Extraction de l'uranium

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La production d'uranium en 2002[1].

  •      Drapeau du Canada Canada (32,1%)
  •      Drapeau de l'Australie Australie (19,1%)
  •      Drapeau du Niger Niger (8,5%)
  •      Drapeau de la Russie Russie (8%)
  •      Autres (32,3%)

L'extraction de l'uranium est une industrie minière qui va de la prospection initiale jusqu'au produit transportable, le « gâteau jaune ». Elle fait partie du cycle du combustible nucléaire (ensemble d'opérations visant à fournir le combustible aux centrales nucléaires) et entre dans la chaîne de fabrication d'une bombe à l'uranium enrichi. Elle comprend les opérations successives suivantes :

  • la prospection de nouveaux gisements ;
  • la préparation d'un site pour l'exploitation d'un gisement (autorisations, conception et installation des équipements, construction éventuelle des ouvrages d'accès) ;
  • l'extraction du minerai, extrait seul ou en tant que co- ou sous-produit de l'extraction d'or, de cuivre ou de phosphate ;
  • la concentration de l'uranium sous forme de « gâteau jaune » transportable, et la vente de l'uranium ;
  • le démantèlement des sites lorsque le gisement est épuisé.
Article détaillé : Uranium.
État initial : Minerai d'uranium
État final : « gâteau jaune »

Historique[modifier | modifier le code]

Mine de Shinkolobwe. L'uranium de la bombe atomique lancée sur Hiroshima provenait de cette mine.

La première exploitation systématique de minerai radioactif est réalisée à Jáchymov (en allemand, Joachimsthal), une cité minière située dans ce qui est à présent la République tchèque. Marie Curie utilise de la pechblende provenant de Jáchymov pour isoler le radium, un descendant radioactif de l'uranium. Par la suite, et jusqu'à la Seconde Guerre mondiale, l'exploitation minière vise principalement le radium. En France, la première exploitation est réalisée par Hippolyte Marlot à Saint-Symphorien-de-Marmagne, pour extraire le radium[2]. Cet élément est utilisé comme composant de peintures phosphorescentes pour des cadrans de montres ou autres instruments, ainsi que pour des applications médicales (certaines applications sont à présent considérées comme dangereuses pour la santé). L'uranium est alors un produit dérivé de ces applications, principalement utilisé comme pigment jaune.

Une demande spécifique en uranium apparaît au cours de la Seconde Guerre mondiale. Le projet Manhattan, développant des études préparant les applications militaires de l'énergie atomique, cherche à acquérir des stocks d'uranium en quantité suffisamment importante. Le gisement historique de Jáchymov, sous occupation allemande, n'étant pas accessible, les Américains utilisent des minerais provenant de la mine de Shinkolobwe du Congo belge, fournis par l'Union minière du Haut Katanga, ainsi que du Canada. En application d'une politique d'auto-suffisance, ils récupèrent également l'uranium présent dans des exploitations de vanadium, présents dans le sud-ouest des États-Unis, mais de teneurs beaucoup plus faibles. L'Union soviétique, qui n'a pas de stock d'uranium au début de son programme d'armes atomiques, a une démarche similaire.

Géologie de l'uranium[modifier | modifier le code]

Minéralogie[modifier | modifier le code]

Minerai sédimentaire d'uranium

L'uranium est relativement répandu dans l'écorce terrestre, que ce soit dans les terrains granitiques ou sédimentaires. La concentration d'uranium dans ces roches est de l'ordre de 3 g/tonne. À titre d'exemple un terrain carré de 20 m de côté constitué uniquement de roche contient ainsi, sur une profondeur de 10 m, environ 24 kg d'uranium, ou encore un rocher cubique de 5,5m de côtés contient environ 1 kg d'uranium ; bien que ces ordres de grandeur ne soient que des moyennes (dans la plupart des gisements l'uranium n'étant présent qu'à l'état de traces).

L'uranium naturel est également présent dans l'eau. On trouve 3 mg/d'uranium par mètre cube d'eau de mer, soit mille fois moins que dans les roches. Le Rhône en charrie en effet près de 100 tonnes chaque année[réf. nécessaire]. Cet uranium provient de l'érosion des reliefs comme les Alpes, due au ruissellement de l'eau. Du point de vue prospectif, la récupération de l'uranium dissout dans l'eau de mer a été étudiée au Japon sans toutefois pouvoir conclure sur la faisabilité industrielle du procédé (en effet, les techniques d'extraction de l'uranium par matrice à échange d'ions est très gourmande en énergie et les coûts liés à son extraction sont exorbitants, rendant pour l'instant illusoire son extraction de l'eau de mer).

Le minerai naturel d'uranium est la pechblende, qui peut apparaître sous forme de filons métallifères. Concernant la cristallisation de l'uranium dans la nature, on connaît environ 300 minéraux différents, dont une grande quantité montre des cristallisations des plus remarquables (voir les cristaux de Autunite, Boltwoodite, Francevillite, Sengierite, Vanuralite et tant d'autre).

Selon les gisements, le minerai considéré comme exploitable a une teneur de l'ordre de 1 à 2 kg d'uranium par tonne de minerai (soit plusieurs centaines de fois la concentration naturelle moyenne du sol). La concentration exploitable varie très fortement suivant les conditions d'exploitation et suivant le cours du minerai[note 1].

Prospection[modifier | modifier le code]

La prospection de l'uranium utilise tous les outils géologiques classiques. Sa principale originalité est d'utiliser en outre des techniques de prospection radiologique : le passage du compteur Geiger de quelques dizaines de chocs par seconde à quelques milliers indique la proximité d'un affleurement présentant une concentration potentiellement intéressante.

