Uranium

L'uranium235 est l'un des éléments les plus lourds et les plus répandus dans la croûte terrestre. Sa propriété physique la plus remarquable est sa radioactivité, qui contribue grandement au rayonnement de fond de la Terre. Un isotope d'uranium peut émettre des quantités énormes d'énergie par fission nucléaire, c'est-à-dire par la division de ses atomes. La fission complète d'un isotope d'uranium U235 peut générer 2,5 millions de fois plus de chaleur que la combustion d'une masse égale de carbone sous forme de bois, de charbon ou de gaz naturel.

L'uranium sert principalement à alimenter les réacteurs nucléaires, dans lesquels l'énergie émise lors d'une réaction de fission contrôlée est utilisée pour produire de l'électricité. En 1997, plus de 400 réacteurs généraient environ 17 p. 100 de l'électricité dans le monde. Au Canada, une capacité de production nucléaire d'environ 14 700 MW était à la source d'environ 14 p. 100 de la quantité d'électricité générée cette même année et près de la moitié de l'électricité produite alors en Ontario provenait des réacteurs nucléaires..

Le Canada est le principal producteur d'uranium au monde. La production canadienne de 1997 se chiffrait à plus de 12 000 tU (tonnes d'uranium), soit environ un tiers du total mondial. Cette même année, les exportations canadiennes d'uranium étaient évaluées à 550 millions de dollars. L'extraction, la concentration et le traitement de l'uranium fournissaient des emplois permanents et à temps plein à près de 1 500 Canadiens. Les sociétés minières d'uranium forment et emploient de nombreux habitants du Nord, dont bien des Autochtones.

Toutes les activités d'extraction de l'uranium se font dans le nord de la Saskatchewan. La Corporation Cameco et COGEMA Resources Inc. (CRI) possèdent et exploitent les trois centres de production d'uranium actuellement actifs, soit Cluff Lake (appartenant à CRI) et Key Lake et Rabbit Lake (les deux appartenant à Cameco).

Comme les ressources locales sont pratiquement épuisées à ces sites, de nouveaux centres de production sont mis sur pied dans le nord de la Saskatchewan. Ces nouveaux centres ont tous été soumis avec succès à un processus public d'évaluation environnementale fédéral-provincial. Les centres de McClean Lake et de McArthur River ont commencé leurs activités en 1999 et ceux de Cigar Lake et de Midwest devraient commencer leur production en 2002 et en 2003 respectivement. En s'assurant que ces projets se réalisent comme prévu, on maintiendra la position du Canada comme chef de file mondial de la production d'uranium dans l'avenir prévisible.

Bien que Cameco et CRI soient les propriétaires-promoteurs majoritaires de ces nouvelles installations, la plupart représentent des partenariats internationaux. Le niveau des intérêts étrangers dans les gisements d'uranium est limité, tout comme dans les autres secteurs clés de l'économie canadienne (p. ex., opérations bancaires, radiodiffusion et transport). Depuis 1970, le Canada a appliqué une politique spéciale sur les droits de propriété des non résidents dans le secteur de l'exploitation de l'uranium. Cette politique assure que des Canadiens possèdent au moins 51 p. 100 de chaque usine de production d'uranium aux premières étapes de la production. Des intérêts canadiens inférieurs à 51 p. 100 sont permis lorsque l'on peut clairement démontrer que le projet est sous contrôle canadien.

Tous les aspects de la production d'uranium et, en fait, tous les aspects du cycle de combustible nucléaire sont soumis à la réglementation stricte d'un organisme fédéral indépendant, la Commission canadienne de sûreté nucléaire (qui s'appelait auparavant la Commission de contrôle de l'énergie atomique). Le cycle de combustible nucléaire est de compétence fédérale aux termes de la Loi sur la sécurité et le contrôle de l'énergie nucléaire qui a remplacé en l'an 2000 la Loi sur le contrôle de l'énergie atomique. Au même moment, la Commission de contrôle de l'énergie atomique est devenue la Commission canadienne de sûreté nucléaire.

