Témoin du retour en grâce du nucléaire, la multiplication des projets de centrales à travers le monde va accentuer la demande d'uranium, le minerai qui fait carburer les réacteurs. Avec, pour corollaire, une question : l'industrie nucléaire, notamment en Europe, ne risque-t-elle pas de tomber dans une nouvelle dépendance ?
« C'est un élément abondant sur terre et présent de façon naturelle sur les cinq continents. Même en France, il y a eu, à une époque, des mines d'uranium. Aujourd'hui, hormis l'Europe de l'Ouest, des gisements sont exploités en Russie et en Ukraine, en Asie centrale, au Kazakhstan, en Chine, en Océanie et en Amérique du Sud et du Nord », assure Nicolas Maes, directeur des activités minières d'Orano.
Six compagnies et quatre pays concentrent l'essentiel de la production
Toutefois, aujourd'hui, quatre pays concentrent plus de 75% de la production minière mondiale : le Kazakhstan (45%), la Namibie (12%), le Canada (10%) et l'Australie (9%).
En 2021, selon la World Nuclear Association, 48.300 tonnes de ce minerai ont été extraites, un volume modeste dans le secteur minier, mais qui couvre 77% de la demande, le reste étant fourni par le recyclage.
Cette concentration se retrouve également chez les compagnies minières, dont le nombre est peu élevé.
« Il y en a six principales. La plus importante, c'est Kazatomprom, détenue à 75% par le fonds souverain kazakh, les 25% restants se répartissent entre Astana et le flottant, l'entreprise étant cotée à la Bourse de Londres. Ensuite, viennent, avec des tailles similaires, le canadien Cameco, 100% privé, et Orano (ex-Areva) détenu à 90% par l'État français et à 10% par des industriels japonais. Mais Orano n'est pas une société nationalisée, elle est gérée comme une entreprise privée. Enfin, il y a Rosatom, à 100% russe, puis deux compagnies chinoises, filiales de CGNPC et CNNC qui sont en réalité des groupes électriciens détenus par l'État chinois », détaille l'expert.
Il faut ajouter à la liste le géant minier BHP, qui exploite en Australie une des plus importantes mines de cuivre au monde, Olympic Dam, et dont l'un des sous-produits est l'uranium.
Par ailleurs, des « juniors » minières privées jouent un rôle important dans l'exploration, car elles amorcent parfois le développement de projets, notamment en Australie et au Canada, avant d'être rachetées par les gros acteurs.
100 ans de consommation assurée
Actuellement, la production est suffisante, voire en surcapacité. Certains gisements, mis récemment en exploitation, ont même dû réduire leur production. Les réserves (c'est-à-dire, rentables à exploiter aux prix envisageables à moyen terme, et selon les techniques actuelles) couvrent largement les besoins, indique l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA).
Selon son dernier rapport, les ressources mondiales d'uranium s'élevaient à 8.070.400 tonnes d'uranium métal (tU). Une estimation qui se fonde sur l'existence certaine ou raisonnablement supposée d'un volume récupérable à des prix du marché allant de 40 dollars à 260 dollars par kilogramme. Sur la base d'une demande mondiale annuelle moyenne de 70.000 tonnes, cela représente plus de 100 ans de consommation.
Non seulement une pénurie n'est pas à craindre, mais le risque géopolitique est, lui aussi, limité.
« Le marché offre une certaine sécurité car le Canada et l'Australie ont un cadre juridique ou des chaînes logistiques plus stables que le Kazakhstan et la Namibie. Si une chaîne logistique est perturbée ou une mine en difficulté, le risque est circonscrit et non systémique », explique Nicolas Maes.
Même si les prix ont flambé après l'invasion de l'Ukraine par la Russie, atteignant 120 dollars la livre (soit 453,5 grammes), cela n'a pas eu de conséquences durables.
« C'est un marché libre (...). Il n'y a pas d'Opep de l'uranium »
Comme il n'y a pas eu d'embargo sur l'uranium enrichi russe - lequel a continué à être livré contractuellement aux États-Unis et en Europe -, les prix de l'uranium sont revenus à la normale. Depuis avril-mai 2022, ils oscillent entre 47 dollars et 52 dollars la livre.
En comparaison, la diversification géographique et géopolitique de l'uranium est plus importante que pour le pétrole et le gaz, puisque 44% de ses réserves sont situées dans des pays de l'OCDE, contre 15% pour le pétrole et 10% pour le gaz. « C'est un marché libre, où l'objectif est avant tout économique. Il n'y a pas d'Opep de l'uranium », résume le spécialiste.
Lixiviation in situ, la technique d'extraction sans déchets miniers
Le Kazakhstan est aujourd'hui le premier pays producteur d'uranium car les coûts de production y sont les plus faibles, grâce à la nature des gisements, qui permet une technique d'exploitation fondée sur un procédé d'injection d'une solution acide [nommé « lixiviation in situ » (ISL) ou extraction par dissolution], qui évite l'extraction souterraine ou en mine à ciel ouvert.