L'uranium est un métal relativement courant dans l'écorce terrestre, dont la caractéristique la plus remarquable est la radioactivité du minerai (l'uranium pur n'est que faiblement radioactif mais le minerai qui contient les corps de la décroissance jusqu'au plomb est fortement radioactif). Il contribue majoritairement au bruit de fond radiométrique. Historiquement, l'outil de détection employé a été le compteur Geiger, dont les premiers modèles transportables (de l'ordre de 25 kg...) sont apparus dans les années 1930. Le compteur Geiger est encore utilisé aujourd'hui, mais les mesures qui demandent plus de précision sont effectuées par un compteur à scintillation.

L'idée d'une prospection aérienne radiologique a été émise en 1943, par G.C. Ridland, géophysicien travaillant à Port Radium (Canada). C'est à présent la technique la plus employée pour la prospection initiale de l'uranium. L'extension du gisement est ensuite précisée par des moyens plus classiques : échantillonnages, puis forages prospectifs.

Gisements sous discordance[modifier | modifier le code]

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Le parc naturel de Kakadu, en Australie, dispose de 10 % des réserves mondiales d'uranium

Les minéralisations uranifères de type discordance ont été découvertes pour la première fois à la fin des années 1960 dans les bassins de l'Athabasca (Canada) et de McArthur (Saskatchewan, Canada[3]). Leur richesse est exceptionnelle.

Les dépôts d'uranium se situent à l'interface entre un socle d'âge archéen à protérozoïque inférieur et une puissante couverture de grès du protérozoïque moyen. Ils sont généralement associés à des failles à graphite et entourés de halos d'altérations argileuses de haute température. Les minéralisations ne sont pas clairement datées mais sont plus récentes que les couvertures sédimentaires.

Le modèle communément admis pour la genèse de ces gisements est diagénétique hydrothermal, c'est-à-dire que le dépôt a lieu pendant la diagenèse à la faveur de circulations de fluides. Une saumure très concentrée et oxydante percole dans le socle et s'enrichit en calcium, magnésium et uranium par dissolution de monazite, s'appauvrit en quartz et augmente sa température. Au contact d'un front rédox à la discordance, cette saumure dissout du quartz et précipite de l'uranium dans l'espace libéré. Des altérations, remobilisations et précipitations successives ont probablement lieu ultérieurement.[réf. nécessaire]

Voir par exemple la configuration illustrée dans l'article réacteur nucléaire naturel d'Oklo.

Les mécanismes de minéralisation en Australie et au Canada sont assez semblables mais leurs formes et leurs emplacements diffèrent sensiblement, ce qui amène les scientifiques à spéculer sur des mécanismes de réduction différents pour les deux bassins. Les géologues essayent cependant de comprendre ce qu'ils ont en commun pour trouver de nouveaux gisements de ce type. Enfin, l'analogie entre ce type de gisement et la conception actuelle du stockage des déchets radioactifs en couche géologique profonde intéresse fortement les chercheurs.[réf. nécessaire]

Mines d'uranium[modifier | modifier le code]

Technique d'extraction[modifier | modifier le code]

Le minerai d'uranium est extrait selon quatre techniques, dites conventionnelles[4] :

  • l'exploitation en galerie souterraine : le minerai est atteint grâce à des galeries à l'instar des mines de charbon. En 1990, 55 % de la production mondiale provenait de mines souterraines, mais cette technique a diminué de façon spectaculaire pour ne représenter plus que 33 % en 1999 et 28 % en 2010 avec 15 095 tonnes extraites.
  • l'exploitation à ciel ouvert : l'uranium est extrait après décapage de la partie de la roche qui le recouvre. 13 541 tonnes ont été extraites en 2010 selon cette technique, soit 25 % de l'uranium extrait cette année dans le monde.
  • L'exploitation par lixiviation in situ (ISL) : un premier forage est réalisé, permettant d'injecter dans le sol une solution chimique puis l'uranium dissous par cette solution est récupéré à la surface grâce à un deuxième forage. 22 108 tonnes ont été extraites selon cette technique en 2010, soit 41 % du minerai mondial. Cette technique connaît un important développement essentiellement au Kazakhstan.
  • La coproduction consiste à extraire l'uranium simultanément à l'extraction d'autres minerais, de l'or, du cuivre ou du phosphate. 2 920 tonnes ont été extraites en 2010, soit 5 % du tonnage mondial.

Pour pallier la présence de radioactivité dans la mine d'uranium, l'industrie minière met en place des mesures de sécurité spéciales : par exemple des systèmes d'arrosage et ventilation permanente pour diminuer l'irradiation et réduire les concentrations de poussières et de radon.

Concentration en « gâteau jaune »[modifier | modifier le code]

Etat final : gâteau jaune

Les faibles concentrations en uranium des minerais extraits rendent son transport économiquement non rentable, et imposent un traitement de concentration sur place. Le concentré de « gâteau jaune » est préparé aux abords de la mine par de nombreuses méthodes d'extraction et de raffinage, dépendant du type de minerai. On extrait typiquement environ 500 g de gâteau jaune par tonne de minerai.

Article détaillé : Yellowcake.

Le minerai est tout d'abord réduit mécaniquement en une poudre fine par concassage, en le faisant passer à travers une série de concasseurs et de tamis.

Il est ensuite traité par diverses opérations chimiques dans des bains concentrés d'acide, de base, ou de peroxyde, afin de dégager l'uranium par dissolution.

Le gâteau jaune est obtenu par précipitation de la solution, filtration puis lavage, séchage et emballage. Le résultat est une pâte jaune dont la teneur en uranium est de 750 kg/tonne.

Plus grandes mines en exploitation[modifier | modifier le code]

Mine d'Arlit (Niger) - mine à ciel ouvert

55 % de la production mondiale provient de dix mines, dont quatre sont situées au Kazakhstan[4].

