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Pour réaliser ses prestations de services d'enrichissement, la Business Unit  Enrichissement utilise l'usine Georges Besse, filiale d'EURODIF, détenue à 59,7% par AREVA  et 40,3% par des partenaires étrangers.

L’usine Georges Besse, qui fonctionne 24h/24, a produit plus de 150 millions d’UTS depuis plus de 30 ans. Elle enrichit l’uranium pour près de 100 réacteurs nucléaires en France et dans le monde, en utilisant le procédé de diffusion gazeuse, technologie d’enrichissement la plus performante à l'époque de sa construction.

Pourquoi enrichir l’uranium?

Les réacteurs nucléaires ne peuvent pas utiliser l’uranium sous sa forme naturelle. Il est nécessaire de procéder à son enrichissement afin d’obtenir un combustible exploitable par les centrales.

L’enrichissement augmente la teneur de l’uranium naturel en isotope U235, seul capable de libérer de l'énergie par fission, la faisant passer d’environ 0,7 %  à 3 à 5 % après enrichissement.

Enrichissement par diffusion gazeuse

Depuis 1979, l’usine George Besse enrichit de l’uranium en utilisant le procédé de diffusion gazeuse, technologie d’enrichissement la plus performante à l'époque.

Le principe

L’enrichissement par diffusion gazeuse consiste à pousser l’UF₆ gazeux vers une cascade de barrières poreuses.

Les molécules gazeuses sont constamment en mouvement et viennent heurter les parois de l’enceinte dans laquelle elles sont confinées. Les molécules U₂₃₅  de l’UF₆ gazeux plus légères se déplacent plus vite et frapperont la paroi plus souvent qu’une molécule U238 d’UF₆ plus lourde. Si cette paroi est poreuse, les molécules les plus légères traverseront la paroi plus souvent que les molécules les plus lourdes et le gaz s’enrichira en U235.

Le diffuseur est l’élément dans lequel se fait le tri entre les isotopes.

• le gaz est poussé par un compresseur dans des tubes poreux appelés barrières de diffusion,
• le gaz appauvri part vers les étages précédents,
• le gaz enrichi est relancé vers le diffuseur suivant.

Le coefficient unitaire d’enrichissement étant très petit, le processus doit être reproduit 1 400 fois pour atteindre la teneur en uranium 235 demandée par les clients.

La production d’une usine d’enrichissement s’exprime en UTS (Unité de Travail de Séparation), ou SWU (Separative Work Units). Les UTS mesurent l’effort nécessaire pour séparer les molécules U₂₃₅ et U₂₃₈  de l’uranium naturel afin de créer un produit final plus riche en U₂₃₅. l'usine Georges Besse a une capacité d’enrichissement maximum de 10,8 MUTS/an.

L'usine Georges Besse II

Pour conforter sa position d’acteur de référence, AREVA a  fait le choix de remplacer la technologie de diffusion gazeuse par un autre procédé d’enrichissement : la centrifugation.

Cette technologie, éprouvée industriellement depuis plus de 30 ans en Allemagne, aux Pays-Bas et au Royaume-Uni, offre les meilleures garanties en termes de : 

• compétitivité,
• économie d’énergie,
• fiabilité technique,
• impacts environnementaux.

La mise en œuvre de cette technologie se concrétise par la construction de l’usine Georges Besse II sur le site du Tricastin. D’un coût global de 3 milliards d’euros, elle représente l’un des plus importants investissements industriels de la décennie en France. Elle prendra progressivement le relais de l’usine exploitée actuellement, garantissant ainsi aux clients du groupe des livraisons en continu et à très long terme.

L’usine Georges Besse II est exploitée par la SET (Société d'enrichissement du Tricastin), détenue majoritairement par AREVA. Elle utilise la technologie de centrifugation détenue par ETC.

Implantée sur le site du Tricastin, l’usine Georges Besse II dont le chantier a commencé il y a 3 ans sera à terme constituée de 2 unités d'enrichissement. Grâce a son caractère modulaire elle atteindra une production globale de 7,5 millions d'UTS par an en 2016, soit 2 ans avant la date initialement prévue. L’usine Georges Besse II a produit ses premiers UTS en Décembre 2009.

Enrichissement par centrifugation

Lors de la centrifugation, l’UF₆ gazeux est introduit dans un cylindre allongé qui tourne à très haute vitesse, sous vide, dans un carter étanche.

Par l’effet de la force centrifuge :

• le gaz contenant les molécules U235 plus légères reste concentré vers le centre du cylindre et monte vers le haut de la machine,
• le gaz contenant les molécules U238 plus lourdes est projeté vers les parois du cylindre et descend,
• les produits enrichis et appauvris sont récupérés respectivement en haut et en bas du cylindre.

Comme pour la diffusion gazeuse, le coefficient unitaire d’enrichissement étant très petit, le processus doit être reproduit plusieurs fois pour atteindre la teneur en uranium 235 demandée par les clients.