FR 3151506 A1 20250131 FR 2307953 A 20230724 L’invention se rapporte à un procédé de récupération de l’uranium à partir d’une eau naturelle, qui met en œuvre une complexation de l’uranium et une filtration sur une membrane en un matériau inorganique et qui comprend au moins les étapes de : a) complexation de l’uranium présent dans l’eau naturelle par au moins un polymère organique soluble dans l’eau, comprenant un ou plusieurs groupes complexant l’uranium au pH de l’eau naturelle, le polymère organique étant retenu par la membrane à l’état non complexé et à l’état complexé ; b) passage de l’eau obtenue à l’issue de a) au travers de la membrane, moyennant quoi on obtient, de part et d’autre de la membrane, un perméat appauvri en uranium et un rétentat enrichi en uranium sous forme de complexes ; puis c) recueil du rétentat et dissociation des complexes d’uranium présents dans le rétentat. PROCÉDÉ DE RÉCUPÉRATION DE l’URANIUM À PARTIR D’UNE EAU NATURELLE PAR COMPLEXATION DE L’URANIUM ET FILTRATION MEMBRANAIRE L’invention se rapporte au domaine de la récupération de l’uranium à partir d’une eau naturelle telle qu’une eau marine, une eau douce souterraine (eau d’une nappe phréatique ou d’une rivière souterraine), une eau douce de surface (eau d’un lac naturel ou artificiel, eau d’un cours d’eau du type torrent, rivière ou fleuve) ou encore une eau saumâtre (eau de lagune par exemple). Plus spécifiquement, l’invention se rapporte à un procédé qui, par mise en œuvre d’une complexation sélective de l’uranium en combinaison avec une filtration membranaire, permet de séparer très efficacement l’uranium présent dans une eau naturelle des autres cations métalliques susceptibles d’être présents dans cette eau à des concentrations bien supérieures à celle de l’uranium, tels que Na, K, Mg, Ca et Sr, et de récupérer cet uranium sous la forme d’une solution concentrée. État de la technique antérieure La surface de la Terre est recouverte à 71 % par des océans et des mers. Cette superficie représente un volume total d’eau de mer de 1,37.10 9 km 3 dont les principaux constituants sont le chlore, le sodium, les sulfates, le magnésium, le calcium, le potassium, le strontium et des hydrogénocarbonates à des concentrations allant d’une centaine de ppm à plusieurs g/L. L’uranium est, quant à lui, présent dans l’eau de mer à hauteur de 3,3 µg/L en moyenne. Cette concentration, qui peut être considérée comme très faible, au vu des concentrations des métaux alcalins et alcalino-terreux dans l’eau de mer, représente néanmoins la plus grosse ressource en uranium sur Terre avec environ 4,5 milliards de tonnes d’uranium exploitable, soit une ressource environ 500 fois plus élevée que l’uranium terrestre. Indépendamment du fait que le parc nucléaire mondial et, par là-même, la demande en uranium ne cesse d’augmenter, les coûts et impacts économiques de la récupération de l’uranium évoluent. Les réserves en uranium doivent donc être estimées au regard des coûts de récupération de cet élément. C’est pourquoi l’exploitation d’eaux naturelles comme l’eau de mer ou l’eau douce comme ressources d’uranium présente deux obstacles principaux : - l’uranium est présent dans l’eau de mer et l’eau douce sous une forme anionique fortement complexée, à savoir le tricarbonatouranate(VI), de formule (UO 2 (CO 3 ) 3 4- , qui, par association aux cations calcium et magnésium également présents en macro-concentrations ou micro-concentrations dans cette eau, forme des complexes neutres Ca 2 UO 2 (CO 3 ) 3 et Mg 2 UO 2 (CO 3 ) 3 ; - la récupération de métaux à partir de larges volumes d’eau de mer ou d’eau douce est extrêmement compliquée et sa mise en place est très coûteuse ; pour être économiquement viable, cette récupération peut être réalisée par extraction solide-liquide en utilisant un adsorbant qui, outre d’être efficace et sélectif au pH et à la force ionique de l’eau de mer ou de l’eau