes. Il présente deux chaînes radioactives naturelles distinctes : celle, prépondérante, de l’isotope 238 (238U) et celle de l’isotope 235 (235U), le seul isotope fissile naturel et qui est l’isotope d’intérêt pour l’industrie du nucléaire. Ces deux isotopes (de période respective 4,5 milliards d’années et 700 millions d’années) se désintègrent spontanément en donnant naissance à deux chaînes naturelles distinctes de filiation radioactive dans lesquelles on retrouve notamment, pour les plus connus, le radium 226 (226Ra), le radon (222Rn), un gaz radioactif, et le polonium 210 (210Po). Ainsi, la radioactivité est non seulement due à l’uranium lui-même mais également et principalement à tous ses descendants.

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Les 2 chaînes naturelles de désintégration de l’238U, du 232Th et de l’235U.

Globalement présent à l’état de trace, l’uranium peut exister de manière plus concentrée dans des gisements qui sont le résultat de processus géochimiques et géologiques qui se sont déroulés sur plusieurs millions d’années et qui ont abouti à la concentration de l’uranium contenu dans les granites, les roches volcaniques acides,…. Dans ce contexte, « l’état » (géologique, mécanique, radioactif, hydrologique, géochimique…) de l’environnement correspond à une situation d’équilibre naturel installé depuis des millions d’années et dans lequel seuls les processus d’évolution naturelle lents président.

Restée longtemps marginale, l’exploitation de l’uranium en France s’est développée au lendemain de la seconde guerre mondiale et a connu son apogée au cours des années 80 pour décliner par la suite jusqu’à la fermeture de la dernière mine métropolitaine en 2001. Cette exploitation est liée à l’histoire du développement de l’énergie atomique et à la volonté de la France d’accéder à son indépendance énergétique ainsi qu’au développement de l’armement nucléaire.
La durée réduite d’exploitation des mines d’uranium (moins de 50 ans) permet d’appréhender toute les phases de vie d’une technologie : son développement et sa maîtrise, son intégration dans une société et enfin la gestion des conséquences environnementales une fois la cessation totale de son activité.
Plus de 200 sites ont été exploités sur cette période, ils ont permis de produire environ 52 millions de tonnes de minerai et d’extraire 76 000 tonnes d’uranium. Cette exploitation, réalisée soit par des mines à ciel ouvert dès lors que la minéralisation était proche de la surface soit par des travaux miniers souterrains, est venue perturber les caractéristiques mécaniques et hydrologiques des sites. Par ailleurs, compte tenu des faibles teneurs en uranium, ces mines ont également laissé derrière elles de grandes quantités de matériaux non utilisés sous deux formes principales :
Le stérile qui représente plus de 150 millions de tonnes et qui se répartit en stérile franc (roche encaissante qui ne contient pas de minerai d’uranium) et en stérile de sélectivité qui correspond à la fraction de roche dont la teneur en uranium est insuffisante pour être économiquement valorisable au moment de son extraction. Cette deuxième catégorie présente cependant une radioactivité qui peut être importante.
Les résidus de traitement de l’extraction chimique de l’uranium du minerai valorisable. Ces activités industrielles étaient réalisées sur certains sites de regroupement et consistaient à extraire chimiquement l’uranium du reste du minerai. Une fois l’uranium extrait, le résidu se présente sous une forme sableuse qui concentre tous les éléments radioactifs de filiation de l’uranium et notamment le 226Ra et ses descendants. Les niveaux de radioactivité présents sont de très loin supérieurs à ceux des stériles, compte tenu que ces résidus sont issus des minerais les plus riches en uranium et donc les plus radioactifs. Ces résidus de traitement représentent environ 50 millions de tonnes.
Ces matériaux (stérile et résidus de traitement) présentent une forme beaucoup plus réactive vis-à-vis de l’eau et de l’air que dans leur configuration initiale compacte et confinée ce qui peut aboutir à la mobilisation d’espèces chimiques radioactives qui se trouvent alors libérées et entraînées par l’eau sous forme dissoute ou particulaire et par l’air sous forme gazeuse ou de poussière. Le rapport final du GEP limousin indique que ce mécanisme naturel d’altération par l’eau « a pour effet général de réduire à terme les flux polluants, soit par disparition progressive de la matière réactive susceptible d’engendrer les pollutions, soit par transformation minéralogique conduisant à des espèces minérales moins réactives en équilibre dans les conditions géochimiques locales. Ce processus est tout à fait naturel et c’est sous son influence que se sont établies au fil des temps les conditions hydrogéologiques et hydrochimiques locales qui confèrent au milieu environnant son bruit de fond géochimique. » (Rapport final du Groupe d’Expertise Pluraliste (GEP) sur les sites miniers d’uranium du Limousin Septembre 2010). En parallèle de l’évolution liée aux processus géochimiques, la décroissance radioactive naturelle est également à l’œuvre mais il s’agit d’un phénomène très lent à l’échelle humaine puisque dans le cas résidus de traitement, le radionucléide pénalisant est le radium 226 dont la période radioactive est de 1600 ans (diminution par 2 de la radioactivité présente tous les 1600 ans).

