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L'Usine de l'Energie

Les nouvelles routes de l'uranium

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Reportage Recentrée sur le cycle du combustible de la Cogema, New Areva continue le renouvellement des outils industriels initié à grands frais par Areva.

Les nouvelles routes de l'uranium
La mine de Tortkuduk au Kazakhstan produit, par in situ recovery, l'un des uraniums les moins chers du monde
© D.R.

En montant la tour Bayterek, l’emblème d’Astana – la capitale du Kazakhstan –, les dirigeants d’Areva ont-ils placé leur main dans l’empreinte de celle du président Nazarbaïev, un geste censé porter chance ? Toujours est-il que c’est de ce sol que New Areva, branche combustible et services post-scission, extrait l’uranium le plus compétitif au monde. Alors que le prix du combustible nucléaire a été divisé par cinq depuis 2008 – même s’il faut rappeler qu’il était au cours actuel avant ce pic –, les mines sont plus sombres au Canada, malgré la haute teneur des gisements, et plus encore au Niger, où un plan social frappe la mine d’Arlit et pourrait être étendu à celle d’Akouta. En Namibie, Trekkopje, l’un des vestiges de la mésaventure Uramin, ne sera vraisemblablement pas exploité. La prochaine pépite de New Areva se trouve sans doute à l’est de la Mongolie, où le groupe espère dupliquer le procédé d’extraction kazakhstanais.

De l’extraction de minerai au Kazakhstan…

L’ISR (in situ recovery), qui consiste à injecter une solution acide dans le gisement puis à la pomper une fois chargée d’uranium dissous, n’est applicable qu’à des réserves friables, piégées entre deux couches géologiques étanches. Dans le monde, 47 % de l’uranium est produit par ISR et Katco, la filiale kazakhe d’Areva, en est le premier exploitant. Au sud du Kazakhstan, premier producteur mondial, les mines de Muyunkum et Tortkuduk produisent chaque année 4 000 tonnes d’uranium sous forme d’U3O8.

Drôle de mine que Tortkuduk. D’abord, on ne voit que la steppe désertique ponctuée de saxaouls, des arbustes décharnés qui mettent un siècle à pousser. En s’approchant, on distingue des modules de conteneurs, les TUZ, qui abritent les vannes réglant le débit de la solution acide et des fluides chargés d’uranium. Dans le cadre du projet mine digitale, « les relèves manuelles pourraient être digitalisées pour disposer des données en continu et alimenter des outils de simulation », explique Jérôme Violet, responsable du département forage à Tortkuduk. Chaque TUZ est reliée à douze puits producteurs et à un puits injecteur par des tuyaux enterrés à 1,8 mètre pour ne pas geler, dans cette contrée où les températures passent de + 30 °C à - 30 °C en quelques semaines. Des puits, on ne voit que la tête, un tuyau dépassant un demi-mètre au-dessus du sable. Nichées dans la steppe, deux bases-vie hébergent 800 salariés, dont 18 % sont des femmes, un taux très élevé pour un site minier. Dans l’usine adjacente, la solution uranifère est transformée en oxyde d’uranium (U3O8). Le fluide est concentré au contact de billes de résine, puis purifié à l’eau ammoniacale dans un précipitateur-décanteur en forme d’obus avant de passer sous forme solide – le yellow cake – sur un filtre à bandes « développé par Areva », précise Philippe Dubois, le directeur de l’usine.