douce, doit être pratiquement insoluble en milieu aqueux et résister à la corrosivité et à l’encrassement biologiques (ou biofouling ). Les premiers travaux portant sur la récupération de l’uranium à partir de l’eau de mer datent du début des années 1960 et de très nombreuses équipes de recherche s’y sont intéressées que ce soit au Japon, aux États-Unis, en Inde, en Chine ou en Europe. La filtration membranaire est une technique qui présente l’avantage d’une cinétique de récupération accélérée sans transfert de masse. Elle a montré son efficacité dans le traitement de l’eau, que ce soit pour la dépolluer, la potabiliser, la purifier vis-à-vis de microorganismes pathogènes ou non du type bactéries ou pour la dessaler. Toutefois, très peu d’études semblent avoir été réalisées sur la récupération de l’uranium à partir d’eau de mer ou d’eau douce par filtration membranaire. Ces études apparaissent être au nombre de quatre dont trois ont été réalisées en utilisant des membranes de filtration organiques (A. Favre-Reguillon et al. , Ind. Eng. Chem. Res . 2003, 42, 23, 5900-5904 ; A. Favre-Réguillon et al. , Water Res. 2008, 42, 4-5, 1160-1166 et O. Raff, R.D. Wilken, Desalination 1999, 122, 147–150) et une a été réalisée en utilisant une membrane de filtration inorganique (Y. Chung et al. , Water Sci. Technol. Water Supply 2019, 19, 789–795). Or, dans le cadre de leurs travaux, les inventeurs ont constaté qu’en soumettant à une filtration membranaire de l’eau de mer ou de l’eau douce dans laquelle l’uranium de cette eau est complexé par un polymère apte à être retenu par la membrane de filtration aussi bien à l’état décomplexé qu’à l’état complexé, il est, de manière inattendue, possible de séparer cet uranium très efficacement des autres cations métalliques présents dans cette eau et de le récupérer sous la forme d’une solution concentrée. Et c’est sur ces constatations expérimentales qu’est basée l’invention. L’invention a donc pour objet un procédé pour récupérer l’uranium à partir d’une eau naturelle, qui met en œuvre une complexation de l’uranium et une filtration sur une membrane en un matériau inorganique (tels que des oxydes métalliques, comme l’alumine, le dioxyde de titane, de zirconium…), et qui comprend au moins les étapes de : a) complexation de l’uranium présent dans l’eau naturelle par un polymère organique soluble dans l’eau, comprenant un ou plusieurs groupes complexant l’uranium au pH de l’eau naturelle, c’est-à-dire à un pH typiquement compris entre 6 et 9, le polymère organique étant retenu par la membrane à l’état non complexé et à l’état complexé ; b) passage de l’eau obtenue à l’issue de l’étape a) au travers de la membrane, moyennant quoi on obtient, de part et d’autre de la membrane, un perméat appauvri en uranium et un rétentat enrichi en uranium sous forme de complexes ; puis c) recueil du rétentat et dissociation des complexes d’uranium présents dans le rétentat. Dans ce qui précède et ce qui suit, on entend par « polymère », aussi bien un homopolymère qui est issu de la polymérisation d’un seul monomère et qui est donc formé d’un seul motif répétitif, qu’un copolymère qui est issu de la polymérisation de plusieurs (c’est-à-dire deux ou plus de deux) monomères différents et qui est donc formé de plusieurs motifs répétitifs différents. Comme mentionné précédemment, le polymère organique utilisé dans le procédé de l’invention doit être soluble dans l’eau, c’est-à-dire qu’il présente une solubilité au moins égale à 1 % en masse par unité de volume d’eau à 20°C. Ce polymère organique est choisi de sorte que, d’une part, il soit capable de complexer l’uranium dans l’eau naturelle, ce qui implique bien évidemment qu’il est solubilisable en milieu aqueux, et, d’autre part, il puisse être retenu par la membrane lorsqu’il est à l’état décomplexé, c’est-à-dire lorsqu’il ne forme pas de complexes avec l’uranium. Pour ce faire, un des