Mine Pays Propriétaire Type Production 2010  % de la production mondiale
McArthur River Canada Cameco souterrain 7 654 14 %
Ranger Australie ERA (Rio Tinto : 68 %) ciel ouvert 3 216 6 %
Rossing Namibie Rio Tinto : 69 % ciel ouvert 3 077 6 %
Kraznokamensk Russie ARMZ souterrain 2 920 5 %
Arlit Niger SOMAÏR/Areva ciel ouvert 2 650 5 %
Tortkuduk Kazakhstan Katco JV/ Areva ISL 2 439 5 %
Olympic Dam Australie BHP Billiton souterrain 2 330 4 %
Budenovskoye 2 Kazakhstan Karatau JV/Kazatomoprom ISL 1 708 3 %
South Inkai Kazakhstan Betpak-Dala JV/ Uranium One ISL 1 701 3 %
Inkai Kazakhstan Inkai JV/Cameco ISL 1 642 3 %
Total 10 plus grandes mines 29 337 54 %

Mines récemment ouvertes[modifier | modifier le code]

8 mines ont été ouvertes sur la période 2007-2009[B 1].

Année
d'ouverture
Pays Nom de la mine Production projetée Commentaires
2007 Chine Qinlong 100 tU/an
Kazakhstan Kendala JSC- Central Mynkuduk 2 000 tU/an en 2010
2008 Kazakhstan Kharasan-1 1 000 tU/an vers 2010-2012 production pilote
2009 Kazakhstan Kharasan-2 2 000 tU/an vers 2010-2012 production pilote
Kazakhstan Appak LLP-West Mynkuduk 1 000 tU/an en 2010
Kazakhstan Karatau LLP – Budenovskoye-1 production pilote
Malawi Kayelekera 1270 tU/an en 2010
Afrique du Sud Uranium One – Dominium & Rietkuil 1460 tU/an en 2010

Mines en projet[modifier | modifier le code]

33 projets de mines ont une mise en exploitation programmée sur la période sur la période 2010-2015[B 2].

Année
d'ouverture
Pays Nom de la mine Production projetée Propriétaire Commentaires
2010 Australie Honeymoon 340 tU/an Les réserves estimées sont de 3230 tU[B 2].
Australie Four Mile 1000 tU/an Les réserves estimées sont de 12 700 tU d'une teneur de 0,31 %[B 3].
Inde Tummalapalle 215 tU/an
Kazakhstan Semizbai-U LLP – Irkol 500 tU/an vers 2012
Kazakhstan Kyzylkum LLP – Kharasan-1 1000 tU/an 3 000 tU/an en 2014
Kazakhstan Southern Inkai 1000 tU/an
Kazakhstan Baiken-U LLP– Northern Kharasan 1 000 tU/an 2 000 tU/an en 2014
Namibie Valencia 1 150 tU/an
États-Unis Lost Creek 770 tU/an
États-Unis Moore Ranch 770 tU/an
2011 Inde Mohuldih 75 tU/an
Kazakhstan Zhalpak 750 tU/an vers 2015
Kazakhstan Akbastau JV JSC – Budenovskoye 3 000 U/an vers 2014
Kazakhstan Central Moinkum 500 tU/an vers 2018
Namibie Trekkopje 1 600 tU/an expansion possible à 3 500 tU/an
Namibie Valencia 1 000 tU/an
Niger Azelik 700 tU/an SOMINA La Société des mines d’Azelik (SOMINA) a été créé le 3 juin 2007 spécifiquement pour exploiter le gisement d'Azelik. La composition de cette société est la suivante : SOPAMIN (gouvernement du Niger) 33 % - SINO-U (Chine) 37,2 % - ZX Joy Invest (Chine) 24,8 % - Trenfield Holdings SA (Sté privée du Niger) 5 %[B 4].
Russie Khiagda 1 000 tU/an 1 800 tU/an vers 2018
2012 Brésil St. Quitéria/Itataia 1 000 tU/an
Inde Killeng-Pyndengsohiong Mawthabah 340 tU/an
Inde Lambapur-Peddagattu 130 tU/an
Iran Saghand 50 tU/an
Jordanie Central Jordan 2 000 tU/an
Kazakhstan Semizbai-U LLP – Semizbai 500 tU/an
Mongolie Dornod 1150 tU/an
2013 Namibie Husab 5 700 tU/an
Canada Cigar Lake 6 900 tU/an Cameco - Areva - Idemitsu - TEPCO Les ressources identifiées sont de 88 200 tU d'une teneur moyenne d'environ 16 % U, faisant de cette mine le deuxième plus grand gisement d'uranium du monde à forte teneur en uranium. La propriété est partagée entre Cameco (50,025 %), Areva (37,1 %), Idemitsu (7,875 %) et TEPCO (5 %). Environ la moitié de la première phase du minerai de Cigar Lake sera expédiée sous forme d'une solution d'uranium enrichi de l'usine de McClean Lake vers l'usine de Rabbit Lake pour le traitement final[B 5].
Canada Midwest 2 300 tU/an Les réserves sont estimées à 16 700 tU[B 6].
Niger Imouraren 5 000 tU/an SOPAMIN / Areva / Kepco Le 4 mai 2009 ont été lancés les travaux de construction de la mine d'Imouraren avec un investissement initial de plus de 1,6 milliard de dollars. Une fois à pleine capacité de production, il devrait être produit 5 000 tU par an pendant 35 ans. La structure de joint venture propriétaire de l'exploitation est composée de SOPAMIN (gouvernement du Niger) (33,35 %), Areva (France) (56,65 %) et Kepco (Corée du Sud) (10 %)[B 7].
2014 Russie Gornoe 600 tU/an
Russie Olovskaya 600 tU/an
2015 Russie Elkon 5 000 tU/an
Russie Novokonstantinovskoye 1 500 tU/an

Spécificités[modifier | modifier le code]

On compte en France près de 210 anciens sites d'extraction et de traitement des minerais d'uranium. Tous ces sites ont représenté une production d'environ 72 800 tonnes d'uranium. L'activité minière d'extraction d'uranium en France a pris fin en mai 2001 avec la fermeture de la mine souterraine de Jouac/Le Bernardan, en Haute-Vienne, qui était exploitée par Cogéma. Certaines mines françaises servent aujourd’hui comme sites d'entreposage des résidus de traitement et des déchets radioactifs importés[5],[6].

