Chapô — Présent dans la croûte terrestre, l’uranium est un métal radioactif utilisé principalement pour produire le combustible des centrales nucléaires. Le minerai extrait ne peut toutefois pas être chargé directement dans la plupart des réacteurs : il doit être concentré, converti, parfois enrichi puis transformé en pastilles. Cette chaîne industrielle, concentrée dans quelques pays, fait de l’uranium un enjeu à la fois énergétique, minier et géopolitique. En Afrique, la Namibie et le Niger figurent parmi les producteurs historiques du continent.
Repères clés
- Nature : métal lourd naturellement radioactif présent dans les roches et les sols.
- Isotopes : l’uranium naturel contient environ 99,3 % d’uranium 238 et 0,7 % d’uranium 235.
- Production mondiale : environ 60 200 tonnes d’uranium ont été extraites des mines en 2024.
- Principaux producteurs africains en 2024 : Namibie, avec environ 7 300 tonnes, et Niger, avec près de 1 000 tonnes.
Qu’est-ce que l’uranium naturel ?
L’uranium est un élément chimique naturellement présent dans la plupart des roches, mais généralement à de faibles concentrations. Il est désigné par le symbole U et porte le numéro atomique 92. Ses principaux isotopes sont l’uranium 238 (U-238) et l’uranium 235 (U-235). Le premier représente la très grande majorité de l’uranium naturel. Le second, bien plus rare, peut entretenir une réaction de fission dans les conditions réunies au sein d’un réacteur nucléaire.
Le minerai uranifère n’est pas une matière première prête à l’emploi. Après extraction, il est concassé puis traité afin d’isoler et de concentrer l’uranium. Le produit obtenu est souvent appelé « yellowcake » en raison de sa couleur habituelle, bien que son aspect puisse varier. Il s’agit d’un concentré chimique, principalement sous forme d’oxyde d’uranium, et non de combustible nucléaire fini.
Comment l’uranium est-il extrait ?
La méthode choisie dépend de la géologie du gisement, de la teneur du minerai, de sa profondeur, de la disponibilité de l’eau et des règles environnementales. Les mines à ciel ouvert retirent les couches de roche qui recouvrent un gisement proche de la surface. Les mines souterraines ciblent des gisements plus profonds et exigent des mesures de sécurité spécifiques, notamment pour maîtriser l’exposition au radon et aux poussières.
Une troisième méthode, la récupération in situ, consiste à faire circuler une solution dans une formation géologique poreuse afin de dissoudre l’uranium, puis à pomper cette solution vers une installation de traitement. Elle limite l’excavation de grandes quantités de roche, mais nécessite une caractérisation approfondie du sous-sol et une surveillance des eaux souterraines. Plus de la moitié de la production minière mondiale récente provient de cette technique, particulièrement utilisée au Kazakhstan.
Dans les mines conventionnelles, le minerai est broyé puis lixivié à l’aide de solutions adaptées. L’uranium est récupéré et concentré, tandis que les résidus miniers sont stockés dans des installations aménagées. Ces résidus contiennent encore des éléments radioactifs naturels et des substances chimiques. Leur confinement, la gestion de l’eau, la stabilité des digues et le suivi après la fermeture du site font partie des responsabilités de l’exploitant et des autorités.
Du minerai au combustible nucléaire
Après le broyage et le traitement, le concentré d’uranium doit franchir plusieurs étapes avant d’alimenter la plupart des réacteurs à eau légère. Il est d’abord converti en hexafluorure d’uranium, un composé qui peut être utilisé sous forme gazeuse dans les installations d’enrichissement. L’enrichissement augmente la proportion d’U-235, généralement jusqu’à quelques pour cent pour le combustible des réacteurs à eau légère.
L’uranium enrichi est ensuite transformé en poudre de dioxyde d’uranium. Cette poudre est pressée et cuite pour former de petites pastilles céramiques. Empilées dans des tubes métalliques, elles deviennent des crayons, eux-mêmes assemblés en éléments combustibles. Ces assemblages sont conçus pour un type de réacteur donné et sont chargés dans le cœur de la centrale.
