Tout commence en 2008, lorsque les chercheurs du CEA-IBEB et du CNRS, guidés par leurs collègues de l'IRSN¹ et de l'UIAR², prélèvent des échantillons de sols contaminés dans la zone d'exclusion de Tchernobyl.  « Notre rôle était d'aider l'IRSN à prendre en compte le compartiment vivant dans leur modélisation afin de prévoir le comportement et la migration des radionucléides dans les sols, raconte Virginie Chapon, biologiste au CEA-IBEB. Le sol est un fantastique réservoir de bactéries et celles-ci sont capables de piéger ou de d'accélérer la migration des radionucléides. » Les chercheurs ramènent dans leurs tubes à essai pléthore de bactéries, dont une qui retient leur attention. Baptisée Microbacterium sp.A9, elle tolère de fortes concentration en uranium.

Cultivée puis mise en contact avec de l'uranium dans les éprouvettes de Cadarache, Microbacterium sp.A9 a révélé deux modes de piégeage du radionucléide. Pour le découvrir, les chercheurs ont mesuré pendant 24h la quantité d'uranium qui s'associe aux cellules et observé les mécanismes de sa séquestration grâce à une combinaison d'approches spectroscopiques et microscopiques. Tout d'abord, l'uranium vient se coller à certains éléments de la bactérie. Cette biosorption est rapide et ne nécessite pas une participation active des bactéries³. Ensuite, les bactéries se débarrassent activement de l'uranium en l'expulsant, mais cette étape est transitoire. « Si un tel mécanisme a déjà été décrit pour certains métaux, c'est une première pour l'uranium, s'enthousiasme Virginie Chapon. Enfin,  une seconde séquestration a lieu, définitive cette fois. Les cellules de la bactérie emprisonnent alors de grandes quantités d'uranium via un processus de biominéralisation. Cette seconde étape nécessite cette fois que les bactéries soient actives. Elle donne lieu à la formation d'autunite, un minéral constitué d'uranium, de phosphate et de calcium, à l'intérieur des cellules. « Difficilement utilisable dans les sols, cette bactérie pourrait être en revanche utilisée pour dépolluer des eaux contaminées, souligne la biologiste. L'uranium sera piégé sous forme d'autunite solide dans les bactéries qu'il suffira de récupérer par centrifugation ou par décantation. »

1. Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire
2. Ukrainian Institute of Agricultural Radiology
3. Ce phénomène est chimique. Il est observé y compris à basse température, lorsque les bactéries sont « endormies ».