le
nucléaire !
Extraits de
différente sources: un dossier de "l'internaute" (Céline
Deluzarche) et de Jean-Marc Jancovici (http://www.manicore.com)
www.cea.fr---
( Commissariat à l'Energie Atomique)
dossiers thématiques et actualités
de la recherche nucléaire
http://www.chez.com/radioetsante/-------------------http://www.futura-sciences.com/fr/comprendre/glossaire/
www.andra.fr (site de l’Agence nationale pour la gestion des
déchets radioactifs)
www.cogema.fr ( leader mondial du nucléaire) excellent
site très pédagogique
www.criirad.fr ( Commission de Recherche et d'Information Indépendante
sur la Radioactivité)

Ce
texte est une compilation , un résumé
de très belles études ou d'essais des sources nommées
ci-dessus. Il permet de faire une approche rapide des connaissances élémentaires
nécessaires.
Atome
Un atome est composé d'un noyau, ( neutrons et protons), et d'électrons
qui tournent autour du noyau. Le noyau est de charge électrique positive
et sa masse est 2 000 fois celle de l'électron chargé négativement. Il
y a autant d'électrons que de protons, et la charge électrique
est neutre. Les atomes sont différents par le nombre de protons
que contient le noyau. La stabilité des atomes est due aux forces de cohésion
neutrons/protons.
Isotopes Atomes
d' un même élément qui ont le même
nombre de protons mais un nombre de neutrons différents. C’est
le nombre de neutrons qui détermine
si l’isotope est stable ou radioactif - Exemple,
l'uranium, ( 92 protons, présente 143 neutrons (uranium-235)
ou 146 neutrons (uranium-238).-----92+143=235-------92+146=238-----
La
fission nucléaire
un neutron peut
pénétrer à l'intérieur de l'atome,neutre lui aussi,
et,absorbé par le noyau, provoque un fort déséquilibre par sa masse
. L'atome devient très instable, et se scinde en
deux noyaux plus légers,
en émettant quelques neutrons libres (2,4 en moyenne). Ces derniers
viendront à leur tour cogner d'autres noyaux, alimentant ainsi
la réaction en chaîne et libérant une énergie énorme
. Les
neutrons émis ont une vitesse de 20 000 km/s et une énergie
de 2 millions d'électronvolts chacun.
Réaction
en chaîne
Seuls les neutrons ni trop rapides , ni trop lents,vont dans un noyau.
Ils sont pour cela ralentis par un "modérateur".
(l'eau par exemple, dont les atomes d'hydrogène qu'elle contient freinent
les neutrons.)-- Pour éviter
que la réaction s'emballe, une fission doit
donner lieu à une seule autre fission (les neutrons supplémentaires
sont absorbés par les matériaux "fertiles")
-- mais il faut une quantité de combustible nécessaire (environ
60 kg pour l'uranium-235, voir "masse critique " ) pour alimenter la
réaction.
Dans un réacteur nucléaire, où la
forme de l'assemblage de matériaux fissiles (plutonium ou uranium)
est fixée, mais pas sa composition, puisque la matière
fissile se consomme lentement, le contrôle est obtenu par l'insertion
ou le retrait de barres de contrôle (contenant un absorbeur de
neutrons, bore ou cadmium). Quand les barres sont insérées,
la masse critique n'est pas atteinte.
Dans les bombes atomiques (voir schémas dans cet article), deux
méthodes existent pour obtenir cette masse critique.
------------Gun device — Méthode la plus simple : dans une
sorte de tube de canon, deux masses subcritiques sont projetées
l'une à l'intérieur
de l'autre, l'assemblage étant critique. Exemple : bombe d'Hiroshima à l'uranium.
------------Implosion — Méthode plus performante, parce
que plus rapide : Une sphère creuse de matériaux fissiles
est compressée
par des lentilles explosives pour former une boule très dense,
supercritique. Exemple : bombe de Nagasaki au plutonium. Radioactivité La
radioactivité (du
latin radius, rayon) est le phénomène d’émission
de rayonnements par le noyau de certains éléments chimiques
dont les noyaux se désintègrent spontanément pour
former d’autres éléments en émettant des rayonnement
ionisants composés de particules chargées (électrons,
particules alpha) ou neutres (photons X, gamma, neutrons).
Au fur et à mesure de leur transformations successives, les atomes
deviennent de moins en moins radioactifs.