Ressources et capacité
Le Canada possède d'importantes ressources en uranium d'un intérêt économique actuel, dans des gisements qui se classent aux premiers rangs mondiaux. Au 1er janvier 1998, les ressources récupérables totales en uranium étaient évaluées à 419 000 tU, ce qui équivaut à environ 40 années de production au rythme actuel. La majeure partie des ressources canadiennes dont la récupération est jugée rentable se trouvent dans le bassin de l'Athabasca, au nord de la Saskatchewan.

L'exploitation de ces gisements présente plusieurs défis d'ordre technique en ce qui a trait à l'eau souterraine, aux propriétés des roches et à la radioprotection. Les producteurs canadiens d'uranium font face à ces défis en élaborant des techniques de congélation du sol et des méthodes d'exploitation souterraine mécanisée non invasive.

Le projet de McClean Lake comprend une usine de pointe, à proximité de nombreux gisements de minerai. La plupart des gisements, qui ont une teneur moyenne de 3 p. 100, seront exploités à ciel ouvert. Mais l'un de ces gisements, se trouvant à quelque 170 m sous terre (avec une teneur moyenne de 4 p. 100) sera exploité comme une mine souterraine. Le site de McClean Lake comprend plus de 17 000 tU.

La mine souterraine de McArthur River exploite le plus grand gisement à haute teneur au monde (185 000 tU, avec une teneur moyenne de 13 p. 100). Sa capacité de production est de 6 900 tU/an à plein régime. Tout le minerai de McArthur River sera traité à l'usine de Key Lake.

Cigar Lake, le deuxième gisement à haute teneur en importance au monde (135 000 tU, avec une teneur moyenne de 12 p. 100), devrait commencer ses activités en 2002. À plein régime, on prévoit que la mine souterraine de Cigar Lake produira 6 900 tU/an. Le traitement du minerai se fera aux usines de McClean Lake et de Rabbit Lake.

Le début des activités de la mine Midwest est prévu pour 2003. Le gisement (13 000 tU, avec une teneur moyenne de 4 p. 100) se trouve à quelque 200 m sous terre, et sera également exploité comme mine souterraine. Tout le minerai sera traité à l'usine de McClean Lake.

La possibilité de nouvelles découvertes de grands gisements à haute teneur continue d'encourager d'importants efforts de prospection qui se sont chiffrés à près de 30 millions de dollars en 1997. Une autre tranche de 30 millions de dollars a été consacrée à la prospection souterraine de pointe, à l'évaluation des gisements et à des projets d'entretien et de suivi en voie de développement. La prospection se fait surtout dans le bassin de l'Athabasca, en Saskatchewan, et dans le bassin Thelon, au Nunavut.

Production, transformation et transport
La plupart des dangers qui menacent les exploitations d'uranium se retrouvent dans les autres activités minières. La sécurité dans le secteur de l'uranium, tout comme dans d'autres mines souterraines, est compromise par la présence de gaz de radon radioactif, un sous-produit de la chaîne de désintégration radioactive de l'uranium. Ce danger potentiel est réduit par l'utilisation de puissants systèmes de ventilation. Les mineurs utilisent également de l'équipement spécialement blindé et téléguidé pour réduire l'exposition à la radiation.

Pour les nouvelles exploitations à haute teneur à McArthur River et à Cigar Lake, on utilisera des méthodes d'extraction à distance, sans contact direct. De plus, le minerai sera concassé et broyé dans des installations souterraines à distance, transporté dans des conteneurs blindés et repris à l'usine dans des unités de réception spécialement blindées. Les travailleurs ne seront pratiquement plus exposés au minerai à haute teneur.

Le minerai est traité dans une usine afin d'isoler l'uranium au moyen de procédés chimiques qui éliminent les impuretés. On traite tous les déchets et l'eau de la mine ainsi que les résidus de traitement avant d'en disposer. Pour maintenir la production malgré la réduction des ressources locales, l'usine de Rabbit Lake transformera une partie du minerai de Cigar Lake et l'usine de Key Lake sera alimentée de minerai de McArthur River. Cependant, l'exploitation de Cluff Lake sera interrompue en l'an 2000. La nouvelle usine de McClean Lake transformera le minerai local, de la mine Midwest et une partie du minerai de Cigar Lake.