Article détaillé : Mines d'uranium en France.

Économie minière de l'uranium dans le monde[modifier | modifier le code]

Production mondiale[modifier | modifier le code]

Évolution de la production mondiale en uranium entre 1945 et 2010
10 pays produisent en 2010 96 % de l'uranium extrait dans le monde

La demande en uranium a connu un pic historique à partir des années 1950, avec le début de la course aux armements nucléaires de la guerre froide. La demande militaire s'atténua dans les années 1960, et à la fin des années 1970, les programmes d'acquisition s'achevèrent, un niveau de destruction mutuellement assuré (MAD) étant atteint.

Les années 1970 virent une nouvelle demande émerger avec le démarrage de l'énergie nucléaire civile, et la construction de centrales nucléaires. Cette demande s'effondra au début des années 1980, d'une part parce que les constructions de centrales étaient achevées, et d'autre part parce que la pression d'opinion antinucléaire suite aux catastrophes de Three Mile Island et surtout Tchernobyl entraîna dans de nombreux pays un moratoire de fait sur la construction de nouvelles centrales.

Le graphique comparatif de l'offre et de la demande entre 1945 et 2010, établi sur la base des données de la World nuclear Association, fait apparaître sur certaines périodes une différence entre la demande et l'offre. Ce manque de ressources a pu atteindre en particulier entre 25 % et 48 % des besoins pour alimenter les réacteurs entre 2000 et 2008. Les apports qui ont permis de répondre à la demande proviennent de ressources secondaires : les stocks commerciaux précédemment accumulés, les matières issues de la réduction des stocks de matières militaires, consécutivement à la réduction des arsenaux des deux superpuissances et, beaucoup plus faiblement, des matières issues du recyclage via le traitement des combustibles usés du cycle civil[A 1].

En 2010, les trois principaux pays producteurs d'uranium sont le Kazakhstan, le Canada et l'Australie. À eux trois, ils se partagent 62 % du marché mondial qui atteignait cette année 53 663 tonnes.

  • Le Kazakhstan qui ne produisait que 3 300 tonnes en 2003 a vu sa production multipliée par 5, passant à 14 020 tonnes en 2010, prenant ainsi le rang de premier producteur mondial, avec 33 % de la production ;
  • Le Canada voit sa progression maintenue entre 2003 et 2010, s'infléchissant légèrement, passant de 10 457 tonnes à 9 783 tonnes, sa part du marché mondial passant de 29 % en 2003 à 18 % en 2010 ;
  • L'Australie connaît également une baisse d'exploitation, le tonnage d'uranium extrait passant de 7 572 à 5 900, et la part dans le marché mondial de 21 % à 11 %.

Trois autres pays produisent entre 5 % et 10 % de la production mondiale. Il s'agit de la Namibie (4 496 tonnes - 8 %), du Niger (4 198 tonnes - 8 %), et de la Russie (3 562 tonnes - 7 %). Le reste de la production (moins de 15 %) se partage entre petits producteurs tels notamment l'Afrique du Sud, l'Ouzbékistan, l'Ukraine et les États-Unis.

L'évolution des productions d'uranium par pays producteur entre 2003 et 2010 est, selon les statistiques de la world nuclear association, la suivante[4].

Pays 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Taux 2010
Kazakhstan 3 300 3 719 4 357 5 279 6 637 8 521 14 020 17 803 33 %
Canada 10 457 11 597 11 628 9 862 9 476 9 000 10 173 9 783 18 %
Australie 7 572 8 982 9 516 7 593 8 611 8 430 7 982 5 900 11 %
Namibie 2 036 3 038 3 147 3 067 2 879 4 366 4 626 4 496 8 %
Niger 3 143 3 282 3 093 3 434 3 153 3 032 3 243 4 198 8 %
Russie 3 150 3 200 3 431 3 262 3 413 3 521 3 564 3 562 7 %
Ouzbékistan 1 598 2 016 2 300 2 260 2 320 2 338 2 429 2 400 4 %
États-Unis 779 878 1 039 1 672 1 654 1 430 1 453 1 660 3 %
Ukraine (estim.) 800 800 800 800 846 800 840 850 2 %
Chine 750 750 750 750 712 769 750 827 2 %
Malawi 104 670 1 %
Afrique du Sud 758 755 674 534 539 655 563 583 1 %
Inde (estim.) 230 230 230 177 270 271 290 400 1 %
République tchèque 452 412 408 359 306 263 258 254 0 %
Brésil 310 300 110 190 299 330 345 148 0 %
Roumanie (estim.) 90 90 90 90 77 77 75 77 0 %
Pakistan (estim.) 45 45 45 45 45 45 50 45 0 %
France 0 7 7 5 4 5 8 7 0 %
Allemagne 104 77 94 65 41 0 0 0 0 %
Monde 35 574 40 178 41 719 39 444 41 282 43 853 50 772 53 663
Tonnes U3O8 41 944 47 382 49 199 46 516 48 683 51 716 59 875 63 285
Pourcentage des besoins mondiaux 65 % 63 % 64 % 68 % 78 % 78 %

Producteurs[modifier | modifier le code]

En 2010, dix compagnies se partagent 87 % du marché de l'extraction de l'uranium dans le monde[4].