Dans
la nature, la plupart des noyaux d'atomes sont stables. Mais certains
atomes ont un excès de protons ou de neutrons, ce qui rend leur noyau instable.
Ils sont dits radioactifs. Les noyaux d'atomes radioactifs se transforment spontanément
en d'autres noyaux d'atomes, plus stables et non radioactifs. Par exemple, l'uranium-238
tend à se transformer en plomb 206, en passant par différentes
formes successives.
Sources
de radioactivité
La radioactivité est omniprésente dans notre vie quotidienne
: nous sommes nous mêmes radioactifs ! 8 000 atomes de potassium-40 et
de carbone-14 se désintègrent ainsi chaque seconde dans notre
corps. Il existe
deux sources principales de radioactivité sur Terre : les rayons
cosmiques et les roches. Les rayons cosmiques sont en majorité absorbés
par l'atmosphère, ce qui explique qu'en altitude ou en avion
on est plus exposé. Les roches comme le granite émettent
des radiations dues au potassium, au radon et au thorium radioactif.
Certaines maisons entièrement construites avec ce type de granite
peuvent même présenter un danger, si on n'aère
pas régulièrement (cette radioactivité diffusée
dans l'air a une très courte vie).
unités
de mesures : Définitions
Les
untés de mesure de la radioactivité indiquent donc
le nombre de désintégrations
dans un échantillon.
Le
becquerel (Bq) est égal à une désintégration
par seconde (1 curie = 37 milliards de Bq).- Dans
la nature, 2000 à 10000Bq ! Le
Becquerel caractérise l'intensité d'une source;
c'est l'unité standard du Système International
(remplace le Curie.)
Le Curie (Ci) était utilisé auparavant et correspond à l'activité de
1 g de radium soit environ 37 x 10^9 Bq (ou 37 milliards de désintégrations
par seconde). . Le
Becquerel représente
une activité tellement faible que l'on emploie habituellement ses
multiples : le MBq (Mega ou million de becquerels), le GBq (Giga ou milliard
de becquerels) ou le TBq (Tera ou mille milliards de becquerels).Sachant
que le coulomb est l'unité de mesure de la charge électrique
(e = 1.6x10-19 coulomb), on peut également utiliser le Coulomb
par kilogramme (C/kg) pour mesurer l'exposition aux rayonnements X
et gamma (la charge d'ions libérée dans la masse d'air).
Cette unité remplace le roentgen.
Le
Gray (Gy) est
l'unité de
dose absorbée . C'est l'unité standard du
Système Internationale qui remplace le rad : 1 Gy = 100 rad.
Le gray correspond à la quantité d'énergie (joule)
ionisante absorbée par kilogramme de matière : 1 Gy =
1 J/kg.
Quand on exprime
une dose en gray, étant donné que la quantité d'énergie
absorbée varie d'un milieu à l'autre, il faut donc préciser
le milieu dans lequel l'énergie est libérée (gray-air,
gray-tissus, gray-hydrogène, etc).
Le gray par seconde
permet de mesurer la quantité d'énergie transmise à un
milieu par unité de temps, c'est le débit de dose absorbée.
Lorsque
la dose équivalente
est pondérée par un facteur de risque propre à chaque
tissu, on obtient la dose effective ou dose efficace.
Le
Sievert (anciennement
le rem, ou Rontgen Equivalent Man ) correspond à une mesure
de l'irradiation, à la
dose de radioactivité absorbée mais il tient compte du
pouvoir ionisant du rayonnement électromagnétique ou
corpusculaire. - En fonction du rayonnement, un facteur de
pondération
a donc été pris en compte. Il vaut 20 pour les particules
alpha, de 5 à 20 pour les neutrons et 1 pour les rayonnements
bêta et gamma. La dose absorbée est donc multipliée
par ce facteur de pondération pour aboutir à la notion
de dose équivalente. Dans la mesure où les doses absorbées
sont très petites, on utilise généralement le
milliSievert (mSv).Les
effets biologiques des rayonnements sur l'organisme vivant se calculent
en sieverts (Sv).Lorsque
la dose équivalente
est pondérée par un facteur de risque propre à chaque
tissu, on obtient la dose effective ou dose efficace.
Par calcul on peut
passer de la dose efficace à la dose équivalente et inversement
ou connaître la dose reçue par une certaine partie du
corps si on connaît la dose globale d'irradiation et vice-versa.