Le concentré d'uranium (ou « yellowcake ») est produit dans les usines. Il faut le transformer davantage afin de le rendre propre à servir de combustible dans les réacteurs nucléaires. Les réacteurs à eau lourde sous pression CANDU, de conception canadienne, et les réacteurs à eau ordinaire, plus répandus, nécessitent deux chaînes de transformation différentes. Les deux débutent dans une installation de conversion. L'installation canadienne effectue les deux chaînes, mais les trois autres établissements commerciaux du monde (aux États-Unis, en France et au Royaume-Uni) sont consacrés à la chaîne pour les réacteurs à eau ordinaire.

Le concentré d'uranium est chargé dans des fûts à bague d'étanchéité sur les sites des mines, puis il est acheminé par la route vers l'installation de conversion. Les envois de concentrés canadiens destinés à l'Europe partent presque exclusivement du port de Montréal. Ceux qui seront transformés au Canada sont acheminés vers l'installation de conversion de Cameco, qui compte deux emplacements ontariens : Blind River et Port Hope. Cameco transforme une bonne partie des concentrés produits au Canada, ainsi que ceux d'autres pays producteurs d'uranium.

À l'installation de Blind River, on commence par affiner les concentrés afin d'éliminer les impuretés. Puis on les convertit par un procédé chimique en trioxyde d'uranium (UO3). Le trioxyde d'uranium est transporté par camion, dans des conteneurs spécialement conçus, vers Port Hope, où il est converti soit en dioxyde d'uranium (UO2), soit en hexafluorure d'uranium (UF6). Ces deux produits sont considérés comme de l'uranium « naturel » (tout comme le minerai d'uranium, ils contiennent 0,711 p. 100 d'isotope U235). Le dioxyde d'uranium naturel sert principalement à la fabrication d'éléments combustibles pour les réacteurs CANDU. L'hexafluorure d'uranium doit être « enrichi » (la proportion de l'isotope fissile U235 est augmentée au-delà de sa valeur naturelle) avant de devenir un combustible pour les réacteurs à eau ordinaire.

La poudre de dioxyde d'uranium naturel est emballée dans des fûts et envoyée à l'un des deux fabricants de combustible au Canada, soit à la société Zircatec Precision Industries Inc. ou à la Générale Électrique du Canada inc. (GE). Les deux fabriquent exclusivement des assemblages de combustible d'uranium à partir d'uranium naturel. Dans la chaîne de la GE, la poudre de dioxyde d'uranium est premièrement pressée pour lui donner une forme cylindrique, puis « brûlée » pour former des pastilles de combustible à l'installation d'agglomération, à Toronto. Les pastilles, d'une longueur approximative de 2 cm et d'un diamètre de 1 cm, sont ensuite transportées par camion vers une usine de Peterborough, en Ontario, où elles sont placées dans des gaines d'alliage de zirconium longues de 50 cm et fixées de façon à former des crayons de combustible de 10 cm de diamètre, destinés aux réacteurs CANDU au Canada et à l'étranger.

Il n'y a pas d'installation de fabrication de combustible au Canada qui soit en mesure de traiter l'uranium enrichi, donc l'hexafluorure d'uranium naturel est transporté dans des conteneurs d'acier spécialement conçus vers des usines d'enrichissement aux États-Unis, en France, au Royaume-Uni, en Allemagne ou aux Pays-Bas. Il y est traité jusqu'à ce que la teneur en isotope U235 atteigne environ 4 p. 100. L'hexafluorure d'uranium destiné aux usines d'enrichissement européennes quitte le pays au port de Montréal.