Entreprise Uranium extrait en 2010
(tonnes)
taux mondial
Cameco 8 758 16 %
Areva 8 319 16 %
Kazatomprom 8 116 15 %
Rio Tinto 6 293 12 %
ARMZ 4 311 8 %
Uranium One 2 855 5 %
Navoi 2 400 4 %
BHP Billiton 2 330 4 %
Paladin 2 089 4 %
Sopamin 1 450 3 %
AngloGold 563 1 %
Denison 555 1 %
Heathgate 354 1 %
Mestena 288 1 %
Autres 4 982 9 %
Total 53 663 100 %

Réserves mondiales[modifier | modifier le code]

Répartition des réserves mondiales d'uranium (AIEA - livre rouge 2010)

Les ressources en uranium se subdivisent en diverses catégories par degrés de connaissance géologique et par catégorie de coût de récupération de l’uranium. On distingue les « ressources identifiées », regroupant des ressources raisonnablement assurées (RRA) et des ressources « inférées » (IR), à savoir des gisements découverts, étudiés et correctement évalués[A 2]. Selon les analyses, de l'AIEA, Livre rouge 2005, les ressources mondiales identifiées s'élevaient en 2005 à 4,75 millions de tonnes d'uranium (pour un coût d'extraction inférieur à 130 US$/Kg U), auxquelles s’y ajouteraient potentiellement 10 MtU de « ressources non découvertes », catégorie hautement spéculative. Ces ressources permettraient de faire fonctionner, selon l'AIEA, le parc 2005 de réacteurs à eau légère pendant 70 ans[A 3],[7].

Au 1e janvier 2009, les ressources identifiées s'élevaient à 5,4 millions de tonnes d'uranium[B 8].

Ressources identifiées au 1e janvier 2009
Pays Tonnage d'uranium par coût d'extraction Taux %
< 40 US$/Kg < 80 US$/Kg < 130 US$/Kg < 260 US$/Kg (< 130 US$/Kg)
Australie NA 1 612 000 1 673 000 1 679 000 31 %
Kazakhstan 44 400 475 500 651 800 832 000 12 %
Canada 366 700 447 400 485 300 544 700 9 %
Russie 0 158 100 480 300 566 300 9 %
Afrique du Sud 153 300 232 900 295 600 295 600 5 %
Namibie 0 2 000 284 200 284 200 5 %
Brésil 139 900 231 300 278 700 278 700 5 %
Niger 17 000 73 400 272 900 275 500 5 %
États-Unis 0 39 000 207 400 472 100 4 %
Chine 67 400 150 000 171 400 171 400 3 %
Ouzbékistan 0 86 200 114 600 114 600 2 %
Jordanie 0 111 800 111 800 111 800 2 %
Ukraine 5 700 53 500 105 000 223 600 2 %
Inde 0 0 80 200 80 200 1 %
Mongolie 0 41 800 49 300 49 300 1 %
Algérie 0 0 19 500 19 500 <1 %
Argentine 0 11 400 19 100 19 100 <1 %
Malawi 0 8 100 15 000 15 000 <1 %
République centrafricaine 0 0 12 000 12 000 <1 %
Espagne 0 2 500 11 300 11 300 <1 %
Suède 0 0 10 000 10 000 <1 %
Slovénie 0 0 9 200 9 200 <1 %
Turquie 0 0 7 300 7 300 <1 %
Portugal 0 4 500 7 000 7 000 <1 %
Roumanie 0 0 6 700 6 700 <1 %
Japon 0 0 6 600 6 600 <1 %
Gabon 0 0 4 800 5 800 <1 %
Indonésie 0 0 4 800 6 000 <1 %
Italie 0 0 4 800 6 100 <1 %
Pérou 0 0 2 700 2 700 <1 %
Finlande 0 0 1 100 1 100 <1 %
République tchèque 0 500 500 500 <1 %
France 0 0 100 9 100 <1 %
Chili 0 0 0 1 500 0 %
République démocratique du Congo 0 0 0 2 700 0 %
Danemark 0 0 0 85 600 0 %
Égypte 0 0 0 1 900 0 %
Allemagne 0 0 0 7 000 0 %
Grèce 0 0 0 7 000 0 %
Hongrie 0 0 0 8 600 0 %
Iran 0 0 0 2 200 0 %
Mexique 0 0 0 1 800 0 %
Slovaquie 0 0 0 10 200 0 %
Somalie 0 0 0 7 600 0 %
Tanzanie 0 0 0 28 400 0 %
Vietnam 0 0 0 6 400 0 %
Zimbabwe 0 0 0 1 400 0 %
Total 794 400 3 741 900 5 404 000 6 298 500  %

Adéquation entre l'offre et la demande[modifier | modifier le code]

Pour répondre aux besoins, les « ressources identifiées » doivent faire l'objet d'une extraction et les « ressources non découvertes » doivent être découvertes et exploitées. Or ce sont essentiellement les conditions du marché qui sont le principal moteur de développement et de décisions de lancement de nouveaux projets de centres de production. Avec l'augmentation du prix de l'uranium depuis 2003, et malgré une baisse depuis la mi-2007, des projets pour accroître la capacité de production sont apparus dans différents pays. Certains, notamment le Kazakhstan, mais aussi l'Australie, le Brésil, le Canada, la Namibie, le Niger, la Fédération de Russie et l'Afrique du Sud, ont fait état de projets pour augmenter de manière conséquente leur capacité de production future. En outre de nouveaux pays émergent : le Malawi a maintenant une mine d'extraction et la Jordanie envisage de commencer la production dans un proche avenir. Toutefois, la hausse des coûts d'exploitation minière et de recherche et développement, la baisse des prix du marché depuis 2007 ont généré des retards dans certains de ces projets[B 9].

