Les matières nucléaires, un enjeu stratégique

Un sujet sensible

L’actualité le montre : un incident local, tel que le blocage du détroit d’Ormuz, par lequel transite environ 20 % de la production mondiale d’hydrocarbures, peut déclencher un choc économique majeur, voire une crise mondiale s’il dure.

Un scénario comparable pourrait-il toucher les matières nucléaires ? La question se pose d’autant plus qu’un pays comme le Kazakhstan concentre à lui seul 40 % de la production mondiale d’uranium et occupe une position géographique stratégique, entre la Russie et la Chine. Un événement récent, la guerre en Ukraine, a montré la sensibilité du sujet : malgré les nombreuses sanctions visant la Russie, les matières premières nucléaires ont été épargnées, tant ce pays reste essentiel pour l’approvisionnement en combustible des centrales américaines et d’Europe de l’Est.

Les matières nucléaires : définition et usages

Trois matières premières sont au cœur de l’énergie nucléaire :

• L’uranium, seule matière naturellement fissile, car il contient l’isotope uranium 235, qui fournit l’énergie.
• Le plutonium, produit dans les réacteurs à partir de l’uranium, et qui contient plusieurs isotopes fissiles.
• Le thorium, qui doit être irradié en réacteur pour produire un isotope fissile exploitable, l’uranium 233.

Ces matières peuvent avoir des usages civils — production d’électricité et de chaleur, applications industrielles et médicales — mais aussi des usages militaires, notamment pour la fabrication d’armes nucléaires, accentuant leur dimension géopolitique.

Leur production, leur transformation et leur emploi sont placés sous le contrôle de l’AIEA, qui assure l’application de traités internationaux encadrant strictement ces activités.

L’uranium : ressource dominante mais avec une chaîne de production concentrée

L’uranium est aujourd’hui la matière dominante de l’énergie nucléaire, car c’est la seule matière fissile présente à l’état naturel.

Depuis le début de l’ère nucléaire, environ 3,5 millions de tonnes d’uranium naturel ont été extraites du sol. Plus de 90 % ont servi à produire de l’électricité, environ 5 % ont été destinées aux armes, et le reste à la recherche ou à des stocks stratégiques. Aujourd’hui, le parc nucléaire mondial consomme environ 60 000 tonnes d’uranium naturel par an.

Les réserves identifiées, exploitables à des coûts proches des niveaux actuels, sont évaluées à environ 6 millions de tonnes, auxquelles s’ajoutent 7,5 millions de tonnes de ressources présumées. Même dans l’hypothèse d’une forte relance du nucléaire, l’uranium naturel devrait donc rester durablement la ressource de référence : avec une consommation moyenne deux fois supérieure à celle d’aujourd’hui, les réserves couvriraient encore aisément une centaine d’années. Cela n’a toutefois pas empêché le retour d’un ancien débat américain des années 1950 sur un possible « peak oil » appliqué à l’uranium. Or l’histoire a montré que ce type de prévision pessimiste peut être démenti par l’émergence de technologies de rupture capables de rebattre profondément les cartes.

La principale vulnérabilité se situe ailleurs : à chaque étape du cycle du combustible, la production et les capacités industrielles sont concentrées dans un nombre limité de pays. Pour l’uranium naturel, les principaux producteurs sont le Kazakhstan (40 % de la production mondiale), le Canada (14 %), la Namibie (11 %), l’Australie (9 %) et l’Ouzbékistan (7 %). Or les relations avec ces fournisseurs peuvent être affectées par des tensions géopolitiques. D’où la nécessité de diversifier les sources d’approvisionnement et de conserver des stocks importants pour absorber les chocs — une stratégie plus aisée dans le nucléaire, énergie très concentrée, que dans le gaz ou le pétrole. La France l’a encore montré récemment avec la perte de l’accès à l’uranium nigérien, sans impact direct sur l’alimentation de ses réacteurs.

Les autres étapes du cycle du combustible, l’enrichissement et la séparation

Ce sont deux étapes très sensibles, car duales, pouvant être utilisées à des fin civiles ou militaires.

L’enrichissement : cette étape permet de concentrer la matière fissile et produit en parallèle des stocks d’uranium appauvri. Longtemps maîtrisée par un nombre très limité de pays, cette technologie commence à se diffuser, avec une quinzaine de pays disposant désormais d’installations opérationnelles.

La séparation du plutonium et de l’uranium du combustible usé : cette opération n’est déployée à l’échelle industrielle que dans très peu de pays et apparaît aujourd’hui comme une spécialité française.

Depuis les débuts du nucléaire, environ 4 000 tonnes de plutonium ont été produites dans le monde, dont 380 tonnes ont été séparées, principalement au Royaume-Uni et en France, avec environ 115 tonnes dans chacun de ces deux pays.

Enfin, globalement, ressource majeure, il reste un peu moins de 3 millions de tonnes d’uranium dans les combustibles déchargé, potentiellement réutilisables s’il était séparé et réenrichi.

Le Thorium, une ressource quasi-inutilisée

Il y eu quelques tentatives d’emploi, très marginale, avec seulement une cinquantaine de tonnes employées, principalement dans un réacteur américain il y a environ soixante ans.

Et la France ?

Dans la géopolitique des matières premières nucléaires, la France dispose d’atouts majeurs.

D’abord, comme pour le pétrole avec Total Energies, elle s’appuie sur Orano, l’un des grands acteurs mondiaux du cycle du combustible. Le groupe explore les ressources en uranium, les exploite avec des partenaires locaux, puis assure la conversion, l’enrichissement, le traitement du combustible usé et la séparation des matières fissiles réutilisables.

EDF, le producteur d’électricité nucléaire, dispose également de stocks tampons d’uranium naturel, variables mais suffisants pour plusieurs années d’exploitation de son parc, ainsi que d’environ 115 tonnes de plutonium séparé et de 32 000 tonnes d’uranium retraité. En cas de crise majeure, ces matières constitueraient, en mono-recyclage, une réserve rapidement mobilisable, capable d’assurer une dizaine d’années de fonctionnement autonome des réacteurs français. Leur usage, déjà autorisé de longue date par l’Autorité de sûreté nucléaire et largement pratiqué, pourrait donc être renforcé en situation de crise.

S’y ajoutent plusieurs centaines de milliers de tonnes de combustible usé, déchargé des réacteurs et en attente de retraitement. Leur valorisation reste toutefois contrainte par la capacité annuelle de séparation de l’usine de La Hague, dont la prolongation jusqu’en 2100 a récemment été retenue par le Comité de politique nucléaire. La France détient aussi d’importants stocks d’uranium appauvri, issu de l’enrichissement, utilisable comme matériau fertile dans des réacteurs à neutrons rapides, dont le développement est relancé.

La France semble ainsi bien préparée à d’éventuelles tensions sur l’approvisionnement en uranium naturel. Cette solidité repose sur une stratégie énergétique globalement cohérente, construite sur de nombreuses décennies malgré quelques inflexions. Dans un contexte international tendu, marqué par la multiplication des projets de réacteurs et par une demande d’uranium appelée à progresser, le choix français du retraitement du combustible usé apparaît renforcé. Les délais longs du nucléaire et le niveau élevé des investissements nécessaires imposent en effet une anticipation de très long terme. La construction de nouveaux réacteurs, la modernisation de l’usine de retraitement et la relance d’un programme de réacteurs à neutrons rapides prolongent cette logique. Bien que ces choix exigent des financements considérables, ils constituent la condition du maintien d’un système électrique résilient.

*Ancien président de NucAdvisor, fondateur et concepteur de Calogena