critères de choix de ce polymère peut être que sa masse moléculaire à l’état non complexé est supérieure au seuil de coupure de la membrane de filtration utilisée (exclusion stérique). Le polymère organique est également choisi de sorte qu’il forme avec l’uranium des complexes comprenant de l’uranium et au moins une molécule de polymère, ces complexes étant également retenus par la membrane de filtration. Cette rétention des complexes formés peut être liée soit à leur masse moléculaire, notamment si le polymère organique présente lui-même une masse moléculaire supérieure au seuil de coupure de la membrane (exclusion stérique), soit à leur charge qui peut être du même signe que celle de la membrane polarisée suite au passage de l’eau naturelle, auquel cas les complexes se trouvent retenus à la surface de la membrane par interaction électrostatique (exclusion dite de Donnan), soit encore à une conjugaison des deux mécanismes, exclusion stérique et exclusion de Donnan. Avantageusement, le polymère organique est un polymère qui comprend, comme groupe(s) complexant ou chélatant l’uranium (complexation et chélation étant considérées comme synonymes dans le cadre de l’invention), un ou plusieurs groupes choisis parmi les groupes -COOH, -C(O)NHOH, -SO 3 H, -P(O)(OH) 2 , -P(O)(OR) 2 , -P(O)(OH)(OR), -P(O)(OH)R, -P(O)(OH)-CH(R’)-P(O)(OH) 2 , -P(O)(OH)-CH(R’)-P(O)(OH)(OR), -P(O)(OH)-C(OH)(R’)-P(O)(OH) 2 , -P(O)(OH)-C(OH)(R’)-P(O)(OH)(OR) et -Ar(OH) 2 , avec : R = groupe alkyle linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, R’ = atome d’hydrogène ou groupe alkyle linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, Ar(OH) 2 = groupe cathécol, et R’’ = atome d’hydrogène ou groupe -COOH ou -SO 3 H. Ainsi, par exemple, des polymères organiques susceptibles de convenir sont : - les polyéthylène glycols, ou PEG, dont la chaîne polymère comprend au moins un groupe du type précité, tels que l’α-méthoxy-ω-cathécol poly(éthylène glycol), l’α-hydroxy-ω-acide phosphonique poly(éthylène glycol), l’α-méthoxy-ω-acide carboxylique poly(éthylène glycol), l’α,ω-bis(acide carboxylique) poly(éthylène glycol), l’α-méthoxy-ω-acide phosphonique poly(éthylène glycol), l’α,ω-bis(acide phosphonique) poly(éthylène glycol), l’α,ω-bis(acide succinique) poly(éthylène glycol) et l’α,ω-bis(acide acétique) poly(éthylène glycol), tous ces poly(éthylène glycol) étant disponibles commercialement ; - les polyacrylamides, comme le poly( N -isopropylacrylamide), ou polyNIPAM, dont la chaîne polymère comprend au moins un groupe du type précité ; - les alcools polyvinyliques, ou PVA, dont la chaîne polymère comprend au moins un groupe du type précité ; - les polyvinylpyrrolidones, ou PVP, dont la chaîne polymère comprend au moins un groupe du type précité ; et - les polymères comprenant un motif répétitif acryloyle fonctionnalisé par un groupe phosphorylé, typiquement un groupe phosphonate, acide phosphonique ou acide alendronique, ce motif répétitif pouvant être associé ou non à un autre motif répétitif, acryloyle ou non, tel qu’un motif acryloylmorpholine. Parmi ces polymères, préférence est donnée aux polyéthylène glycols dont la chaîne polymère comprend au moins un groupe phosphorylé et aux polymères comprenant un motif répétitif acryloyle fonctionnalisé par un groupe phosphorylé, le groupe phosphorylé étant préférentiellement, dans les deux cas, un groupe phosphonate, acide phosphonique ou acide alendronique. Parmi ceux-ci, toute préférence est donnée à un poly( N -acryloylmorpholine)-poly( N -acryloylalendronate). Conformément à l’invention, l’étape a) comprend, de préférence, une dissolution sous agitation du polymère organique dans l’eau naturelle à traiter (c’est-à-dire à partir de laquelle on souhaite récupérer l’uranium), le nombre de moles de polymère organique introduites dans cette eau étant avantageusement au moins égal et préférentiellement supérieur au nombre de