Archive for 16 octobre 2018

Nucléaire, quel avenir ?

16 octobre 2018

Les catastrophes naturelles de cette année 2018, dont certaines résultent en partie du dérèglement climatique consécutif à nos émissions de gaz à effet de serre nous incitent à réfléchir à nos modes de production d’énergie électrique.

Réacteur nucléaire et éoliennes sur le site de Cruas-Meysse en Ardèche (photo © Colin Matthieu / EDF)

En dehors de l’hydroélectricité, les énergies renouvelables sont pour la plupart intermittentes, ce qui nécessite de disposer d’une source complémentaire stable et suffisamment puissante. Au regard de ces constats, la création ou l’augmentation de cette source par l’intermédiaire de la combustion auto-génératrice de pollution doit être exclue.

Pour mémoire, on considère (même si ces chiffres sont probablement à moduler à la hausse si l’on raisonne en cycle de vie global) que l’éolien génère 20 g de CO2 par KWh produit, le nucléaire 35, le pétrole de 400 à 500 et le charbon ou le lignite 1200 ! La relance de l’industrie charbonnière aux USA, sous l‘impulsion de la présidence Trump et le recours encore important dans plusieurs pays européens, dont l’Allemagne ou la Pologne, à ce combustible fossile fortement émetteur de gaz à effet de serre ont donc des conséquences dramatiques pour l’accélération du réchauffement climatique…

Dans le Mix énergétique français, il est recouru principalement au nucléaire et, de manière très secondaire, à l’hydroélectricité et aux centrales thermiques (gaz principalement, fuel et charbon accessoirement), les autres énergies renouvelables ayant une contribution encore assez faible.

Centrale nucléaire de Bugey dans l’Ain (photo © EDF)

Pour toutes les centrales thermiques, qu’elles fonctionnent par combustion d’énergie fossile ou par fission nucléaire, la chaleur dégagée est utilisée pour obtenir de la vapeur d’eau qui, une fois pressurisée, assure la rotation de la turbine de chacun des turbo-alternateurs nécessaires. Ces ensembles génèrent de l’électricité caractérisée par une tension alternative sinusoïdale qui permet l’utilisation de transformateurs pour adapter facilement sa valeur aux besoins.

La production électrique d’origine nucléaire est réalisée dans des centrales qui sommairement comprennent :

  • 1 réacteur dans lequel la fission contrôlée se produit (une centrale comportant généralement plusieurs réacteurs)
  • 1 ensemble récupérateur de chaleur producteur de vapeur d’eau pressurisée
  • 1 ou plusieurs turbo-alternateurs
  • 1 système de refroidissement (qui suppose la présence d’eau en quantité à proximité immédiate)

Les principaux inconvénients de cette filière sont les suivants :

La matière première (l’uranium) utilisée pour la combustion est limitée et sa ressource connue devrait être épuisée dans environ 120 ans.

La mine d’uranium Ranger, en Australie, dans le Parc national de Kakadu, classé au Patrimoine mondial de l’UNESCO (photo © Gleen Campbell)

L’extraction de l’uranium n’est pas sans risque, y compris sur l’environnement, et se situe dans des pays éloignés des lieux d’implantation des centrales dont l’Afrique et peu stables politiquement.

La fission est une opération maîtrisée mais non sans risque qui fait l’objet de contrôles sérieux afin d’éviter les réactions en chaîne et les explosions.

Les déchets radioactifs ont une durée de vie qui peut atteindre 710 millions d’années !

Globalement, l’énergie nucléaire a mauvaise réputation depuis la réalisation de la bombe atomique. Elle fait peur et elle laisse des déchets radioactifs dangereux et difficiles à neutraliser.

Enfin, la production d’électricité d’origine nucléaire coûte cher. 1MWh nucléaire coûte en moyenne 50 € (et sans doute le double pour celui qui sera produit par l’EPR en construction à Flamanville) alors que la même énergie produite à partir du charbon revient à 10 € si ce dernier est extrait sur place.

En 2015, il existait à la surface de la Terre 432 réacteurs nucléaires (dont 58 en France) et plusieurs graves accidents ont déjà affecté ce parc, trois d’entre eux ayant eu un retentissement particulier.

Une équipe de nettoyage en train de décontaminer Three Mile Island (photo archives DR)

En 1979, à Three Mile Island, l’accident a commencé par la perte d’étanchéité de l’enceinte du circuit d’eau primaire, une vanne de décharge du pressuriseur étant restée bloquée en position ouverte. À la suite d’actions inadaptées, le refroidissement du cœur n’a plus été assuré, entraînant la fusion d’une partie du combustible. L’enceinte de confinement, qui constitue la troisième barrière de sécurité, a joué son rôle pour limiter les rejets radioactifs. Quand six ans plus tard, il a été possible de pénétrer dans l’enceinte, une caméra introduite dans la cuve a montré qu’une partie significative du combustible avait fondu mais qu’il n’avait pas traversé la cuve, le corium s’est stratifié en fond de cuve sans provoquer d’explosion (extrait du site Wikipedia, une analyse détaillée de l’accident étant accessible sur le site de l’IRSN).

En 1986, à Tchernobyl, un réacteur a explosé lors d’un test de contrôle destiné à vérifier l’efficacité des contrôles et de la sécurité du fait d’erreurs dans la conduite de ces tests. Du fait de l’absence d’enceinte de confinement, les conséquences de cette catastrophe ont été planétaires.

Le réacteur n°4 de la centrale de Tchernobyl quelques semaines après l’explosion (photo © Igor Kostine)

En 2011, à Fukushima, un tremblement de terre exceptionnel de magnitude 9 survient auquel la centrale résiste grâce au système de contrôle des quatre réacteurs. Le courant électrique alimentant la centrale est coupé et c’est alors que survient une vague de 15 m de hauteur provoquée par un tsunami. Les barrières de protection de la centrale ne mesurent que 6,50 m pour la première et 10 m pour la seconde. Les groupes électrogènes de secours de la centrale situés en sous-sol sont noyés et hors service. Le refroidissement du cœur du réacteur est interrompu. Les câbles électriques des groupes électrogènes dépêchés sur place sont trop courts ! Toutes sortes de moyens sont utilisés dont l’arrosage des réacteurs pour refroidir ces derniers. Ils s’avèrent inefficaces et des explosions dues à l’hydrogène se produisent engendrant des radiations dans un rayon de 50 km autour de la centrale.

On constate que ces trois accidents résultent d’imprévoyances et/ou d’actions inadaptées.

La fusion nucléaire, si on arrive à la réaliser industriellement, pourrait constituer une alternative à la fission qui est actuellement en forte perte de vitesse dans le monde (en dehors de la France et de certains pays comme la Chine qui vient de mettre en service un réacteur EPR). Elle développe cinq fois plus d’énergie que la fission, ne développe pas de réaction en chaîne car dès qu’on l’arrête, le plasma refroidit. Enfin, les déchets sont moindres. De plus, le Tritium, matière utilisée parmi d’autres, a une durée de vie de radiation limitée à 125 ans. Le rêve pour ceux qui suivent.

En conclusion, la combustion, on en connaît bien tous les effets nuisibles mais on a souvent tendance à oublier les êtres humains qui meurent à cause de la pollution qu’elle dégage (CO2 et microparticules). La fission nucléaire, malgré les risques qui lui sont inhérents, les déchets de très longue durée qu’elle génère et les coûts élevés d’exploitation (surtout si l’on intègre le démantèlement des réacteurs en fin de vie), a donc probablement encore de beaux jours devant elle, en attendant de trouver mieux pour la remplacer totalement…

Michel Bouvier