Évolution estimée de l'offre et de la demande entre 2010 et 2035

Parallèlement à l'évolution de la capacité de production, les besoins devraient augmenter jusqu'à 2035. Deux hypothèses sont prises en compte par l'AIEA. L'hypothèse haute, scénario de la World Nuclear Association (WNA) publié en 2005, correspond à un doublement d’ici 2030 de la puissance installée, qui passerait ainsi de 370 GWe à 740 GWe. Sur la base d’un parc essentiellement constitué de réacteurs à eau légère existants et progressivement renouvelés par des homologues de troisième génération auxquels s’ajoutent les nouveaux réacteurs du même type, les consommations d’uranium passeraient ainsi de 66 000 tU/an à 159 000 tU/an[A 3].

Les plans de développement connus en 2009 sont censés couvrir les besoins mondiaux, s'ils sont mis en œuvre avec succès, même dans le cas de cette hypothèse haute, pendant une grande partie de cette période 2010-2035, même sans l'apport de ressources secondaires[B 9]. Ces ressources secondaires devraient continuer à être une composante d'approvisionnement pour les années à venir, bien que les informations disponibles sur celles-ci ne permettent pas de préciser combien de temps elles contribueront à satisfaire la demande future. En 2007, Georges Capus, expert auprès d'Areva, constatait que les stocks commerciaux excédentaires étaient proches de zéro et ceux de matières militaires réputés mobilisables devaient arriver à épuisement en 2013[A 1].

Si toutes les mines existantes et commandées produisent au niveau de leur capacité de production déclarée, l'hypothèse haute devrait être atteinte d'ici 2020. Si on prend en compte les mines prévues et envisagées, le niveau haut devrait être atteint en 2029. La capacité de production des centres de production existants et commandés ne devrait par contre satisfaire en 2035 qu'environ 78 % des besoins en cas d'hypothèse basse et 49 % des besoins en cas d'hypothèse haute. Dans le cas de l'hypothèse basse, les mines existantes additionnées à celles prévues et envisagées devraient permettre de satisfaire la demande jusqu'en 2035, mais ne permettraient pas de répondre à l'hypothèse haute (79 % des besoins de l'hypothèse haute en 2035)[B 10].

Le défi sera de combler l'écart entre la production mondiale et les besoins en uranium (particulièrement dans le cas de l'hypothèse haute). Il conviendra en particulier de confirmer avant 2030 que les ressources spéculatives, évaluées essentiellement sur des bases théoriques, correspondent bien à de vrais gisements[A 4]. Le réseau "sortir du nucléaire" s'appuyant en particulier sur les constatations de l’Energy Watch Group, affirmant que l'exploration accrue de ces dernières années n’a en fait provoqué aucune augmentation significative des ressources répertoriées, en doute[8],[7].

Ainsi Georges Camus, expert auprès de Areva, et le réseau Sortir du nucléaire arrivent à la même conclusion, à savoir qu'une tension sur le matériau uranium est quasiment certaine au milieu du XXIe siècle. Ils divergent toutefois sur les solutions : le premier préconise de se préparer pour disposer d'un parc de réacteurs à neutrons rapides vers 2040-2050, bien moins exigeant en ressources d'uranium, le second propose de se désengager du nucléaire.

Cours de l'uranium[modifier | modifier le code]

Évolution du prix spot de l'uranium depuis 1978 (indicateur Trade Tech) - 1 kg d'uranium = 2,6 lb d'U3O8

Le prix de l'uranium avait atteint 43 US$/lb U3O8 en 1978. La surproduction d'uranium qui durait depuis le début des années 90 conjuguée avec la disponibilité de ressources secondaires ont conduit à une baisse du prix dans les années 80 jusqu'en 1994 où ils ont atteint leur niveau le plus bas en 25 ans. L'importante baisse et la nouvelle demande en uranium ont généré un léger sursaut jusqu'en 1996 où la baisse a repris pour atteindre un plus bas niveau en 2001 avec 7 US$/lb en 2001[B 11].

Depuis 2001, son prix est remonté de manière spectaculaire pour atteindre un sommet en juin 2007 à 136 US$/lb avant de retomber à 85 US$/lb en octobre 2007[B 11]. Cette hausse est due à de nombreux facteurs structurels[9] :

  • Le moratoire sur les centrales nucléaires tend à prendre fin, suite au Protocole de Kyoto ; l'énergie nucléaire étant peu productrice de gaz à effet de serre.
  • La consommation mondiale en énergies fossiles (gaz et pétrole) en tire les prix vers le haut, et accélère l'épuisement des réserves. Le passage à une énergie de substitution est préparé dès à présent.
  • Le prix du kWh nucléaire ne cesse de baisser, ce qui en fait une source toujours plus attractive économiquement, bien que les coût de démantèlement des centrales qui arrivent au terme de leur exploitation n'est toujours pas pleinement pris en compte.

La lente remontée des cours à partir de 2010 vers 73USD s'est brutalement arrêtée en mars 2011 avec l'Accident nucléaire de Fukushima entrainant la décision de fermetures de nombreux réacteurs en Allemagne et en Belgique notamment. Le cours se stabilisent entre septembre 2011 et l'été 2012 vers 50-52USD.

Certains experts prévoient le doublement du nombre de centrales d'ici 2050, sans compter les besoins probables d'une industrie chinoise émergente. Les stocks prévisibles à cette échéance sont insuffisants pour faire face à la demande, justifiant une hausse des cours. Cette remontée des cours a donné un coup de fouet à l'expansion des mines actuelles. Parallèlement, de nouvelles mines sont ouvertes (ou d'anciennes mines sont rouvertes), et la prospection minière a été relancée. Mais il faut des années pour mettre une mine en production, et ces ajustements économiques n'auront d'effet qu'à plus long terme.