Tous les réacteurs ne suivent pas exactement le même parcours. Certains utilisent de l’uranium naturel ou un combustible faiblement enrichi selon leur conception. Mais, pour les réacteurs à eau légère qui dominent le parc nucléaire mondial, l’enrichissement est une étape centrale. Après leur utilisation, les assemblages deviennent du combustible usé : ils doivent être refroidis, entreposés et, selon les politiques nationales, retraités ou destinés à un stockage définitif.
Ressources, production et sécurité d’approvisionnement
Les ressources identifiées ne sont pas des réserves immédiatement disponibles. Leur extraction dépend du prix de l’uranium, de la qualité des gisements, des infrastructures, des autorisations et des investissements. L’édition 2024 du bilan conjoint de l’Agence pour l’énergie nucléaire et de l’Agence internationale de l’énergie atomique estime à près de 7,9 millions de tonnes les ressources identifiées récupérables dans plusieurs catégories de coûts, sur la base des données disponibles au début de 2023. Elle souligne toutefois que de nouveaux investissements dans l’exploration, les mines et les installations de traitement seront nécessaires pour accompagner une forte croissance du nucléaire.
La production reste géographiquement concentrée. En 2024, le Kazakhstan a fourni environ 39 % de l’uranium extrait dans le monde, devant le Canada et la Namibie. Les chaînes d’approvisionnement ne se limitent pas aux mines : la conversion et l’enrichissement constituent aussi des maillons spécialisés, répartis entre un nombre restreint de pays. Un approvisionnement sûr suppose donc des contrats à long terme, des stocks, des sources diversifiées et des capacités industrielles tout au long du cycle.
La place de l’Afrique
La Namibie est le premier producteur africain et le troisième à l’échelle mondiale en 2024, avec environ 7 300 tonnes d’uranium. Le Niger a produit près de 1 000 tonnes cette même année, dans un contexte de transformation de la filière nationale et de relations changeantes avec les opérateurs. L’Afrique du Sud dispose également de ressources, mais sa production minière demeure limitée par rapport aux grands producteurs mondiaux. D’autres pays, comme la Tanzanie et le Botswana, sont associés à des projets ou à des ressources encore à développer.
Pour les pays producteurs, les retombées ne se mesurent pas uniquement aux volumes exportés. Les recettes publiques, l’emploi, la formation, les achats locaux et le contrôle des impacts sanitaires et environnementaux sont déterminants. La transformation plus poussée du minerai peut créer de la valeur, mais les installations de conversion et d’enrichissement exigent des capitaux, des compétences, une énergie fiable, des normes de sûreté élevées et un marché suffisamment prévisible.
La question centrale est donc celle de la gouvernance de la ressource. La transparence des contrats, la répartition des revenus, la protection des travailleurs, le suivi radiologique et la réhabilitation des sites doivent accompagner l’exploitation. Une hausse de la demande nucléaire peut renforcer l’intérêt pour les gisements africains ; elle ne garantit pas, à elle seule, que les bénéfices économiques et industriels profiteront aux populations du pays producteur.
Questions fréquentes
L’uranium naturel est-il radioactif ?
Oui. Il émet des rayonnements ionisants, mais le niveau de risque dépend de la forme du matériau, de sa concentration et de la durée d’exposition. L’extraction et le traitement exigent des mesures de radioprotection, de contrôle des poussières et de surveillance de l’environnement.
Le yellowcake peut-il alimenter directement une centrale ?
Non. Il s’agit d’un concentré intermédiaire. Il doit être converti, puis enrichi pour la majorité des réacteurs à eau légère, avant d’être transformé en combustible sous forme de pastilles et d’assemblages.
L’uranium est-il une énergie renouvelable ?
Non. C’est une ressource minérale finie, extraite du sous-sol. L’énergie nucléaire est généralement classée parmi les sources bas-carbone pendant la production d’électricité, mais son cycle comprend l’extraction, la fabrication du combustible, la gestion des déchets et le démantèlement.