Du minerai au réacteur : l’importance des chaînes d’approvisionnement en uranium

À retenir

L’ère de l’énergie fiable et bas carbone

La demande en électricité s’accélère. Le secteur des transports se tourne vers les véhicules électriques, l’industrie électrifie ses processus et ses systèmes de chauffage et les foyers utilisent de plus en plus de pompes à chaleur. À cela s’ajoutent les centres de données, alimentés par les services cloud et l’intelligence artificielle (IA), qui apparaissent comme de grands consommateurs d’électricité en fonctionnement continu. Le point commun est simple : ces charges fonctionnent pendant de longues heures et nécessitent une alimentation fiable, non seulement en termes de quantité totale d’énergie, mais aussi en fonction des pics de consommation.

Illustration 1 : Consommation énergétique des centres de données aux États-Unis (TWh) et en % de la demande totale d’électricité aux États-Unis

Source : McKinsey, Comment les centres de données et le secteur de l’énergie peuvent répondre aux besoins énergétiques croissants de l’IA (septembre 2024). 
Les prévisions ne constituent pas un indicateur des performances futures, et tout investissement s’accompagne de risques et d’incertitudes.

Le nucléaire répond parfaitement aux besoins actuels. Il génère des émissions très faibles tout au long de son cycle de vie, en s’alignant sur les objectifs de zéro émission nette, et assure une production stable indépendamment des conditions météorologiques. Cette fiabilité en fait un complément naturel à l’éolien et au solaire, qui sont essentiels, mais variables. Les centres de données, où les interruptions de service sont onéreuses et où l’utilisation de diesel de secours est peu attractive, ont impérativement besoin d’une électricité bas carbone. Les coûts du combustible nucléaire représentent une part modeste du coût total de production, et une fois les centrales en fonctionnement, leur production est relativement protégée des fluctuations des matières premières, assurant une électricité prévisible sur de longues périodes.

Deux autres aspects clés doivent être pris en compte lors de la planification des systèmes. Tout d’abord, le déficit de fermeté : les réseaux ne peuvent absorber qu’une certaine variabilité avant d’avoir besoin d’une production stable ou de solutions de stockage longue durée à grande échelle. Le stockage s’améliore, mais n’est pas encore suffisamment déployé pour combler les écarts saisonniers ou sur plusieurs jours. Deuxièmement, l’emplacement et l’utilisation des sols : les centrales nucléaires produisent de grandes quantités d’électricité propre avec une empreinte réduite et peuvent être implantées à proximité des principaux centres de consommation, ce qui facilite la gestion des contraintes de transmission. Cela est particulièrement utile lorsque le développement des clusters de centres de données dépasse la capacité d’évolution du réseau. En bref, l’électrification croissante et la digitalisation augmentent les besoins en charge de base. Le nucléaire représente le pilier bas carbone et à haute fiabilité sur lequel se développent les énergies renouvelables sans menacer la stabilité du système.

L’importance de l’extraction de l’uranium

L’offre réagit lentement. Les nouveaux projets d’uranium nécessitent généralement 10 à 20 ans entre la découverte et la mise en production, ce qui signifie que les pics de prix à court terme n’entraînent pas une augmentation immédiate des volumes. Le cycle devient ainsi particulièrement sensible aux signaux de prix persistants et aux décisions d’investissement à horizon long.

L’épuisement et la concentration accroissent la vulnérabilité. Le rapport 2025 de l’Association nucléaire mondiale sur les combustibles signale une forte augmentation des besoins en réacteurs, autour de 86 000 tonnes d’ici 2030, pour atteindre environ 150 000 tonnes d’ici 2040¹, tandis que la production des mines actuelles pourrait diminuer de moitié entre 2030 et 2040 à mesure que les gisements existants s’épuisent, créant ainsi un écart significatif². En termes simples : sans nouvelles sources d’approvisionnement, l’industrie devra s’appuyer davantage sur les redémarrages et le matériel secondaire, précisément au moment où la demande s’accélère.

Illustration 2 : Capacité mondiale de production nucléaire selon les scénarios, 2023 - 2050

Source : AIE, « En route vers une nouvelle ère pour l’énergie nucléaire (janvier 2025) ». STEPS désigne le scénario « Politiques annoncées » (Stated Policies Scenario), APS désigne le scénario « Nouveaux engagements annoncés » (Announced Pledges Scenario), NZE désigne le scénario « Zéro émission nette à l’horizon 2050 » (Net Zero Emissions by 2050) et E signifie « estimation ». 
Les prévisions ne constituent pas un indicateur des performances futures, et tout investissement s’accompagne de risques et d’incertitudes.

Les redémarrages apportent un soutien, mais plus lentement que ne le suggèrent les gros titres. Plusieurs exploitations majeures ont été remises en service ou accélèrent leur production, mais les délais se sont allongés et les prévisions ont été revues à la baisse. Aux États-Unis, des producteurs comme Energy Fuels et Uranium Energy ont réduit leurs prévisions, tandis que Paladin a été confrontée à des difficultés liées aux conditions météorologiques. Même le premier producteur mondial, Kazatomprom, évoque des contraintes liées à l’acide sulfurique et des retards de projets, des problèmes impossibles à résoudre du jour au lendemain et qui peuvent se répercuter sur le marché.