… à sa conversion…

Depuis 2014, ce yellow cake est converti en U3O8 dans un calcinateur unique au Kazakhstan. En cas de défaillance du générateur puis des batteries, une manivelle permet de faire tourner manuellement ce four pour empêcher sa dilatation, qui survient en un quart d’heure. La solution lixiviante est réinjectée dans les puits. « La méthode ne génère ni résidus, ni stériles », insiste Nicolas Dubecq, le directeur des opérations sur le site. Les débats sur le nucléaire agacent cet ingénieur X-Mines, qui affiche de solides convictions environnementales : « Cela fait rire les équipes, mais quand je rentre en France, c’est chauffage au bois et toilettes sèches. » L’ISR permet surtout d’exploiter à moindre coût des gisements à très faible teneur : seulement 0,07 % à Tortkuduk, contre 17 % au Canada. Katco ne communique pas son coût d’exploitation, mais « sur une échelle mondiale de 10 à 40 dollars la livre d’uranium, les gisements du Kazakhstan se situent tous dans le premier quartile », dévoile le directeur général de Katco, Gérard Fries. Dans un atelier où règne la méthode japonaise 5S, la poudre grise est mise en fûts, puis en conteneurs boisés selon une norme kazakhe plus exigeante qu’en Europe. Ces conteneurs sont acheminés par train jusqu’à Saint-Pétersbourg où ils prennent le bateau pour Le Havre, Hambourg ou Sète. Sauf quand la totalité de la production est vendue en Chine, comme en 2016. Car passées les portes de Tortkuduk, la matière n’appartient plus à New Areva mais à un électricien, qui fera fabriquer à façon son combustible nucléaire.


Derrière la façade design de Georges Besse II se cachent les centrifugeuses les plus modernes au monde - Tricastin. 

Dans 25 % des cas, l’uranium sera converti sur le site de Malvesi, à Narbonne (Aude), un ancien site minier choisi pour ses 300 jours de soleil, non par amour du bronzage mais pour le lagunage encore indispensable au procédé. Sa nouvelle unité Comurhex II, démarrée en 2016 après un investissement de 500 millions d’euros, a divisé par dix la consommation d’eau, réduit de 75 % celle d’ammoniac et permet de recycler 50 % de l’acide nitrique. Bientôt, pour 150 millions d’euros supplémentaires, un nouveau procédé de traitement des nitrates (TDN) permettra de supprimer les bassins pour éviter tout risque de fuite. Sur le parc de stockage, un opérateur choisit ses concentrés miniers pour faire sa recette. Même si le boisage des conteneurs venus du Kazakhstan l’agace, il se réjouit de l’évolution de l’activité : « De 3 000 tonnes annuelles, on est remontés à 8 000 tonnes, on sera à 15 000 tonnes l’an prochain… Pour moi, c’est le magasin de Noël ! »

… jusqu’à son enrichissement en France…

Ici, « l’uranium naturel est purifié quelle que soit sa qualité, ce que nous sommes seuls au monde à faire », précise Stephan Jolivet, le directeur du site. Puis il est concentré en une pâte, qui sera oxydée à la flamme de gaz naturel, un isoflash adapté d’un procédé servant à faire du lait en poudre. Enfin, quatre atomes de fluor sont ajoutés à chaque atome d’uranium pour en faire de l’UF4, des granulés verts assez stables pour être transportés par train jusqu’au Tricastin (Drôme). C’est sur ce site de 650 hectares que se fera l’étape suivante de la conversion, dans la seconde unité Comurhex II (650 millions d’euros investis) qui doit démarrer en mars 2018. L’ajout de deux atomes supplémentaires de fluor en fera de l’UF6, des cristaux qui deviennent gazeux à 60 degrés seulement. Cette inauguration a pris du retard, contrairement à celle de l’unité d’enrichissement Georges Besse II. Derrière sa façade design d’acier grise et rouge se cachent les centrifugeuses les plus modernes au monde. Une forêt de tubes verticaux contenant un carter en carbone mû par un moteur électrique, qui tourne à très haute fréquence pour séparer, dans l’UF6 introduit dedans, la fraction lourde (atomes d’U238) de la fraction légère (U235, celui dont on veut augmenter la teneur jusqu’à 3 à 5 %). Apercevoir ces centrifugeuses, doublement protégées par le secret industriel et par des traités de non-prolifération, est un privilège rare, insiste Jean-Luc Vincent, le directeur des investissements de Comurhex II et ancien directeur de Georges Besse II.

Leur vitesse de rotation, confidentielle, est si élevée qu’il a fallu les boulonner à l’exacte verticale du centre de la Terre, sans quoi elles s’arracheraient. Un savoir-faire au cœur du joint-venture entre Areva et Urenco qui a conçu cette unité d’enrichissement, dont les équipes d’Areva cherchent à se consoler du coût – 3 milliards d’euros, plus que la recapitalisation du groupe – en imaginant le moment où leurs concurrents devront à leur tour renouveler leur outil, dans un contexte de marché bien moins porteur.