moles d’uranium présentes dans l’eau naturelle à traiter. Comme mentionné précédemment, la membrane de filtration utilisée à l’étape b) est une membrane inorganique, ce type de membranes présentant, en effet, de nombreux avantages par rapport aux membranes organiques comme une meilleure résistance mécanique autorisant l’utilisation de pressions élevées lors de la filtration, une meilleure tolérance aux variations de pH et de température, une moindre tendance à l’encrassement et des coûts d’exploitation plus faibles. Ainsi, la membrane de filtration peut notamment être une membrane en carbone, une membrane en céramique comprenant un ou plusieurs oxydes métalliques telle qu’une membrane en alumine, en zircone, en dioxyde de titane, en zircone/alumine, en dioxyde de titane/alumine ou en dioxyde de titane/zircone. Parmi ces membranes, préférence est donnée à une membrane céramique et, plus encore, à une membrane céramique à deux ou plus de deux oxydes métalliques, toute préférence étant donnée à une membrane en TiO 2 /ZrO 2 . Conformément à l’invention, la filtration sur membrane est, de préférence, une nanofiltration ou une ultrafiltration. De ce fait, la membrane de filtration présente préférentiellement un seuil de coupure compris entre 500 daltons et 50 000 daltons et, mieux encore, entre 1 000 daltons et 5 000 daltons. À cet égard, on précise que le seuil de coupure d’une membrane de filtration peut être défini comme la masse molaire du soluté le plus petit qui est retenu à 90 % par cette membrane, l’unité de ce seuil de coupure étant typiquement le dalton. Avantageusement, à l’étape c), la dissociation des complexes d’uranium présents dans le rétentat est obtenue en modifiant le pH de ce rétentat de sorte à amener ce pH à une valeur telle que le polymère organique n’est plus capable de complexer efficacement l’uranium. De préférence, cette modification du pH comprend un ajout au rétentat d’une solution d’un acide fort tel que l’acide chlorhydrique, l’acide nitrique ou l’acide sulfurique, la concentration en acide de cette solution étant avantageusement choisie de sorte à obtenir une dissociation des complexes d’uranium sans pour autant corroder les éléments constitutifs du module de filtration. Conformément à l’invention, l’eau naturelle à traiter peut être une eau marine (c’est-à-dire l’eau d’une mer ou d’un océan), une eau douce souterraine comme l’eau d’une nappe phréatique ou d’une rivière souterraine, une eau douce de surface comme l’eau d’un lac naturel ou artificiel, d’un cours d’eau du type torrent, rivière ou fleuve, ou encore une eau saumâtre comme l’eau d’une lagune, préférence étant donnée à une eau marine. D’autres caractéristiques et avantages du procédé de l’invention ressortiront du complément de description qui suit et qui se rapporte à des essais ayant permis de valider ce procédé. Il va de soi toutefois que ce complément de description n’est donné qu’à titre d’illustration du procédé de l’invention et ne doit en aucun cas être interprété comme une limitation de celui-ci. Exposé détaillé de modes de mise en œuvre particuliers Les essais dont les résultats sont rapportés ci-après sont réalisées en utilisant : - un pilote de nano/ultrafiltration tangentielle (SIVA) muni d’une membrane tubulaire monocanal en TiO 2 /ZrO 2 ayant un seuil de coupure de 1 kDa ou de 5 kDa (TAMI Industries) ; et - comme eau naturelle à traiter, des échantillons de mer Méditerranée dopée en uranium de sorte à conférer à ces échantillons d’eau de mer une concentration en uranium aisément détectable par spectroscopie d’émission optique à plasma à couplage inductif (ou ICP-OES) ou par spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ou ICP-MS) ; et - comme polymères organiques complexant l’uranium, les trois polymères suivants : * l’α-méthoxy-ω-cathécol polyéthylène glycol, disponible auprès de Specific Polymers, noté 1 ci-après, * l’α,ω-bis(acide