« Cette technique, qui permet de ne pas avoir de résidus miniers, présente également l'avantage d'être beaucoup moins gourmande en énergie », précise Nicolas Maes.
Des objectifs d'exploitation économiques et stratégiques
Les mines au Canada sont également rentables, même si l'exploitation est plus classique. Au Niger, la rentabilité est plus faible, mais l'objectif est plus stratégique qu'économique. En Namibie, si la mine de Husab (3.500 tonnes d'uranium par an), opérée par la China General Nuclear Power Corporation (CGNPC), a des coûts de production supérieurs à ceux du marché, son exploitation relève avant tout d'une décision stratégique des autorités de Pékin.
Quant aux compagnies, que ce soit Orano (Niger, Canada et Kazakhstan), Cameco (Canada, États-Unis et Kazakhstan), ou encore, Kazatomprom, elles ont une approche économique classique du secteur minier, même si la dimension stratégique est également prise en compte. Autrement dit, si elles perdent de l'argent, elles réduisent l'exploitation.
« C'est ce qui s'est passé avec la mine de McArthur au Canada que nous exploitons avec Cameco, et qui a été mise en sommeil pendant cinq ans ; ou encore au Kazakhstan, où nous avons réduit la production de 20% quand les prix sont devenus trop bas. Comme pour d'autres marchés de commodités, nous nous adaptons à l'évolution des cours », pointe le responsable d'Orano.
Un prix du minerai très volatil
L'évolution du prix du minerai reste en effet le vecteur de l'exploitation, mais aussi de la prospection et de l'exploration pour trouver des gisements dont le coût de production pourrait s'avérer moins cher que ceux déjà identifiés. Or, au cours des 20 dernières années, le prix du minerai a été très volatil, s'affichant à 15 dollars la livre au plus bas et à 120 dollars la livre au plus haut (voir graphique).
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Après la catastrophe de Fukushima au Japon en 2011, les prix ont régulièrement baissé, par un effet ciseau. D'une part, il y a eu une chute de la demande provoquée par la fermeture temporaire des centrales japonaises et la décision de l'Allemagne de geler les programmes de construction de nouveaux réacteurs, et, d'autre part, la hausse de l'offre avec l'ouverture de nouvelles capacités de production, dans les mines de Cigar Lake au Canada, de Rössing en Namibie, ou encore au Kazakhstan.
40-60 dollars la livre, la fourchette minimale pour ouvrir une mine ISL
En réalité, la reprise de la demande d'uranium a été différée car, le facteur structurant du marché, c'est l'arrivée en bout de phase d'exploitation d'importantes mines d'ici cinq à quinze ans. Il faut donc investir dans de nouvelles capacités. Mais il faut un prix minimal qui permette de couvrir ce coût d'investissement ainsi que celui de la production.
« Entre 20 et 30 dollars la livre, c'est insuffisant. Entre 70 et 80 dollars, aujourd'hui, cela ne refléterait pas complètement la capacité du marché à fournir les clients. Entre 40 dollars et 60 dollars, la fourchette dans laquelle il évolue en ce moment, cela reflète l'équilibre actuel, mais c'est le minimum pour lancer des projets de mines ISL, développées en ce moment en Ouzbékistan, au Kazakhstan, et en Mongolie », explique Nicolas Maes.
S'il existe un marché spot de l'uranium dont les échanges sont dominés par des traders et des négociants, c'est plus un benchmark (une référence) qu'une place de livraison, contrairement au marché des non-ferreux de Londres, le London Metal Exchange (LME), qui stocke l'offre physique. En effet, l'uranium est en large part directement vendu aux groupes électriciens qui ensuite achètent des prestations de conversion et d'enrichissement.
Pour les électriciens, il s'agit de sécuriser leurs approvisionnements en contractant à long terme (3 à 5 ans), via des appels d'offres ou, moins fréquemment, de gré à gré. Ainsi, un électricien américain typique peut contractualiser aujourd'hui 200 tonnes par an pour une livraison qui portera sur la période 2026-2031. Cela peut se faire de gré à gré entre un fournisseur et un client, ou à partir d'un appel d'offres, les prix peuvent être fixes ou indexés sur le marché, selon les spécificités du contrat. Chaque acteur a sa stratégie de prix.
Le coût de l'uranium est marginal dans le prix de l'électricité
Car si l'uranium est indispensable pour produire de l'électricité nucléaire, son coût est marginal. Il ne représente que 3 euros dans un prix moyen du mégawatt d'électricité compris entre 50 et 100 euros, soit entre 6% et 3%.
En réalité, le véritable coût du combustible nucléaire, c'est le prix du minerai et sa transformation en assemblage combustible, un processus en quatre étapes.