En France l'INRS répond à ce genre de questions ainsi
que l'AFCN en Belgique.
La dose accumulée
par l'organisme durant un certain temps s'appelle le débit de
dose (ddd) ou la dose en abrégé. Elle s'exprime
en mSv/h.
Les unités
mesurent : Becquerel
(Bq) :l'ACTIVITE
du rayonnement --- Gray (Gy) :l'IRRADIATION
sans tenir compte des effets biologiques (dose absorbée ) --- coulomb
par kg (C/kg) : l'EXPOSITION
sans tenir compte des effets biologiques (dose absorbée ) ---le
Sievert (Sv), l'IRRADIATION EN TENANT COMPTE des rayonnements
ionisants
(particules
alpha, bêta, gamma,
neutrons) et de leurs effets biologiques.
Dans
la vie courante , les effets sur le corps se mesurent en millisievert....
la principale source de radioactivité est
due… à la
médecine. Lors d'une radio, par exemple, vous recevez 0,15
mSv en moyenne et 3,5 mSv pour un scanner. Dans les thérapies
par irradiation contre le cancer, on administre même localement
des doses allant jusqu'à 100 000 mSv, soit 20 fois la dose
mortelle pour tout le corps. Mais évidemment, personne ne
songe à remettre en cause les progrès de la médecine
dus à ces examens. Pendant un voyage en
avion de Paris à New-York par exemple, vous recevez environ
0,1 mSv. Quant à l'industrie nucléaire,
les doses mises en jeu sont largement inférieures, que ce
soit la production électrique, ou les retombées des
essais et accidents nucléaires.
Le
sievert est l'unité utilisée pour mesurer l'absorption
du rayonnement par le corps humain et les effets qui y sont associés.
Par exemple chaque français est exposé à une radioactivité naturelle
de 4 mSv par an. (millisievert)
La dose létale est définie à 8000 mSv.

Doses en mSv par an (échelle logarithmique)Les
chiffres ci-contre doivent être pris avec précaution
: il est très difficile de déterminer une dose à partir
de laquelle les rayons seraient cancérigènes par exemple
: cela dépend notamment de la fréquence d'exposition
(faible pour les examens médicaux par exemple).
Effets
des rayonnements sur le corps humain
Au début du XXème siècle, la radioactivité a suscité l'engouement,
et jusque dans les années 70, on pensait même qu'elle avait des
propriétés toniques. Mais petit à petit, on s'est aperçu
qu'à des doses trop fortes, ces rayonnements pouvaient être nocifs.
En effet, les cellules humaines contiennent toutes de l'ADN, qui porte les
informations génétiques. Lorsqu'un rayonnement traverse nos cellules,
il peut provoquer la destruction d'un ou deux brins d'ADN. La molécule
peut alors soit être détruite et éliminée, soit être
réparée correctement, soit être réparée ave
une erreur, transformant alors la cellule saine en cellule cancéreuse.
Il est
très difficile de déterminer une dose à partir
de laquelle les rayons seraient cancérigènes, puisque
c'est le hasard qui va induire ou non des erreurs de réparation.
D'autre part, est-ce qu'une même dose totale reçue en
une fois ou sur un temps très long a la même probabilité de
provoquer un cancer ? (La dose mortelle, lorsqu'elle est reçue
en moins d'une heure, est de 5000 mSV). Actuellement la dose légale
admise pour la population est de 4 mSv/an.
Mais
dans certaines parties de l'Inde, de la Chine ou du Brésil l'exposition naturelle atteint
50 mSv par an, soit 20 fois la moyenne française.
Et
pourtant, on ne note pas plus de morts par cancer dans ces régions.
Cas extrême : bombardements
d'Hiroshima et Nagasaki
Ces chiffres donnent les valeurs
de la mortalité par cancer à la
suite des bombardements de Hiroshima et Nagasaki. Les chiffres qualifiés "d’observés" correspondent
au nombre de cancers effectivement observés parmi la population
exposée. Les chiffres qualifiés "d’attendus" correspondent
au nombre de cancers dans une population comparable à la population
des villes japonaises, mais non irradiée. A noter que les 200
000 victimes immédiates sont essentiellement décédées
des effets mécaniques et thermiques des explosions.
Source : IRSN
Les
différents types de déchets
radioactifs ,en
général.
