Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
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.
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This article is intended to explain and to analyze all the factors which come into play in shaping the uranium market. We point out all the principle data relative to the resources of uranium on the earth; in particular their nature and associated quantities such as are estimated today. For that purpose, we define the various categories of resources by including the "conventional" and "non-conventional" resources. The physical principles which determine the quantities of uranium consumed in nuclear reactors are then discussed. For that purpose, we indicate some orders of magnitude and basic data concerning the performances of the use of natural uranium in the nuclear fuel cycle as well as in the current and future nuclear reactors. We then examine the past evolutions of the production of uranium, as well as the availability of various forms of uranium stocks in the world. On this basis, we present an overview of the main producers of uranium in the world. The last section discusses the issues of the global uranium market as it currently stands: historical data and key market players. We then discuss the economic aspects, by focusing on the available data concerning production costs and market prices as they are applied on the “spot” market and on the long-term market of uranium. The article ends by giving some consideration to the future trends of natural uranium availability as a function of the possible scenarios for the development of nuclear energy.
Auteur(s)
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Dominique GRENECHE : Docteur es-sciences - Consultant (Société Nuclear Consulting), Expert International
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Anne CHAUVIN : Ingénieur - Division combustible nucléaire – Direction production ingénierie – Électricité de France
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Frédéric LAUGIER : Ingénieur - Division combustible nucléaire – Direction production ingénierie – Électricité de France
INTRODUCTION
L'uranium, comme toute autre matière énergétique telle que le charbon, le pétrole ou le gaz, est une substance d'origine naturelle contenue dans l'écorce terrestre (ou l'eau de mer pour l'uranium). Il est donc susceptible d'être exploité pour fournir de l'énergie grâce à des installations appelées « réacteurs nucléaires » qui permettent de réaliser la fission des noyaux d'atomes d'uranium et de dégager ainsi d'énormes quantités de chaleur. Celle-ci peut alors être récupérée directement ou transformée en électricité. Ce métal est en fait connu depuis plus de deux siècles, mais il a été presque ignoré jusqu'à ce jour de mars 1896, où le physicien français Henri Becquerel découvrait le phénomène alors mystérieux de la « radioactivité » en identifiant en même temps l'origine de cette radioactivité : l'uranium (il baptisa d'ailleurs à l'époque de « rayons uraniques » ces étranges émanations de l'uranium). Toutefois, c'est en décembre 1938 que l'uranium devient une matière particulièrement convoitée quand on découvre en Allemagne le processus de fission des noyaux d'atomes d'uranium. Cet attrait devient une véritable fascination pour les savants de l'époque lorsqu'ils réalisent qu'avec ce processus, il est non seulement possible de produire de l'énergie mais aussi de fabriquer des bombes atomiques (cependant au prix de transformations complexes). Aujourd'hui, l'uranium est recherché et exploité pour ses applications énergétiques, et avec le développement de l'« énergie nucléaire » pour la production d'énergie électrique, il est devenu une matière première essentielle voire stratégique pour un bon nombre de pays qui ont recours à cette énergie. Il fait donc l'objet d'un marché mondial gouverné par des facteurs géopolitiques et techniques complexes, compte tenu de la grande diversité des acteurs. Ces acteurs sont d'abord les pays détenteurs des ressources et ensuite les compagnies ou organismes qui les exploitent et enfin les clients qui achètent l'uranium pour faire fonctionner leurs réacteurs nucléaires. Cet article est destiné à examiner les différentes composantes de ce marché sous ses aspects technico-économiques.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
market | Uranium | consumption | scenarios | resources
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Consommations d'uranium naturel (Unat) dans les réacteurs nucléaires
En anglais
1. Uranium : propriétés, utilisations et répartition dans la nature
1.1 Élément uranium (symbole U)
L'uranium est le dernier élément chimique de la classification périodique des éléments naturels, avec 92 protons dans son noyau atomique et à ce titre, c'est donc le plus « lourd ». Dans son état naturel, il est composé de deux isotopes :
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l'uranium 238, noté 238U, dont le noyau renferme 146 neutrons, en proportion massique de 99,29 % ;
-
l'uranium 235, noté 235U, dont le noyau renferme 143 neutrons, en proportion massique de 0,711 %.
Ces deux isotopes principaux sont instables, mais avec une période radioactive extrêmement longue (4,46 milliards d'années pour 238U et 704 millions d'années pour 235U), ce qui explique qu'ils sont encore présents sur terre aujourd'hui.
L'uranium naturel (Unat) contient par ailleurs à l'état de trace de l'uranium 234 (moins de 1 atome pour 10 000), qui est en fait descendant radioactif de 238U. 234U est lui-même radioactif avec une période de période 245 000 ans.
L'uranium fut identifié pour la première fois en 1789, par le chimiste allemand Martin Heinrich Klaproth en chauffant de la pechblende, une forme minérale naturelle d'oxyde d'uranium. Il nomma ce nouvel élément « urane » en référence à la planète Uranus qui venait d'être identifiée. Peu après la découverte de la radioactivité, c'est à partir de cette pechblende, provenant d'une mine de Tchéquie, que Pierre et Marie Curie orientent leur recherche pour identifier en 1898 deux nouveaux éléments : le radium et le polonium, qui sont des descendants très radioactifs de l'uranium. Mais c'est avec la découverte de la fission des noyaux d'atomes d'uranium que cet élément prend soudain une importance majeure et devient alors une ressource naturelle très convoitée.
HAUT DE PAGE1.2 Propriétés et utilisations
L'uranium est un métal de couleur grise, appartenant à la série chimique des actinides. Historiquement, l'uranium a d'abord été utilisé comme pigment dans la verrerie ainsi que dans la céramique et la faïence, sous forme de diuranate de sodium ou d'ammonium. Il a servi également de catalyseur dans certaines réactions chimiques spécialisées et dans...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHOPPIN (G.), RYDBERG (J.), LILJENZIN (J.O.) - Radiochemistry and nuclear chemistry, 2nd ed. of nuclear theory and applications. - Butterworth-Heineman Ltd, Oxford (1995).
-
(2) - Rapport périodique conjoint OCDE/AEN-AIEA - Uranium 2009 : ressources, production et demande. - (Communément appelé « Livre rouge »), Rapport (2010).
-
(3) - BARRÉ (B.), CAPUS (G.) - L'uranium de l'eau de mer : véritable ressource énergétique ou mythe ?. - Revue des ingénieurs, janv.-fév. 2003.
-
(4) - GRENÊCHE (D.), NIGON (J.-L.) - Uranium resources : how much shall we rely upon sea water. - International Congress on Advanced Nuclear Power Plants ICAPP-2003, Cordoue, Espagne, 4-7 mai 2003.
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(5) - REUSS (P.) - Précis de neutronique. - Collection Génie Atomique (INSTN), EDP Sciences.
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