Commerce et consommation
Le marché commercial de l'uranium est différent de celui des autres minéraux. Les propriétés physiques uniques de l'uranium obligent les gouvernements à contrôler de façon stricte tous les aspects de sa manutention et de son utilisation. Le commerce est sujet à la réglementation, aux traités et à d'autres restrictions d'ordre national, international et bilatéral. Les pays qui refusent de se soumettre au régime mondial de coopération nucléaire sont exclus des échanges mondiaux d'uranium. Ce minerai joue également un rôle important en tant que produit énergétique, et la politique nationale de bien de pays rajoutent des contraintes supplémentaires au commerce.

Comme il est impossible d'utiliser d'autres combustibles dans les réacteurs nucléaires, il est important d'assurer l'approvisionnement. C'est pourquoi la majeure partie de l'uranium est vendue selon des contrats à long terme. Les pénuries dans l'approvisionnement ont été perçues comme une menace réelle pendant les années qui ont suivi la première crise du pétrole des pays de l'OPEP. Cette perception a amené la création d'énormes stocks commerciaux. Bien que les services publics aient commencé à liquider ces stocks vers la fin des années 1970, ils n'ont pas encore disparu complètement. De grands stocks ont également été accumulés pour des fins militaires à partir des années 1950, surtout aux États-Unis et dans les pays de l'ex-URSS.

Pour des raisons stratégiques, les activités ayant trait au cycle de combustible nucléaire des pays de l'Ouest ont été complètement séparées de celles de la Chine, des pays de l'ex-URSS et des pays du Conseil d'assistance économique mutuelle (CAEM) de l'Europe de l'Est. Cette situation a duré jusque vers le milieu des années 1980. Depuis, les initiatives de désarmement ont fait baisser la demande militaire dans l'ex-URSS, qui a commencé à liquider sa production excédentaire et ses stocks. L'uranium provenant des pays dont l'économie n'est pas une économie de marché (surtout la Russie, l'Uzbékistan, le Kazakhstan et l'Ukraine) a joué un rôle important sur les marchés occidentaux au cours de la dernière décennie. Les stocks, et surtout les stocks militaires appartenant aujourd'hui à la Russie, continueront à dominer les marchés mondiaux pendant les 15 prochaines années. Les stocks militaires excédentaires, liquidés au même moment par les États-Unis, ont également augmenté l'offre. Même si les barrières entre l'Est et l'Ouest sont en grande partie détruites, les producteurs occidentaux n'ont pas encore un accès pratique aux marchés de l'Est, ce qui fait que les échanges d'uranium sont unidirectionnels.

En dehors des contraintes sus-mentionnées, l'uranium est échangé librement de par le monde. La production minière se fait dans un nombre restreint de pays, et les consommateurs de la majeure partie de l'uranium ne sont pas plus nombreux. Le Canada est l'un des rares pays qui est à la fois un producteur important et un consommateur, bien qu'il ait exporté plus de 90 p. 100 de sa production ces dernières années. Au cours des deux premières décennies de l'ère des puissances commerciales nucléaires, les exportations canadiennes d'uranium étaient destinées à part approximativement égale au Japon, à l'Europe de l'Ouest et aux États-Unis. Ces derniers sont devenus le principal marché d'exportation canadien au cours de dix dernières années. Ils absorbent environ 60 p. 100 de l'uranium canadien exporté, pour des raisons géographiques et par suite du libre-échange.

Prix
Le marché de l'uranium se distingue par le nombre restreint de joueurs. Les trois principaux producteurs étaient à l'origine de plus de 50 p. 100 de l'offre en 1998; les huit premiers étaient à l'origine de plus de 80 p. 100. Moins d'une centaine de centrales nucléaires occidentales sont des acheteurs d'uranium sur le marché libre. De plus, il y a peu d'intermédiaires et la majeure partie de l'uranium est vendue en grosses quantités et selon des contrats à long terme. Ces facteurs font qu'il y a peu de transactions et que la transparence est limitée.