On appelle "déchet radioactif" toute matière dont on
ne prévoit pas d'utilisation ultérieure et dont le niveau de
radioactivité ne permet pas un rejet direct dans l'environnement. On
distingue 4 familles de déchets, selon leur durée (supérieure
ou non à 30 ans) et leur taux de radioactivité (très
faible, faible, moyenne, ou haute). Or, on constate que moins de 5% du volume
concentre
99,9% de la radioactivité.
Les
déchets chimiques et toxiques, par exemple, dont certains ne
sont pas biodégradables, sont équivalents à 100
fois la masse de déchets nucléaire
Les
déchets radioactifs (issus de l'industrie ou du médical)
représentent une très faible part de l'ensemble de
déchets que nous produisons chaque jour.
La France
produit 1,2 kg de déchets radioactifs par an et par habitant
.
A titre de comparaison, 100 kg de déchets hautement toxiques
(cadmium, plomb…) sont aussi produits chaque année, et
qui ne se dégraderont jamais. Seuls deux tiers de ces déchets
sont imputables à l'industrie électronucléaire,
le reste étant du au militaire, la recherche ou les autres industries.
© Cogema
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Réacteur
Nucléaire
L'uranium est
présent dans l'écorce terrestre, à raison
de 3 grammes par tonne en moyenne. Il est extrait de mines à ciel
ouvert ou souterraines.. 10 pays concentrent 96% des réserves
mondiales, dont l'Australie (460 000 tonnes), le Canada (426 000
tonnes), et le Kazakhstan (254 000 tonnes)---
A l'époque
des premières
expériences nucléaires, les scientifiques se sont naturellement
tournés vers l'uranium, car c'était l'élément
le plus lourd connu à cette époque. Et c'est aussi le matériau
le plus facile à fissionner. .Combien
de temps les réserves vont-elles durer ?
Avec les 440 réacteurs actuels, on a de quoi tenir quelques décennies,
guère plus que pour le pétrole. Mais deux pistes sérieuses
existent pour remédier à la pénurie. D'abord, les surgénérateurs,
qui produisent plus de combustible qu'il n'en brûlent ! (ils utilisent
un mélange d'uranium-238 et de plutonium). Mais le salut pourrait bien
venir… de l'eau de mer. En effet, on estime que les océans contiennent
4,5 milliards de tonnes d'uranium dilué. Le problème est d'extraire
cet uranium à des prix compétitifs, les techniques actuelles multipliant
le prix au kilo par huit. Si on ajoute ces deux pistes, et qu'on considère
une population mondiale de 12 milliards d'habitants, cela nous assurerait 320
000 ans de tranquillité. l'enrichissement
La teneur du minerai en uranium est en général assez faible, il
est indispensable de le concentrer. Les roches sont finement broyées et
l'uranium est extrait par différentes opérations chimiques. Le
concentré ainsi fabriqué a l'aspect d'une pâte jaune appelée "yellow
cake". Il contient alors 75% d'uranium. Ce "yellow cake" est purifié puis
transformé en gaz, hexaflorure d'uranium (UF6). Enfin, on sépare
les atomes d'uranium-235 (fissile) et d'uranium-238 (non fissile) soit par
diffusion gazeuse, soit par centrifugation.
Après enrichissement, l'UF6
est transformé en oxyde d'uranium, une poudre noire. Celle-ci est ensuite
comprimée en petites pastilles de 1cm qui sont cuites au four à très
haute température. Chaque pastille de 7 grammes peut libérer
autant d'énergie qu'une tonne de charbon ! Elles sont regroupées
dans des tubes (les "crayons"), eux-même assemblés en "fagots".
Il faut environ 157 fagots contenant en tout 11 millions de pastilles pour
faire fonctionner pendant 3 ans un réacteur nucléaire de 900
mégawatts. Combustible
nucléaire Matière qui sert à produire
de la chaleur par fission nucléaire dans le réacteur.
Le plus souvent, c'est un mélange d'uranium-235 et d'uranium-238 ---Seul
l'uranium 235 est exploitable dans les réacteurs nucléaires.
Dans la nature, il est 138 fois moins courant que son isotope, l'uranium-238.
Mais une fission du noyau d'uranium-238 réclame une énergie énorme,
alors que l'uranium-235 peut être fissionné par des neutrons
lents. En revanche, l'uranium 238 est un matériau "fertile",
c'est-à-dire qu'il peut se transformer, en absorbant des neutrons,
en matériaux fissiles exploitables.