Pour limiter les risques sur l’environnement et l’Homme, la plupart des sites ont fait l’objet d’importants travaux de réaménagement. Ces actions ont été réalisées selon les connaissances et les réglementations de l’époque, l’objectif était de restituer un lieu respectant de manière pérenne les exigences sanitaires et environnementales requises et d’assurer l’intégration paysagère. D’une manière générale, les travaux ont porté sur la stabilité des ouvrages (remblaiement des travaux souterrains, comblement complet ou partiel des mines à ciel ouvert), le remodelage et souvent la végétalisation des verses à stérile. Les stockages de résidus de traitement ont été recouverts afin de réduire à un niveau acceptable les rayonnements, freiner l’exhalation du radon pour qu’il puisse décroître suffisamment avant d’atteindre la surface du sol et enfin limiter l’action de l’eau. Les différents écoulements ont été collectés et sont traités si nécessaire avant d’être rejetés dans l’environnement.

Cette phase de réaménagement qui a duré quelques années est suivie d’une période de surveillance dont l’objectif est de s’assurer de manière consolidée de l’efficacité des travaux de réaménagement. Il s’agit de veiller dans le temps à l’intégrité mécanique des ouvrages, au maintien d’un confinement efficace et à s’assurer que les flux liquides et gazeux des espèces radioactives évoluent de manière cohérente avec le retour à l’équilibre attendu. Pendant toute cette phase, l’intervention active de l’Homme est nécessaire à la fois pour surveiller, assurer l’entretien des dispositifs et réaliser tous travaux qui pourraient s’avérer nécessaires. Sur le long terme, des aléas climatiques ou géologiques ou bien humains pouvant affecter ces réaménagements sont susceptibles d’intervenir. Ainsi, compte tenu des incertitudes relatives à l’évolution des risques à très long terme de ces sites réaménagés, la durée de la phase de surveillance paraît difficilement prévisible dans l’état des connaissances actuelles.
Même si à l’échelle des temps géologiques, les conséquences de l’extraction par l’Homme de la ressource en uranium ne constituent qu’un artéfact de très courte durée, il n’en est pas de même à l’échelle humaine.

Afin d’assurer la gestion des sites miniers depuis l’exploration jusqu’à la gestion post réaménagement, l’Homme va mettre en place différentes organisations qui, compte tenu de la spécificité de l’enjeu lié à l’uranium, vont devoir s’adapter au fil du temps. C’est ainsi que l’exploitant va se transformer pour répondre aux enjeux liés aux différentes périodes de « vie » d’une installation. De la même manière, les autorités de contrôle se structurent pour prendre en charge les spécificités posées par les mines d’uranium. Enfin, la mobilisation citoyenne s’organise au fil du temps pour devenir un acteur à part entière dans la gestion post exploitation de ces sites.1