Sûreté nucléaire et impacts environnementaux[modifier | modifier le code]

Le minerai d'uranium est un élément faiblement radioactif, qui ne présente pas de danger pour l'environnement s'il reste dans son état naturel. Cependant, après le démantèlement d'une mine d'uranium, il reste plus de 80 % des radioisotopes dans les collines de déblais. Le vent diffuse des particules radioactives dans toutes les directions. L'eau ruisselante est contaminée et s'infiltre dans les nappes phréatiques ou les ruisseaux.

Une mine d'uranium en exploitation produit de nombreux déchets :

  • des rejets atmosphériques : le radon et les poussières radioactives. L'un des rejets les plus dangereux d'une mine d'uranium est le radon, un gaz rare invisible et inodore qui se propage depuis les installations de conditionnement et les collines de déblais ou les réservoirs de déchets liquides. Le radon entraîne un risque de cancer du poumon.
  • des rejets liquides : l'eau d'exhaure créée par les forages et l'évacuation d'eaux de ruissellement à l'intérieur de la mine peut être plus ou moins bien traitée avant rejet.
  • des déchets solides : les boues et les précipités en provenance du traitement des effluents liquides.
  • des stériles : les roches extraites qui ne contiennent que trop peu d'uranium pour être exploitées. Ces roches ne sont pas traitées. La quantité des stériles de mines d'uranium atteint des centaines de millions de tonnes. Si les stériles ne sont pas bien couverts et situés, ils rejettent du radon et des poussières radioactives dans l'air et par infiltration d'eau de pluie des matières toxiques et radioactives passent dans les eaux souterraines et superficielles.
  • des minerais pauvres : les minerais dont la teneur en uranium se situe entre 0,03 et 0,8 % environ. Ils ne sont pas toujours traités. Les stocks posent les mêmes problèmes que les stériles, aggravés par la teneur supérieure en uranium.

Ces déchets exposent l'environnement à la radioactivité des radioisotopes, qui peuvent entraîner une contamination radioactive des humains, de la faune et de la flore.Dans l'air, les concentrations en uranium sont très faibles. Il est présent sous forme de poussières qui retombent dans les eaux de surface, les plantes ou sur le sol. Il se retrouve ensuite dans les sédiments de l'eau ou dans les couches les plus profondes du sol, où il se mélange avec l'uranium déjà présent. Dans l'eau, la plupart de l'uranium est de l'uranium dissout qui provient des roches et des sols que l'eau recouvre. Une partie de l'uranium est en suspension, ce qui donne à l'eau un aspect boueux. La quantité d'uranium dans l'eau potable est en général très faible. Il n'y a en général pas de risques à boire une eau contenant des petites quantités d'uranium. L'uranium n'a pas tendance à s'accumuler dans les poissons ou les légumes et l'uranium qui est absorbé est éliminé rapidement dans les urines et les fèces. Dans le sol, on trouve des concentrations diverses d'uranium, elles sont en général très faibles. L'homme augmente les quantités d'uranium dans le sol du fait de ses activités industrielles. L'uranium présent dans le sol se combine avec d'autres composés, et peut rester dans le sol pendant des années sans rejoindre les eaux souterraines. Les concentrations en uranium sont souvent plus élevées dans les sols riches en phosphate, mais ceci ne représente pas un problème car ces concentrations ne dépassent souvent pas la valeur limite pour un sol non contaminé. Les plantes absorbent l'uranium par leurs racines et le stockent là. Les légumes-racines, tels que les radis, peuvent donc contenir des concentrations en uranium plus élevées que la normale.

L'érosion des produits extraits des mines peut entraîner la libération de quantités plus importantes d'uranium dans l'environnement. De plus, certains déchets ont non seulement un danger lié à la radioactivité mais aussi un risque lié à la toxicité des produits chimiques conventionnels tels que l'acide sulfurique et les métaux lourds, résidus du traitement du minerai d'uranium. Enfin, il faut aussi considérer les nuisances de la mine dues à :

– la surface totale de terrain occupé par la mine, ses stériles et ses infrastructures annexes et d'accès ;
– l'impact social pour la population indigène vivant sur le site d'exploitation ou à proximité (exemples aux États-Unis, Canada, Afrique (Niger…), Australie, Tibet (cf Sun Xiaodi)…).

La CRIIRAD a mené en décembre 2003 une inspection à Arlit (Niger) où se trouvent des mines d'uranium exploitées par l'industrie nucléaire française (Cogéma-Areva). De nombreuses irrégularités ont été pointées dans le rapport final, bien que l'inspection ait été perturbée par la confiscation du matériel et diverses obstructions de la part des autorités nigériennes et de la Cogéma[10].

Selon l'Institut écologique d'Autriche[11], l'exploitation des mines d'uranium et les opérations de traitement du combustible usé sont les étapes du cycle du combustible nucléaire qui contribuent le plus aux doses radiatives dues à l'énergie nucléaire[12] (en tenant compte d'un fonctionnement normal et de « petits » incidents, c'est-à-dire en excluant les essais nucléaires et les accidents graves tels que la catastrophe de Tchernobyl).

Pour le président de la commission canadienne de sûreté nucléaire, « Les activistes, les médecins praticiens et les politiciens qui ont demandé un moratoire sur l'extraction de l'uranium peuvent avoir des raisons variées de le faire, mais leurs allégations relatives à une mise en danger du public ou de l'environnement sont fondamentalement fausses ; elles sont contredites par des années d'investigations scientifiques et de constats objectifs »[13]

Lorsque la réglementation est laxiste, des stériles ou minerais pauvres peuvent être utilisés dans la construction comme remblais. D'après Areva, Ceci peut conduire à des concentrations de radon radioactifs dans les habitations notamment en l'absence de ventilation adaptée à la quantité de radon [14].

Fin d'exploitation, réhabilitation d'anciennes mines[modifier | modifier le code]

Les codes miniers (différents selon les pays) imposent de plus en plus que l'exploitant (public ou privé) s'engage à réhabiliter le paysage, en veillant - en fin d'exploitation - à ce qu'il y ait le moins de dégâts environnementaux possibles pour l'avenir.