phosphonique) polyéthylène glycol, disponible auprès de Specific Polymers, noté 2 ci-après, et * un poly( N -acryloylmorpholine)-poly( N -acryloylalendronate), ou (poly(NAM-co-ALNAm)), noté 3 ci-après, synthétisé à partir de 4-acryloylmorpholine et de N -acrylate de succinimidyle modifié pour introduire le groupe alendronate, selon un schéma de synthèse du type de celui décrit par S. Ida et al. dans Gels 2019, 6(1):2, 1-11 . Les formules chimiques de ces polymères et leurs caractéristiques en termes de masse molaire moyenne en nombre, notée et exprimée en kDa ou g/mol, de degré de polymérisation moyen en nombre, noté n ou m , de masse de sites complexant disponibles par gramme de polymère, notée m sc et exprimée en g/g, sont présentées dans tableau 1 ci-après. * Dopage en uranium de l’eau de mer M é diterranée : Pour le dopage de l’eau de mer Méditerranée, on ajoute à 1 litre de cette eau, d’une part, 10 mL d’une solution mère d’uranium comprenant 2 g/L d’uranium, et, d’autre part, 200 mg de carbonate de sodium, NaHCO 3 , pour éviter que l’uranium ne précipite au pH basique de l’eau de mer. La solution mère d’uranium a, elle, été préparée par dissolution de nitrate d’uranyle pentahydraté, UO 2 (NO 3 ) 2 .5H 2 O, en milieu carbonate de sodium (3,36 g/L), dilution dans de l’eau de mer et ajustement du pH à celui de l’eau de mer (i.e. 8,4). * Mise en contact d es échantillons d’eau de mer dopé e en uranium avec l ’un des polymères 1 , 2 et 3 : Avant leur introduction dans le réservoir d’alimentation du pilote de nano/ultrafiltration, les échantillons d’eau de mer dopée en uranium sont additionnés de l’un des polymères 1 , 2 et 3 à raison de 1 g ou 2 g de polymère par litre d’eau de mer dopée en uranium, sous agitation jusqu’à dissolution complète du polymère. Exemple 1 : Étude cinétique Dans cette étude, qui vise à estimer le temps nécessaire pour que la filtration des échantillons d’eau de mer dopée en uranium (20 mg/L) et additionnés de l’un des polymères atteigne un équilibre, ces échantillons sont soumis à une filtration pendant plus de 3 heures 30 en effectuant des prélèvements des rétentats et des perméats toutes les 30 minutes. La température au sein du pilote de nano/ultrafiltration est maintenue à 22 °C. La pression transmembranaire est de 3 bars pour un débit de rétentat de 100 L/h et un débit de perméat de 0,1 L/h. Les concentrations de U, Ca, Mg, Na et K sont mesurées par ICP-OES et ICP-MS dans les prélèvements des rétentats et des perméats et les taux de rejet de ces éléments sont déterminés à partir de ces concentrations. À cet égard, on précise que le taux de rejet ou taux de rétention d’un soluté, noté T R , est défini par la relation suivante : dans laquelle C P et C R sont respectivement les concentrations du soluté dans le perméat et dans le rétentat. Les taux de rejet de U, Ca, Mg, Na et K correspondant à une séparation maximale entre U et les 4 autres éléments ainsi que le temps au bout duquel est obtenue cette séparation maximale sont présentés dans le tableau 2 ci-après en fonction du polymère et du seuil de coupure de la membrane utilisés. Le tableau 3 ci-après détaille, lui, les taux de rejet obtenus pour U, Ca, Mg, Na et K en fonction du temps et du polymère utilisé. Ces tableaux montrent que, des 3 polymères utilisés, c’est le polymère 3 qui présente la plus grande affinité pour l’uranium et la meilleure capacité à le capter et à le séparer des autres éléments, avec un taux de rejet de l’uranium de 96 % et des taux de rejet des autres éléments inférieurs à 5 % après une filtration de 3,5 heures. Le polymère 2 montre également de très bonnes performances pour capter l’uranium et le séparer des autres éléments, avec un taux de rejet de l’uranium de 93 % et des taux de rejet des autres éléments inférieurs à 6 % après une filtration de 3,5 heures. Avec ces deux polymères, la séparation maximale de l’uranium est atteinte à 3,5 