Le marché au comptant s'accommode bien des transactions à court terme. Il est relativement transparent et plusieurs organismes publient des renseignements sur les prix au comptant. Ce marché n'accueille toutefois qu'une petite partie des échanges d'uranium (environ 12 p. 100 de 1996 à 1998). Par contre, les renseignements sur les termes traitant des prix dans les contrats à long terme sont jalousement gardés par les acheteurs et les vendeurs. Bien que complexes et variables, les prix moyens à long terme sont toujours plus élevés que les prix au comptant. Toutefois, les prix de chaque segment de marché sont influencés par ceux de l'autre.

Les prix de l'uranium, qui sont exprimés en $US/lb, ont connu une hausse marquée après le premier bouleversement des prix du pétrole des pays de l'OPEP, passant de 6,50 $US/lb d'oxyde d'uranium (U3O8) à la fin de 1973 à une valeur maximale de 43,40 $US/lb au milieu de 1978. Après une période de rectification des cours, les prix ont fluctué entre 14,25 $US/lb et 25,00 $US/lb, de 1981 au milieu de 1988, alors que l'uranium de l'ex-URSS se faufilait sur les marchés de l'Ouest. Les prix ont alors baissé de façon constante, pour atteindre un minimum de 8,70 $US/lb au début de 1990. Après une modeste reprise, le minimum suivant de 6,90 $US/lb a été atteint à l'automne de 1993, lorsqu'il est devenu apparent que le flux de l'uranium de l'ex-URSS vers les États-Unis serait endigué par des restrictions au commerce. Une nouvelle reprise modeste a suivi, mais les prix ont grimpé au-dessus de 12 $US/lb pendant une courte période seulement (de la fin de 1995 au début de 1997). La chute exprimée en dollars constants est encore plus importante que ne l'indiquent ces valeurs en dollars courants.

Le prix canadien moyen pour les livraisons, selon tous les contrats d'exportation d'uranium, a atteint une valeur maximale de 44,50 $US/lb d'U3O8 en 1980. Il est tombé progressivement jusqu'à 13,30 $US/lb en 1998. Entre ces deux dates, le prix moyen d'exportation a souvent été plus du double du prix au comptant.

Perspectives
Selon les projections actuelles, il y aura une croissance lente, mais certaine, de la capacité mondiale de production d'énergie nucléaire, et donc de la demande d'uranium, jusqu'à 2010. La plupart des nouvelles centrales, en construction ou sérieusement projetées, se trouvent en Extrême-Orient (p. ex., en Chine, en Corée du Sud, à Taïwan et au Japon). Cette nouvelle capacité sera quelque peu compensée par la fermeture de certaines installations vétustes, touchant à la fin de leur vie utile ou démantelées pour des raisons économiques ou politiques.

Après 2010, la fermeture des centrales provoquera une baisse continue de la capacité mondiale de production d'énergie nucléaire, à moins que de nouveaux réacteurs ne soient commandés. Le degré d'acceptation du public et sa perception de l'énergie nucléaire comme moyen de contrer le changement climatique détermineront le rythme de cette baisse. Mais, jusqu'à ce que de nouvelles technologies soient élaborées et mises sur le marché, l'énergie nucléaire sera probablement à l'origine d'un bon pourcentage de la production mondiale d'électricité et ce, pour les décennies à venir.

L'uranium rendu disponible par les initiatives de désarmement de la Russie et des États-Unis représentera une portion importante de l'offre pour les 15 prochaines années, au moins. Il est possible que de nouvelles mesures de désarmement fassent grimper la quantité d'uranium excédentaire. L'uranium issu du retraitement ainsi que le plutonium récupéré du combustible nucléaire épuisé et utilisé dans les combustibles MOX combleront un certain pourcentage de la demande dans l'avenir prévisible. Enfin, d'importantes quantités d'uranium sont produites par l'enrichissement de l'uranium appauvri en Russie et aux États-Unis en conséquence des mesures de désarmement.

Il existe de fortes possibilités de découvrir de nouveaux gisements d'uranium au Canada et s'il se dote de politiques qui encouragent l'investissement, le Canada devrait pouvoir garder sa position de chef de file mondial dans l'exportation de l'uranium, demeurer un fournisseur concurrentiel et fiable pour ses partenaires commerciaux et combler la demande intérieure pour de nombreuses années à venir.