L’uranium est un problème.
Lorsqu’il reste enfermé dans la roche, il y reste tranquillement. Mais l’activité minière ou les changements chimiques peuvent le rendre soluble. Une fois dissous, il dérive. Dans les eaux souterraines. Loin de la source. Répandre un poison que vous ne pouvez pas voir.
Cette mobilité est le véritable casse-tête.
De nouvelles recherches du Helmholtz-Zentrum de Dresde-Rossendorf (HZBR), de Wismut GmbH et de l’Université de Grenade suggèrent une solution étrange : les bactéries. Plus précisément, ceux qui traînent déjà dans les mines d’uranium inondées. Ils ne mangent pas seulement de l’uranium. Ils le transforment en un composé tenace et stable qui ne veut pas bouger.
L’astuce de la chaîne alimentaire
L’astuce implique le glycérol.
Vous connaissez peut-être le glycérol issu des cosmétiques ou des biocarburants. Dans ce contexte, c’est un carburant pour les microbes. Le glycérol se forme naturellement lorsque les champignons décomposent le bois ou lors du métabolisme des graisses chez les animaux. Les chercheurs ont administré cette substance à des échantillons bactériens prélevés dans la mine de Wismut GmbH, dans les monts Métallifères allemands.
Pourquoi le glycérol ?
«Les bactéries peuvent utiliser l’uranium dissous dans l’eau pour leur métabolisme lorsqu’elles contiennent du glycérol», explique la Dre Evelyn Krawczyk-Barzs du groupe de microbiologie terrestre du HZBR. “Nos travaux antérieurs ont déjà montré qu’ils pouvaient utiliser le métal toxique de manière métabolique.”
L’équipe voulait voir deux choses. Premièrement, quelle quantité d’uranium disparaît de l’eau. Deuxièmement, quelle forme prend-il une fois disparu ?
Ils n’ont pas deviné. Ils ont reproduit l’environnement minier en laboratoire. Dans les profondeurs souterraines, à environ deux mille mètres de profondeur, l’oxygène est rare. L’équipe a retiré l’oxygène des échantillons et ajouté le glycérol.
Laissez la nature suivre son cours.
Un état d’oxydation rare
Après 130 jours, les résultats étaient frappants.
Seuls 5 pour cent de l’uranium sont restés en solution. Le reste ?
“Vous pensez que cela a pénétré dans les parois cellulaires”, explique l’auteur principal, le Dr Antonio M. Newman Portela. “Une accumulation était attendue.”
La théorie standard affirme que les bactéries accumulent des métaux lourds. Nous connaissions cette partie. Mais la théorie standard dit également que l’uranium existe en valence 4 ou 6.
Valence 5 ?
Rare. Généralement transitoire. Instable. C’est comme essayer d’équilibrer une pièce de monnaie sur sa tranche.
L’équipe ne s’est pas appuyée uniquement sur des tests chimiques. Ils se sont rendus au Synchrotron Européen en France. Grâce à la ligne de lumière Rossendorf de l’ESRF, ils ont sondé la structure atomique de la biomasse bactérienne.
Le résultat a dépassé les attentes.
“Jusqu’à présent, l’uranium pentavalent était observé dans des états d’oxydation instables”, note Newman-Portela. “La découverte d’une forte proportion d’U(V) dans nos échantillons était donc extrêmement surprenante.”
Ce n’était pas seulement là. C’était dominant.
Fer, oxygène et patience
L’uranium pentavalent n’existait pas seul.
Il s’est lié au fer et à l’oxygène pour créer du FeU(V)O4. Un petit nouveau dans le quartier. Littéralement. Ce composé spécifique n’a pas de nom commun car il est très récent pour la science. Il est apparu pour la première fois dans des données de 2020. Les chercheurs avaient analysé le sol croate contaminé par des munitions à l’uranium. Ils ont remarqué quelque chose d’étrange : l’uranium ne bougeait pas. Pas même en cas d’exposition à l’air.
Il est resté stable pendant 25 ans.
Mais comment s’est-il formé alors ? Personne ne le savait.
Maintenant, ils ont une idée.
Les bactéries pourraient être le chaînon manquant dans la création de ce puits d’uranium ultra-stable.
Voici le kicker.
Lorsque les chercheurs ont exposé la biomasse bactérienne séchée à l’oxygène, la quantité de FeU(V)O4 a en fait augmenté. L’oxygène dissout ou modifie généralement ces composés. Ici? Cela semblait aider à verrouiller les choses. Ou du moins les soutenir.
Cela signifie-t-il que nous pouvons pomper des bactéries et du glycérol vers des sites toxiques ?
Pas encore.
Les conditions de laboratoire sont propres. Les mines sont sales. Le monde réel introduit des variables que vous ne pouvez pas contrôler. Température. Débits. Autres microbes concurrents. Le composé dure des décennies sur le sol croate. Mais résistera-t-il à une pression hydrologique constante ?
Krawczyk Barzs met en garde contre toute anticipation.
« Nous devons déterminer si cela contribue à la réhabilitation », dit-elle.
Ce n’est pas un remède. C’est un mécanisme.
Nous disposons enfin d’une carte montrant comment une certaine quantité d’uranium reste coincée dans la nature. Les bactéries mangent le glycérol, traitent l’uranium et construisent autour de lui une cage moléculaire en utilisant du fer.
Peut-être que cette cage reste fermée.
Peut-être qu’il ouvrira dans cinq ans.
C’est ce que nous diront les prochaines études. Pour l’instant, l’eau de la mine reste calme. Et l’uranium reste sur place. 🦠