heures de filtration. Le taux de rejet maximal de l’uranium obtenu avec le polymère 1 est plus faible que ceux obtenus avec les polymères 2 et 3 puisqu’il est de 78 %. Toutefois, ce taux de rejet est obtenu après une filtration plus courte (2 heures versus 3,5 heures) et avec des taux de rejet des autres éléments inférieurs à 2 %, ce qui rend le polymère 1 potentiellement intéressant. Ces tableaux montrent également que 2 g de polymère 2 et 1 g de polymère 3 peuvent capter 20 mg d'uranium sans atteindre leurs capacités maximales de complexation, le rejet de l’uranium avec ces polymères restant, en effet, constant depuis le début de la filtration. Les faibles rejets de Ca, Mg, Na et K garantissent une concentration efficace de l’uranium et sa séparation des éléments majoritairement présents dans l’eau de mer. Exemple 2 : É tude de la capacité de rejet des polymères Dans cette étude, qui vise à apprécier la capacité de rejet des polymères en fonction de la concentration en uranium, on suit un protocole opératoire identique à celui décrit à l’exemple 1 ci-avant à ceci près que l’on ajoute toutes les heures de l’uranium dans le réservoir d’alimentation du pilote de nano/ultrafiltration par le biais de la solution mère d’uranium à 2 g/L de sorte à augmenter la concentration en uranium de 20 mg/L à 75 mg/L. Là également, des prélèvements des rétentats et des perméats sont effectués toutes les 30 minutes pour analyse et calcul des taux de rejet. Les taux de rejet ainsi obtenus sont présentés dans le tableau 4 ci-après en fonction de la concentration en uranium et du polymère utilisé. Ce tableau montre que les taux de rejet de l’uranium, pour une concentration en uranium de 75 mg/mL, sont sensiblement plus faibles que ceux obtenus pour des concentrations moindres en uranium, ce qui témoigne d’une saturation des polymères en uranium. Toutefois, il montre également que les systèmes mis en œuvre permettent de séparer de fortes teneurs en uranium des autres éléments métalliques présents dans l’eau de mer. Exemple 3 : Étude de la décomplexation de l’uranium en milieu acide Dans cette étude, qui vise à apprécier la possibilité de récupérer l’uranium par dissociation des complexes formés par les polymères 1 , 2 et 3 , on suit un protocole opératoire identique à celui décrit à l’exemple 1 ci-avant à ceci près que l’on ajoute une solution d’acide nitrique ou d’acide sulfurique concentrée (pour éviter une variation importante de volume) dans le réservoir d’alimentation du pilote de nano/ultrafiltration. Après acidification à hauteur de 0,1 mol/L d’acide nitrique, on obtient des taux de rejet de l’uranium pour les polymères 1 , 2 et 3 qui sont respectivement de l’ordre de 6 %, 15 % et 66 %, au bout d’une heure de filtration. Ces taux de rejet indiquent que l’uranium n’est plus sous forme complexé mais sous forme libre et donc n’est plus retenu par la membrane. La décomplexation de l’uranium est moins importante pour le polymère 3 puisque celui-ci présente plus d’affinité pour l’uranium que les deux autres polymères. Cependant, il est possible de s’affranchir de cette limitation en augmentant la concentration en acide tout en restant à une acidité qui ne dégrade pas les éléments constitutifs du module de filtration du pilote de nano/ultrafiltration. Ainsi, le taux de rejet de l’uranium pour le polymère 3 , de 66 % pour une teneur en acide nitrique de 0,1 mol/L, chute à moins de 10 % pour une teneur en acide nitrique de 0,86 mol/L. Des résultats similaires sont obtenus avec l’acide sulfurique. Références citées A. Favre-Reguillon et al. , Ind. Eng. Chem. Res . 