Fonctionnement
Les
réacteurs nucléaires utilisent la fission nucléaire
pour produire de la chaleur, extraite des combustibles par un liquide
caloporteur (qui transporte la chaleur). Une centrale nucléaire
comporte trois circuits d'eau indépendants
Circuit primaire : transmettre la chaleur
Les pastilles d'uranium enrichi sont empilées dans des gaines
métalliques étanches et placées dans une cuve en
acier remplie d'eau. C'est cet assemblage qui constitue le cœur
du réacteur, dans lequel se produit la réaction nucléaire.
Celle-ci chauffe l'eau de la cuve à plus de 300°C, mais elle
ne bout pas car elle est maintenue sous pression.
Circuit secondaire : produire la vapeur
L'eau du circuit primaire transmet sa chaleur à un autre circuit
fermé, par l'intermédiaire d'un générateur
de vapeur. La vapeur fait tourner une turbine, qui elle-même entraîne
un alternateur produisant de l'électricité. La vapeur est
ensuite refroidie, retransformée en eau et renvoyée vers
le générateur de vapeur pour un nouveau cycle.
Circuit
de refroidissement : évacuer la chaleur
Pour que le système fonctionne en continu, il faut assurer son
refroidissement. C'est le but du troisième circuit, qui n'intervient
pas du tout dans la production électrique. Il sert à condenser
la vapeur du circuit secondaire sortant de la turbine, grâce à un
condenseur. Le condenseur prélève de l'eau froide au milieu
extérieur : rivière ou mer.
C'est
pourquoi la centrale doit être installée à proximité d'un
cours d'eau. Pour éviter de trop réchauffer l'eau de la
rivière, on utilise des tours de refroidissement : c'est la fonction
des immenses cheminées des centrales, dont la fumée blanche
n'est rien d'autre que de la vapeur d'eau. L'eau chaude provenant du
condenseur est refroidie par le courant d'air qui monte dans la tour.
Malgré des
techniques avancées, seule 30% de l'énergie
est transformée en électricité, le reste étant
perdu sous forme de chaleur. Les centrales thermiques classiques ont
un rendement un peu supérieur (45 à 50%), mais elles contribuent
plus au réchauffement de l'environnement en induisant de l'effet
de serre. D'ou l'interêt du Nucléaire.
Déchets
nucléaires
Les
dangers
S'ils sont bien gérés, il n'y a pas de risques immédiats
liés aux déchets nucléaires. Paradoxalement, pour
la Criirad (Commission de Recherche et d'Information Indépendantes
sur la Radioactivité), les déchets les plus radioactifs
ne sont pas les plus préoccupants. Les déchets à courte
vie, comme les rebuts miniers ou les gravats provenant du démantèlement
des centrales, sont moins surveillés et parfois même dans
des décharges à l'air libre.
Le problème réside aussi dans le transport : dans le monde,
des millions de sources radioactives (issues des centrales, mais aussi
des hôpitaux, industries, et centres de recherche) sont en circulation,
et même si les accidents sont rares, ces transports doivent être étroitement
surveillés.
Transmutation Transformation
du noyau d’un atome radioactif en atomes moins ou pas radioactifs.
C'est le but du retraitement des déchets nucléaires.
.
traitements nucléaires
L'usine de retraitement de La Hague retraite des déchets de différents
pays, qui ne possèdent pas la technologie ou ne veulent pas le faire
eux-mêmes. La moitié des déchets pris en charge par l'usine
viennent ainsi d'une trentaine de compagnies étrangères. Mais
depuis la loi Bataille de 1991, chaque pays doit récupérer ses
propres déchets une fois retraités.
A l'usine
de La Hague, le combustible usé est dissous dans de
l'acide nitrique. Le plutonium et l'uranium sont ensuite extraits et
récupérés et séparés. L'uranium est à nouveau
enrichi et peut être réutilisé comme du combustible
ordinaire, et le plutonium permet de fabriquer du MOX (Mélange
d'Oxydes). Un tiers des réacteurs français peuvent fonctionner
avec du MOX. Reste les vrais déchets ultimes, ceux issus de la
combustion nucléaire. Ils sont vitrifiés, c'est-à-dire
fondus avec de la pâte de verre, puis coulés dans des conteneurs
en acier. Ces derniers sont ensuite entreposés dans des piscines
afin de les refroidir.