Le minerai, concassé, purifié et concentré, prend la forme d'une pâte jaune, le fameux « yellow cake » (voir photo en tête d'article), un minerai contenant 80% d'oxyde d'uranium. Puis, il subit une opération de « conversion » qui le transforme en cristaux solide UF6 (constitué de 6 atomes de fluor pour un atome d'uranium), avant d'être « enrichi ». Une opération qui consiste à transformer en gaz la structure de l'uranium naturel constituée de 0,7% d'uranium 235 et de 99,3% d'uranium 238, en faisant passer la part de l'uranium 235, le seul isotope fissile (dont la fragmentation sous l'effet d'un neutron produit l'énergie nucléaire), de 0,7% à 3,5%-5%.
En France, cette opération est réalisée dans les centrifugeuses de l'usine George Besse sur le site du Tricastin d'Orano.
Enfin, la dernière étape est la « déconversion ». L'uranium enrichi en uranium 235 devient une poudre noire, transformée en pastilles qui sont introduites dans des tubes en zirconium (qui a la propriété de laisser passer les neutrons et, à la fois, de résister aux hautes températures et aux pressions) de 3,5 à 4 mètres de long pour environ 1 cm de diamètre, désignés sous le terme de « crayons ». Regroupés en 264 crayons, c'est cet « assemblage combustible » qui est introduit dans le cœur du réacteur de la centrale pour produire de l'électricité.
Quatre pays maîtrisent l'intégralité de la transformation de l'uranium
Or, l'intégralité des étapes de cette fabrication n'est aujourd'hui maîtrisée que par quatre pays : la France (Orano, Framatome, et les sous-traitants associés), la Russie (Rosatom), la Chine (deux compagnies), mais qui n'exporte pas, et les États-Unis, qui doivent cependant importer de l'uranium enrichi de Russie pour satisfaire leur demande locale. La Russie et la France sont aujourd'hui les deux plus importants acteurs, héritage de leurs choix historiques dans la recherche nucléaire.
« La France est donc peu exposée, du fait de la maîtrise de l'ensemble des briques technologiques, dans l'amont du cycle avec les mines, les usines de conversion, d'enrichissement, et avec Framatome pour la fabrication du combustible, et même, l'aval du cycle avec le recyclage », souligne Nicolas Maes.
Pour autant, cela n'empêche pas le marché français de l'uranium enrichi d'être ouvert. Si Orano vend de l'uranium à EDF, ce n'est pas son seul client, il compte aussi parmi ses acheteurs les États-Unis, la Chine, le Japon et la Corée du sud.
De même, EDF achète de l'uranium à d'autres acteurs. Cette diversification participe d'une bonne politique de gestion de risques et également de mécanismes qui rendent résilient le marché de l'uranium.
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Comme l'ensemble de l'industrie extractive, l'exploitation de l'uranium doit intégrer aujourd'hui la Responsabilité Sociétale des Entreprises (RSE). Dans le cas de l'uranium, il y a l'évidente nécessité de protéger les employés de la radioactivité naturelle du minerai. En la matière, il y a des normes nationales et internationales qui définissent la quantité de radioactivité que peuvent recevoir les travailleurs, et que peuvent avoir les populations environnantes en doses ajoutées par rapport à l'environnement naturel. « Chaque travailleur est suivi et on vérifie qu'on respecte les normes », indique Nicolas Maes, précisant que les normes appliquées par Orano sont les mêmes quel que soit le pays et le mode d'exploitation. Ainsi, au Kazakhstan, le recours à un procédé chimique expose peu les travailleurs. Au Canada, avec du minerai à très riche teneur, le contact direct est évité en utilisant par exemple des engins téléguidés. L'autre défi est celui de la décarbonation de l'activité minière. Orano a pris l'engagement de réduire ses émissions de carbone en se fixant deux échéances, à 2025 et à 2030, même si les émissions de gaz à effet de serre des activités minières d'uranium sont inférieures à celles d'une cimenterie. L'autre pan de la décarbonation vise à réduire la quantité d'énergie consommée par l'extraction et le traitement du minerai. Si des progrès d'efficacité énergétique passent par l'adaptation des techniques et la modernisation des équipements, le recours à des centrales solaires, notamment au Niger et en Namibie, peuvent y contribuer, tout comme celui de recourir à une usine de dessalement d'eau de mer, pour réduire l'impact sur l'eau utilisée. Enfin, le troisième impact de l'activité porte sur la biodiversité. L'exploitation minière modifie l'environnement autour du site, ce qui nécessite, pour avoir une politique en matière de biodiversité, de prendre en compte l'intégralité du cycle de vie de la mine : après la dégradation de l'environnement due à l'exploitation, une deuxième phase est la remise en valeur du site qui peut même conduire à améliorer l'environnement d'origine, selon la nature du site. « En France, il y a beaucoup d'anciens sites miniers d'uranium, l'exploitation s'est arrêtée depuis 2001. Quand on les réhabilite, on en fait soit des zones naturelles protégées, des zones humides par exemple, très favorables pour la biodiversité, soit, quand ce n'est pas approprié pour ça, des zones dans lesquelles on va aller mettre des centrales solaires par exemple pour donner une deuxième vie du site en y mettant de la revégétalisation », explique Nicolas Maes.Les mines d'uranium face aux critères RSE
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