2003, 42, 23, 5900-5904 A. Favre-Réguillon et al. , Water Res. 2008, 42, 4-5, 1160-1166 O. Raff et R.D. Wilken, Desalination 1999, 122, 147–150 Y. Chung et al. , Water Sci. Technol. Water Supply 2019, 19, 789–795 S. Ida et al., Gels 2019, 6(1):2, 1-11 Procédé de récupération de l’uranium à partir d’une eau naturelle, mettant en œuvre une complexation de l’uranium et une filtration sur une membrane en un matériau inorganique, et comprenant au moins les étapes de : a) complexation de l’uranium présent dans l’eau naturelle par au moins un polymère organique soluble dans l’eau, comprenant un ou plusieurs groupes complexant l’uranium au pH de l’eau naturelle, le polymère organique étant retenu par la membrane à l’état non complexé et à l’état complexé ; b) passage de l’eau obtenue à l’issue de l’étape a) au travers de la membrane, moyennant quoi on obtient, de part et d’autre de la membrane, un perméat appauvri en uranium et un rétentat enrichi en uranium sous forme de complexes ; puis c) recueil du rétentat et dissociation des complexes d’uranium présents dans le rétentat. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le ou les groupes complexant l’uranium sont choisis parmi les groupes -COOH, -C(O)NHOH, -SO 3 H, -P(O)(OH) 2 , -P(O)(OR) 2 , -P(O)(OH)(OR), -P(O)(OH)R, -P(O)(OH)-CH(R’)-P(O)(OH) 2 , -P(O)(OH)-CH(R’)-P(O)(OH)(OR), -P(O)(OH)-C(OH)(R’)-P(O)(OH) 2 , -P(O)(OH)-C(OH)(R’)-P(O)(OH)(OR) et -Ar(OH) 2 , avec : R = groupe alkyle linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, R’ = atome d’hydrogène ou groupe alkyle linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, Ar(OH) 2 = groupe cathécol, et R’’ = atome d’hydrogène ou groupe -COOH ou -SO 3 H. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le polymère organique est un polyéthylène glycol, un polyacrylamide, un alcool polyvinylique ou une polyvinylpyrrolidone dont la chaîne polymère comprend au moins un groupe -COOH, -C(O)NHOH, -SO 3 H, -P(O)(OH) 2 , -P(O)(OR) 2 , -P(O)(OH)(OR), -P(O)(OH)R, -P(O)(OH)-CH(R’)-P(O)(OH) 2 , -P(O)(OH)-CH(R’)-P(O)(OH)(OR), -P(O)(OH)-C(OH)(R’)-P(O)(OH) 2 , -P(O)(OH)-C(OH)(R’)-P(O)(OH)(OR) et -Ar(OH) 2 , avec : R = groupe alkyle linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, R’ = atome d’hydrogène ou groupe alkyle linéaire ou ramifié, comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, Ar(OH) 2 = groupe cathécol, et R’’ = atome d’hydrogène ou groupe -COOH ou -SO 3 H. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le polymère organique est un polyéthylène glycol dont la chaîne polymère comprend au moins un groupe phosphorylé, de préférence phosphonate, acide phosphonique ou acide alendronique. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le polymère organique comprend un motif répétitif acryloyle fonctionnalisé par un groupe phosphorylé, de préférence un groupe phosphonate, acide phosphonique ou acide alendronique. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le polymère organique est un poly( N -acryloylmorpholine) (NAM) – poly( N -acryloylalendronate). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’étape a) comprend une dissolution sous agitation du polymère organique dans l’eau naturelle. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la membrane de filtration est une membrane céramique, de préférence à deux ou plus de deux oxydes métalliques et, plus encore, une membrane en TiO 2 /ZrO 2 . Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la filtration sur membrane est une nanofiltration ou une ultrafiltration. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la membrane de filtration présente un seuil de coupure compris entre 500 daltons et 50 000 daltons, de préférence entre 1 000 daltons et 5 000 daltons. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la dissociation des complexes d’uranium présents dans le rétentat comprend une modification du pH du rétentat. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la modification du pH du rétentat comprend un ajout au rétentat d’une solution d’un acide fort. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l’eau naturelle est une eau marine, une eau douce souterraine, une eau douce de surface ou eau saumâtre, de préférence une eau marine.