Les activités en amont sont directement liées aux opérations intermédiaires. Lorsque les capacités d’enrichissement sont sous tension, les exploitants nucléaires augmentent souvent le taux de rejet afin de réduire les unités de travail de séparation (UTS)³. Cela permet de réduire les UTS par kg de produit, mais augmente la quantité d’uranium naturel nécessaire par kg. Même si le nombre de réacteurs reste inchangé, cette pratique entraîne un surcroît de besoins en amont. C’est la raison pour laquelle un approvisionnement minier résilient et diversifié est essentiel dans un contexte de rééquilibrage de la chaîne d’approvisionnement en combustible.

Enrichissement de l’uranium : un goulet d’étranglement potentiel pour le secteur nucléaire américain

Depuis le milieu d’année 2025, l’élan politique aux États-Unis a stimulé les actions liées au nucléaire et à l’uranium. La prochaine étape de croissance dépend toutefois de la localisation et du mode de traitement du combustible. Après l’extraction, le minerai passe par les étapes de conversion, d’enrichissement, de déconversion et de fabrication avant de devenir un combustible pour réacteur. L’enrichissement est l’étape la plus exigeante sur le plan technique, nécessitant des cascades de centrifugeuses de précision. En outre, la capacité est hautement concentrée, avec environ 43 % des capacités mondiales situées en Russie⁴.

Illustration 3 : Capacité mondiale d’enrichissement de l’uranium par pays

Source : Association nucléaire mondiale et sites Web d’entreprises, 2025. La capacité d’enrichissement est attribuée à chaque pays en fonction de la localisation des centrales.

Les États-Unis dépendent depuis longtemps des importations pour les services d’enrichissement. Ces dernières années, environ 70 % des achats américains d’enrichissement ont été importés, dont environ 25 % en provenance de Russie⁵. Une nouvelle loi américaine⁶ prévoit la suppression progressive des importations d’uranium enrichi russe d’ici 2028, créant ainsi un déficit à court terme pour les pays occidentaux tant que de nouvelles centrifugeuses ne seront pas mises en service. Urenco USA a commencé à alimenter une nouvelle cascade, mais les échéances impliquent un allègement progressif, et non immédiat, des contraintes.

Illustration 4 : Achats de services d’enrichissement par les propriétaires et exploitants de réacteurs nucléaires civils américains par pays d’origine et par année, de 2019 à 2023

Source : Agence américaine d’information sur l’énergie. UTS désigne les unités de travail de séparation.

La plupart des grandes capacités d’enrichissement sont détenues par l’État ou par des entreprises non cotées, ce qui limite l’exposition directe des investisseurs. Deux angles d’investissement se démarquent dans le contexte du marché américain : Centrus Energy, unique acteur américain coté dans l’enrichissement, a livré ses premiers volumes d’UFE à forte teneur⁷ et a amorcé la constitution d’une base d’approvisionnement domestique, avec une perspective d’expansion des cascades (et potentiellement de l’UFE⁸) au fur et à mesure de la conclusion de contrats et de la mobilisation de financements. Cameco et Silex Systems mènent des recherches sur l’enrichissement par laser dans le cadre d’une coentreprise⁹. Cette technique pourrait offrir une capacité flexible et potentiellement moins coûteuse si elle était commercialisée à grande échelle. Ces deux acteurs restent modestes face aux leaders du secteur, mais la carence stratégique de l’enrichissement en Occident leur offre clairement des possibilités à mesure que de nouveaux contrats sont signés, que les politiques de soutien se mettent en place et que la diversification des services publics progresse.

Conclusion

Les systèmes électriques ont besoin d’une plus grande quantité d’énergie fiable et bas carbone à l’heure où l’électrification et les centres de données redéfinissent la demande. Le nucléaire fournit d’ores et déjà ce type d’énergie, grâce à une utilisation élevée et des coûts d’exploitation prévisibles. Dans un contexte de hausse de la demande de production nucléaire, résultant des prolongations de durée de vie, des surpuissances et des nouvelles installations, la chaîne d’approvisionnement en combustible rattrape son retard. Après plusieurs années de sous-investissement, l’écart entre la production minière et les besoins s’est creusé, et se voit exacerbé face à un enrichissement limité. L’augmentation des taux de rejet afin de réduire les UTS entraîne en effet une hausse des besoins en uranium naturel. Les opérations intermédiaires de conversion et d’enrichissement constituent actuellement les principaux points de tension, notamment en Occident, et leur résolution exigera du temps et des investissements. La conclusion est simple : uranium et nucléaire forment un système, et au cours des prochaines années, les résultats dépendront tout autant de l’équilibre entre extraction et traitement que du nombre de réacteurs annoncés.

¹FT : Les pénuries d’uranium menacent la renaissance du nucléaire, prévient l’industrie
²FT : Les pénuries d’uranium menacent la renaissance du nucléaire, prévient l’industrie
³Unités de travail de séparation : quantité de séparation effectuée par un procédé d’enrichissement de l’uranium
⁴Association nucléaire mondiale
⁵Agence américaine d’information sur l’énergie
⁶Prohibiting Russian Uranium Imports Act
⁷Uranium faiblement enrichi à forte teneur
⁸Uranium faiblement enrichi
⁹Global Laser Enrichment