Le combustible nucléaire, une fois irradié en réacteur, devient un combustible usé dont il faut s’occuper. Cet article décrit les deux solutions existantes pour leur traitement : l’entreposage de longue durée suivi du stockage définitif et le retraitement destiné à récupérer puis recycler les matières valorisables contenues dans les combustibles usés. Cet article détaille les aspects techniques, en décrivant les procédés et les outils industriels utilisés, ainsi que les marchés de chaque secteur d’activité. Dans une seconde partie, les aspects génériques du cycle du combustible sont traités en abordant les transports, les déchets d’exploitation des usines, l’économie, la sûreté, le démantèlement des installations, et enfin quelques aspects géopolitiques liés au développement du cycle du combustible.

Dans cet article, on présente quelques notions de base sur le combustible des réacteurs nucléaires et sur ce qui est appelé le «cycle du combustible ». On précise par ailleurs quelques ordres de grandeur notamment sur les flux de matières nucléaires gérées dans ce cycle et on introduit quelques notions de base sur la chimie de l’uranium et des actinides. On décrit ensuite les différentes étapes du processus couramment appelé « amont du cycle du combustible », qui consiste à l’élaboration d’un élément combustible prêt à être chargé dans un réacteur nucléaire. On examine successivement la prospection et le traitement de l’uranium, sa conversion, son enrichissement, et enfin la fabrication du combustible. Pour chacun de ces secteurs, on traite non seulement les aspects techniques en décrivant notamment les procédés mis en œuvre et les outils industriels utilisés, mais aussi les marchés de chaque secteur d’activité.

Le cycle du combustible à base de thorium peut être envisagé en complément ou même en remplacement du cycle classique à uranium pour le fonctionnement des réacteurs nucléaires. Les différents problèmes soulevés par l'utilisation du cycle thorium à une échelle industrielle sont présentés, depuis l'amont du cycle jusqu'à l'étape finale de traitement du combustible usé et du recyclage des matières, ainsi que vis-à-vis de la gestion des déchets associés à ce cycle. Enfin on aborde quelques aspects génériques liés à la mise en oeuvre du cycle au thorium, en particulier les questions de non prolifération et d'économie.

Cet article s’attache à exposer et à analyser la formation du marché de l'uranium. Un bref résumé des données relatives aux ressources terrestres en uranium est tout d’abord effectué. Les différentes catégories de ressources sont exposées. Sont ensuite expliqués les principes physiques qui déterminent les quantités d'uranium consommées dans les réacteurs nucléaires, à l’aide de données de base concernant les performances d'utilisation de l'uranium naturel. Les évolutions passées de la production d'uranium, ainsi que les disponibilités liées aux stocks mondiaux d'uranium sous différentes formes sont ensuite examinées. L’article traite enfin des questions liées au marché mondial de l'uranium tel qu'il se présente actuellement : données historiques et principaux acteurs du marché. Finalement, les aspects économiques sont abordés, en s'appuyant sur les données disponibles concernant les coûts de production et les prix pratiqués sur le marché « spot » et sur le marché à long terme.