Abonnement Infolettre gratuit

Nucléaire : de la fission à la fusion ?


base du cryostat d'ITER (1250 tonnes) positionné le 26 mai 2020 (iter.org)

La production d’électricité dans une centrale nucléaire n’engendre pas de gaz à effet de serre contrairement aux centrales utilisant le charbon, le pétrole ou le gaz. Par ailleurs elle peut s’adapter en temps réel à la consommation de la population car elle n’est pas soumise aux aléas de sources intermittentes comme le soleil ou le vent. De plus, contrairement à l’éolien et au solaire, elle ne nécessite pas le recours à des métaux rares ou polluants, pour les batteries ou pour les panneaux photovoltaïques. Enfin une centrale nucléaire occupe une surface de terrain limitée alors que le solaire ou l’éolien mobilise de vastes étendues au détriment d’autres usages du sol.
D’un strict point de vue environnemental l’énergie nucléaire a donc de solides atouts. Ses points faibles sont d’un autre ordre, ils sont liés essentiellement à la nature de la technologie nucléaire utilisée actuellement. Celle-ci reste en effet basée sur la fission d’atomes lourds d’uranium 235 ou de plutonium 239, un procédé qui libère une gigantesque quantité d’énergie mais qui n’est pas sans risque sur le plan industriel et qui génère des déchets radioactifs difficiles à gérer.

Le coût du kWh d’origine nucléaire est de 7 centimes d’euro en prenant en compte les dépenses d’exploitation, le coût du capital investi, les frais liés au traitement du combustible usé et la provision pour le démantèlement final de la centrale. Ce coût a tendance à augmenter au fil des ans, compte tenu des normes de sécurité imposées aux exploitants, alors que le coût de l’électricité issue des sources renouvelables ne cesse de baisser.

L’énergie nucléaire perd donc peu à peu de son intérêt économique et, plus grave, les risques liés à son usage apparaissent aujourd’hui bien supérieurs à ceux affichés il y a quelques décennies. Il y a une trentaine d’années, la probabilité d’un accident nucléaire majeur était estimé à 5.10-5 soit 1/20 000 par réacteur et par an[1]. Autrement dit, en théorie, un réacteur ne devait rencontrer un problème majeur qu’une fois tous les 20 000 ans, donc quasiment jamais. En 2011, la catastrophe de Fukushima-Daiichi au Japon allait faire prendre conscience que la probabilité d’un accident majeur était certainement supérieure à ce que laissait entendre les experts.

Depuis la mise en service en 1951 aux États-Unis du premier réacteur expérimental, des centaines de centrales nucléaires ont été construites. Aujourd’hui, en cumulant les années de fonctionnement de ces installations, nous disposons d’un recul équivalent à 15 000 années de fonctionnement d’un réacteur. Depuis le début de l’ère nucléaire, 11 accidents graves ont eu lieu avec une fusion partielle ou totale du cœur du réacteur. La fréquence annuelle observée pour ces accidents ramenée à 1 réacteur est donc de 11/15 000 soit 1/1364. Autrement dit, chaque réacteur a un risque d’accident tous les 1364 ans. Pour connaître la probabilité d’un accident pour l’ensemble des 450 réacteurs actuellement en service dans le monde, ayant chacun une probabilité d’accident de 1/1364, le calcul est complexe mais bien connu des statisticiens. Le résultat conduit à la probabilité de 1/36 : un accident grave tous les 36 ans pour la totalité du parc de centrales nucléaires.

Bien sûr ce raisonnement a ses limites car nous n’avons encore que peu de données et des facteurs comme les catastrophes naturelles ou le terrorisme sont presque impossibles à appréhender. Il apparaît néanmoins clairement que ce risque n’est pas nul et qu’il est bien supérieur aux premières estimations, ce que démontrent les accidents les plus médiatisés : Three Mile Island en 1979, Tchernobyl en 1986, Fukushima en 2011.

Si le risque chiffré d’un accident nucléaire est difficile à estimer, les conséquences d’un désastre majeur sont par contre bien identifiées : la fusion du cœur d’un réacteur de 1250 MW suivi d’un rejet limité à une heure de 10 % de ses éléments les plus volatils (césium, iode), entraînerait à terme 50 000 cancers ainsi que 3 000 effets héréditaires.