Séquelles d'exploitation[modifier | modifier le code]

Elles peuvent perdurer des années, décennies ou siècles selon les cas.

En France où la dernière mine a été fermée en mai 2001, la surveillance des anciennes mines d'uranium (210 sites, répartis sur 25 départements selon l'IRSN [15]) se fait sous le contrôle de l'IRSN[16], les données anciennes devant être stockée dans une Base de donnée nationale des sites miniers d'uranium utilisable par les générations actuelle et futures (Programme MIMAUSA). L'IRSN selon son site internet[17] a réalisé des expertises les mines du Limousin, les mines de Saint-Pierre, les méthode d’évaluation de l’impact des sites de stockage de résidus de traitement de minerais d’uranium, la Division minière de La Crouzille (Haute-Vienne) et hors de France les Mines d'uranium du Niger (les plus importantes d'Afrique)

La réhabilitation[modifier | modifier le code]

  • Elle concerne les aspects paysagers et géomorphologiques, qui varient selon le contexte (mine à ciel ouvert, en puits ou à flanc de coteaux ou en tunnels, etc) et la quantité de « stériles » accumulés sur les sites exploités.
  • Elle concerne la gestion de la radioactivité ou de toxiques susceptibles d'être lixiviés par les eaux de ruissellement ou d'inondation ou d'être dispersée par les envols de poussières.
  • Elle peut utiliser diverses techniques de génie écologique pour accélérer le retour de la nature, avec alors un suivi possible par bioindicateurs[18]

Prospective et gisement alternatif[modifier | modifier le code]

L'uranium contenu par les grandes masses d'eau océanique représenterait plus de quatre milliards de tonnes qui pourraient peut-être à l'avenir être aussi exploité selon une annonce faite par des chimistes à Philadelphie (en août 2012[19]). Des filtres spéciaux peuvent le capter (près de 1000 euros le Kg d’uranium en 2012, mais ce coût pourrait être divisé par deux ou plus par l'utilisation de bio-filtres à base de chitine de carapace de crustacé). (530 euros le kilo d’uranium). Reste à vérifier la tenue de tels filtres dans le temps, de nombreux organismes marins pouvant dégrader la chitine ou y produire des bio-films diminuant sa capacité à capter l'uranium.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Pour fixer les idées, à la fin des années 1970, au plus fort des cours de l'uranium, on estimait qu'un doublement des cours rendrait la moitié de la Bretagne exploitable. Depuis, les cours ont été pratiquement divisés par dix.

Références[modifier | modifier le code]

  • Georges Capus, « Que savons-nous des ressources mondiales d’uranium? », Clés CEA, CEA, no 55,‎ été 2007 (lire en ligne)
  1. a et b p.  18
  2. p.  19
  3. a et b p.  20
  4. p.  22
  1. p.  56-57
  2. a et b p.  126
  3. p.  127
  4. p.  306
  5. p.  156
  6. p.  157
  7. p.  307
  8. p.  27
  9. a et b p.  100
  10. p.  101
  11. a et b p.  97
  1. « Les docs des incollables », 23 - L'énergie, p. 5
  2. Guiollard Pierre-Christian : L'Uranium du Morvan et du Forez.
  3. http://www.cameco.com/mining/mcarthur_river/
  4. a, b, c et d (en) « World Uranium Mining », sur www.world-nuclear.org/ (consulté le 15 juin 2011)
  5. Inventaire national des déchet, ANDRA 2006
  6. L'IRSN a mis en ligne une base de données nationale des sites miniers d'uranium (programme [1]).
  7. a et b (en) Akira OMOTO, « Global Trends in Nuclear Power and Fuel Cycle and IAEA Activities », sur http://www.pub.iaea.org (consulté le 15 juin 2011) dia. 15
  8. « De l'uranium jusqu'à quand? Lorsque les réacteurs s'arrêteront faute de combustibles », sur www.sortirdunucleaire.org/ (consulté le 15 juin 2011)
  9. Voir http://www.moneyweek.com/file/25277/seven-reasons-the-uranium-price-will-hit-100-this-year.html pour une analyse économique de la hausse des cours.
  10. Microsoft Word - Note CRIIRAD 0340 ARLIT V4(PDF)
  11. Enquête radio-écologique autour de l'usine de transformation du minerai d'uranium MAPE, Bohême du sud, République tchèque
  12. En France, la dose annuelle moyenne correspond pour 70 % à l'exposition naturelle (radon, rayonnements terrestres et cosmiques, eau et aliments) et pour 30 % à l'exposition artificielle (28,5 % pour le médical, 1,5 % pour l'industrie électronucléaire, la recherche ou les essais nucléaires militaires). Voir la fiche d'information page 4 de l'ASN
  13. Uranium Moratoriums Are Not Supported by Science, Open Letter from Canadian Nuclear Safety Commission President Michael Binder, November 22, 2012.
  14. http://www.maxisciences.com/radioactivit%E9/maison-radioactive-pourquoi-a-t-on-retrouve-du-radon-en-forte-dose-dans-une-maison_art32268.html
  15. L'exploitation du minerai d'uranium en France métropolitaine : impact environnemental et risque pour la population, consulté 2010 01 17
  16. La surveillance des anciennes mines d'uranium
  17. Site IRSN consulté 2010 01 17
  18. Andersen, AN (11993). Ants as indicators of restoration success at a urnanium mine in tropical Australia. Restoration Ecology 3/156-167
  19. Dimanche 26 août 2012 à 08h04 Source : 20 minutes.fr

Annexe[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) NEA-IAEA Uranium Group, Uranium 2009 : Resources, Production and Demand, Paris, OECD Nuclear Energy Agency,‎ 2010, 456 p. (ISBN 978-92-64-04789-1)