Sur ces deux sites, après le temps des milliards investis vient celui du lean. « Le déclic, ça a été la prise de conscience par le groupe de la compétitivité industrielle internationale, avec la fin des activités militaires », affirme Jean-Luc Vincent. « Notre industrie est plus soumise que les autres au politique, notamment sur le mix énergétique, mais comme toutes, elle est soumise aux aléas du marché. C’est là la nouveauté pour nous », complète Jean-Jacques Dreher, le directeur des opérations du Tricastin et de Malvesi. Après le lean sont venus les plans sociaux : 3 000 départs pour le nouvel Areva qui comptait 16 000 salariés. Et pour ceux qui restent, les émoluments ne sont plus ce qu’ils étaient. Les cadres ont fait de gros efforts sur leurs forfaits-jours, et dans un couloir, à côté d’indicateurs de performance, un tract syndical affirme que « tout va bien dans le groupe, sauf les salaires ».

À l’usine de traitement du combustible usé de La Hague (Manche), la sécurité et la sûreté occupent les esprits. Surtout quelques jours après le rapport de Greenpeace sur la vulnérabilité des piscines aux attaques terroristes. La moitié des 200 millions d’euros investis chaque année entre 2015 et 2025 y sont consacrés, notamment pour des travaux d’élévation décidés après la catastrophe de Fukushima. En revanche, aucune inquiétude concernant la mention « assez satisfaisant » du dernier avis de l’Autorité de sûreté nucléaire, qui avait jugé « insuffisante la protection contre le risque d’explosion ». Le reste financera les extensions d’entreposage des déchets vitrifiés ou compactés et surtout la rénovation des évaporateurs, arrivés en fin de vie.

Encore uniques au monde, les deux usines sœurs UP3 et UP2-800 de La Hague ne traitent que 1 100 à 1 200 tonnes de combustible usé par an, pour une capacité de 1 700 tonnes. L’enjeu sur ce site qui emploie 4 000 personnes n’est pourtant pas la hausse de production, mais la numérisation. Dans la grande salle de télé-opération, où sont supervisées les étapes de la production entièrement automatisée, l’îlot T7 dédié à la vitrification teste un nouvel outil de management visuel numérique. Chaque matin, une dizaine de responsables entrent et commentent devant l’écran géant les indicateurs de sûreté, de sécurité et de qualité. Un travail jusque-là réalisé oralement autour d’une table, puis avec des notes repositionnables. « Cet outil numérique permet d’intervenir à distance. Il amène de la fluidité », explique la responsable de T7. Il est surtout plus convivial et plus proche des outils que les jeunes recrues utilisent au quotidien. Le site, qui a vu partir 346 personnes dans le cadre du plan de départs volontaires, est en cours de recrutement de 80 CDI d’ici la fin de l’année et de 200 CDD ou contrats en alternance.

… et à la production de Mox

Il faut aller sur le site du CEA de Marcoule, à Chusclan (Gard), pour trouver un atelier déporté de La Hague, baptisé Melox. Cette usine de production de combustible recyclé, le Mox, à partir de l’oxyde de plutonium et de l’oxyde d’uranium extraits du combustible usé dans les usines de La Hague, recrute aussi (8 CDI, 35 CDD et 28 alternants) après 80 suppressions de postes. L’usine emploie 700 personnes et 300 sous-traitants. Son directeur, Jean-Marc Ligney, est très fier que Melox ait reçu en 2014 le prix du Japan Institute of Plant Maintenance pour sa démarche d’amélioration continue TPM. « L’enjeu pour Melox est de préserver son avance », explique-t-il. Car si le carnet de commandes est assuré jusqu’en 2023 grâce au contrat avec EDF et des électriciens japonais comme Kansai Epco, Melox ne sera bientôt plus seule à produire du Mox. Les Japonais terminent, grâce à un transfert de technologie d’Areva, la construction de leur usine J-Mox. Et les Chinois ont le même projet. 

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