Comment décupler la production actuelle d'Uranium naturel à l'horizon 2100 ? Quelles conséquences sur les coûts de production ? Une approche centrée sur les mines

How can we increase natural uranium production tenfold by the end of the 21st century? What impact will this have on production costs? A mining-centered approach.

• Auteur / Autrice : Virgile Hidalgo
• Direction : Damien Goetz
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Géosciences et géoingénierie
• Date : Inscription en doctorat le 21/10/2024
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Géosciences
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Géosciences - Fontainebleau
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Mines Paris-PSL

Mots clés

Mots clés libres

Uranium

Mine

Ressources

Prospective

Uranium

Mine

Resources

Future studies

Résumé

La problématique des ressources de long terme a bien été soulevée dans les années 70 et avait abouti au programme de développement des RNR, mais elle avait été finalement laissée de côté face à des ressources d'uranium apparemment abondantes. Outre les travaux I-Tésé menés avec l'outil GRUS (dynamique des systèmes) sur l'adéquation entre la demande du parc nucléaire et les ressources fissiles (uranium et 00000plutonium), des travaux de thèse en économie ont été menés sur cette thématique des ressources de long terme (« Disponibilité à long terme des ressources mondiales d'uranium » thèse A. Monnet 2013-2016). La poursuite de ces travaux de recherche est envisagée à présent sous l'angle de la production minière : Comment décupler la production minière d'uranium d'ici 2100 ? Cette nouvelle approche est rendue possible grâce à une collaboration de la BU Mines d'Orano (R&D Mining) et un encadrement au sein de l'école doctorale 398 GRNE qui sera assuré par Damien Goetz, professeur au centre de géosciences de Mines Paris PSL. On peut distinguer deux grandes questions concernant les gisements connus et ceux à découvrir : • Comment la production et les réserves des gisements connus dépendent-elles des améliorations minières envisageables ? • Comment augmenter l'exploration pour non seulement renouveler, mais augmenter les réserves afin de répondre à une demande de production en forte croissance ? Pour la production d'uranium à l'échelle d'un gisement, il s'agira de déterminer les relations entre ressources, réserves, capacité annuelle, technologie minière, coût (CAPEX, OPEX), rendement, teneur de coupure, … Pour l'exploration au niveau régional ou mondial, il s'agira de voir si de nouvelles techniques, en lien notamment avec de nouveaux types de gisements ou technologies de production, sont envisageables et les conséquences sur l'évolution des ressources et réserves. Une modélisation de l'évolution des réserves et de la production sur le long terme, via un outil de dynamique des systèmes, devrait permettre de déterminer les paramètres clés pour assurer l'adéquation production/demande. La difficulté majeure des travaux envisagés est liée à l'échelle de temps retenue. Les projections sur le long terme, 2100, sont nécessairement très incertaines et dépendent de ruptures technologiques difficiles à anticiper. La dynamique des systèmes permet une approche en terme de scénarios afin de simuler différents futurs.

The issue of long-term resources was raised in the 1970s and led to the development program for fast breeder reactors (FBRs), but it was eventually sidelined due to the seemingly abundant uranium resources. In addition to the I-Tésé work conducted with the GRUS tool (system dynamics) on the alignment between the nuclear fleet's demand and fissile resources (uranium and plutonium), PhD research in economics has been conducted on the topic of long-term resources (''Disponibilité à long terme des ressources mondiales d'uranium'', PhD thesis by A. Monnet, 2013-2016). The continuation of this research is now being considered from the perspective of mining production: How can we increase uranium mining production tenfold by 2100? This new approach is made possible through a collaboration between the BU Mines of Orano (R&D Mining) and the supervision within the doctoral school 398 GRNE, which will be led by Damien Goetz, professor at the Geosciences Center of Mines Paris PSL. Two main questions can be distinguished concerning known deposits and those yet to be discovered: • How do the production and reserves of known deposits depend on possible mining improvements? • How can exploration be increased to not only renew but also expand reserves in order to meet the demand for rapidly growing production? For uranium production at the deposit level, the goal is to determine the relationships between resources, reserves, annual capacity, mining technology, costs (CAPEX, OPEX), yield, cutoff grade, etc. For exploration at the regional or global level, the aim is to assess whether new techniques, especially those related to new types of deposits or production technologies, are feasible and what their impact would be on the evolution of resources and reserves. A modeling of the evolution of reserves and production over the long term, using a system dynamics tool, should help identify the key parameters to ensure the alignment between production and demand. The major difficulty of the proposed work lies in the time scale considered. Projections for the long term, until 2100, are necessarily highly uncertain and depend on technological breakthroughs that are difficult to predict. System dynamics allows for a scenario-based approach to simulate different futures.