A ce jour nombre de pays ont renoncé au nucléaire et mis en place un programme de fermetures de leurs centrales encore opérationnelles : Autriche, Suède, Italie, Belgique, Allemagne, Suisse, etc. D’autres pays comme la Chine, les États-Unis, la Russie, l’Inde et n’y ont pas renoncé et ont même des projets importants de nouvelles centrales.

La France, dont la production d’électricité est assurée aux trois quarts par le nucléaire, un des plus fort taux au monde, maintient une position médiane. Elle ferme ses usines les plus anciennes mais continue d’investir pour améliorer la technologie nucléaire afin de la rendre plus fiable et plus propre. Elle entend ainsi utiliser son potentiel nucléaire dans une perspective de gestion à long terme de son mix énergétique afin de faciliter la transition en douceur vers une ère d’énergie propre. Pour l’heure, ses centrales nucléaires lui permettent de réduire sa dépendance vis à vis des états pétroliers, de maintenir ses émissions de CO2 au-dessous de la moyenne européenne et d’avoir un des prix de l’électricité parmi les moins chers d’Europe.

Cette logique l’a conduit à jouer un rôle moteur dans le développement de l’EPR[2], dont un des avantages majeurs est la diminution très significative de la production de déchets radioactifs. La mise au point de cette variante technologique de la fission nucléaire est cependant laborieuse. A ce jour, un seul réacteur a démarré, à Taishan en Chine après 9 ans de travaux; le réacteur finlandais d’Olkiluoto commencé en 2005 et le français de Flamanville mis en chantier en 2007 ne sont toujours pas en service ce qui montre la difficulté de l’industrialisation du procédé.

La France est également très impliqué dans la recherche pouvant déboucher sur une rupture technologique majeure: la fusion nucléaire.

Contrairement à la fission de noyaux d’atomes lourds, la fusion nucléaire consiste à combiner deux noyaux d’atomes légers, comme le deutérium et le tritium, deux isotopes de l’hydrogène, pour produire un noyau unique d’hélium. L’énergie engendrée par la fusion est colossale : un gramme de matière peut libérer autant de chaleur que la combustion d’une tonne de charbon. Cette fusion atomique ne peut toutefois intervenir qu’à des températures dépassant plusieurs millions de degrés. C’est celle que maintient notre soleil en « brulant » l’hydrogène qui le compose. Sur terre, la fusion nucléaire n’est pour le moment mis en oeuvre que lors de l’explosion d’une bombe thermonucléaire (bombe H).

Au plan industriel, produire de l’énergie par fusion nucléaire est un vrai challenge compte tenu des pressions et des températures nécessaires au processus qu’il faut contrôler. C’est pourtant l’objectif que se sont fixé les 35 pays[3] qui ont lancé, à Cadarache en France, le projet ITER[4] dans le but de démontrer la viabilité scientifique et technique de la production d’énergie par fusion nucléaire d’ici 2035. En cas de succès, l’exploitation industrielle de l’énergie nucléaire de fission n’est cependant pas attendue avant 2050/2060.

Malgré le chemin qui reste à parcourir, la fission pourrait rester une option technologique intéressante d’ici la fin de ce siècle : elle ne produit ni gaz à effet de serre ni déchets radioactifs et elle offre un potentiel énergétique considérable. Comme le solaire spatial, elle pourrait contribuer à faire advenir une ère d’énergie propre, disponible à profusion. (source : L'Apogée, l'Avenir en Perspective)

 ____________________________

[1] ExternE, Rapport de la Commission européenne, DG XII (1995).
[2] EPR : Evolutionary Power Reactor.
[3] Pays de l’Union européenne, Inde, Japon, Russie, Corée du sud, États-Unis, Suisse.
[4] ITER : International Thermonuclear Experimental Reactor

A propos

Futuroscopie se propose de collecter les nombreux signaux faibles qui annoncent déjà ce que sera demain et d'analyser les grandes forces qui sont à l’œuvre en ce début de 21ème siècle. L'objectif n'est cependant pas de prévoir ce que sera l’avenir mais plus modestement d’inciter à la réflexion pour agir collectivement et maitriser notre futur au lieu de le subir. Les contributions pertinentes sont les bienvenues.


Nous écrire : contact@futuroscopie.org

Contact

Pour nous faire part de vos commentaires, de vos suggestions, de vos critiques remarques ou encore pour nous proposer un texte pour publication, contactez nous :

contact@futuroscopie.org