Entreposage et stockage
Il faut distinguer l'entreposage, qui est provisoire, du stockage, qui
est une solution définitive pour se débarrasser des déchets
nucléaires. Les déchets de faible radioactivité sont
transportés vers un centre de stockage, à Soulaines (Aube),
et rangés dans des fûts de bétons. Ces fûts
sont contrôlés en permanence par un code-barre. Les déchets
moyennement ou hautement radioactifs sont pour l'instant entreposés
sur leur lieu de retraitement, à La Hague. Il est prévu
de les stocker dans des galeries souterraines, à plus de 500
m de profondeur. Le site expérimental de Bure (Meuse) préfigure
l'enfouissement de demain. Une couche d'argile de 130 m d'épaisseur,
imperméable et sans fissure, est censée garantir la stabilité du
stockage pour plusieurs millions d'années, et résister
aux secousses sismiques les plus fortes.
Retraitement
ou stockage
La France est un des seuls états au monde à avoir choisi
la voie du retraitement. Les Etats-Unis se contentent de stocker directement
le combustible usé, essentiellement pour des raisons économiques.
En effet, un kilo de combustible usé coûte 700 euros, alors
qu'un kilo d'uranium naturel coûte 30 euros à l'achat. Mais
la France fait valoir que le combustible usé représente
une source d'énergie qu'il est dommage de gâcher, et que
le volume de déchets sera beaucoup plus petit à stocker.
En 2020, on estime que le stock de déchets nucléaires français
contiendra 2200 tonnes de produits de fission, dont 150 tonnes de plutonium.
Aux Etats-Unis, c'est 5000 tonnes de déchets dont 1000 tonnes
de plutonium qui resteront à enfouir sont pas les plus préoccupants.
Les déchets à courte vie, comme les rebuts miniers ou les
gravats provenant du démantèlement des centrales, sont
moins surveillés et parfois même dans des décharges à l'air
libre.
Le problème réside aussi dans le transport : dans le monde,
des millions de sources radioactives (issues des centrales, mais aussi
des hôpitaux, industries, et centres de recherche) sont en circulation,
et même si les accidents sont rares, ces transports doivent être étroitement
surveillés.
Traitement
Risques d’ accident
Attentats, séismes, catastrophes industrielles ou climatiques… Les
sites nucléaires sont parmi les plus protégés au
monde. Et pourtant, l'accident de Tchernobyl continue d'attiser les craintes.
Conjugué à la divulgation de fausses informations sur le
trajet réel du nuage radioactif, cet accident a marqué le
début d'une défiance de l'opinion publique française
envers les experts du nucléaire.
Le risque
est-il réel ? Quelles sont les mesures de sécurité prises
en France ? Revenons d'abord sur les raisons qui ont conduit à l'accident
de Tchernobyl : le 26 avril 1986, une explosion détruit l'enceinte
du réacteur n°4, libérant dans l'atmosphère
des produits radioactifs pendant plus de dix jours. Près de 20%
de la radioactivité contenue dans le coeur au moment de l'accident
est ainsi disséminée. Plusieurs défaillances ont
pu être mises en évidence.:
Les
défaillances
techniques
D'abord, la centrale n'était pas équipée de l'épaisse
enceinte de confinement dont sont dotées la plupart des centrales
dans le monde. Deuxièmement, le réacteur avait un cœfficient
de vide positif, ce qui veut dire que la réaction en chaîne
augmentait d'autant plus vite qu'il y avait une fuite de refroidissement.
Au contraire, les cœurs des réacteurs à eau sous pression
actuels sont conçus de telle sorte que toute élévation
de température entraîne automatiquement une baisse de puissance.De
plus, dès que l'alimentation électrique est interrompue,
les barres de contrôle chutent dans le coeur, arrêtant net
la réaction nucléaire. Deux ou trois systèmes différents
sont installés, afin que si l'un d'eaux s'avère défaillant,
un autre prenne le relais.
Les
défaillances
humaines
L'accident se produit lors d'un essai insuffisamment préparé.
Les trois dispositifs de sécurité avaient été volontairement
bloqués, et l'équipe en charge des essais n'avait pas coordonné la
procédure avec le personnel de sécurité du réacteur.
De plus, les autorités russes de l'époque n'ont pas pris
les mesures d'évacuation appropriées, n'écoutant
pas les alertes des experts scientifiques, soupçonnés de "dramatiser" la
situation. En France, la séparation des responsabilités
entre pouvoirs publics et exploitants est une règle de base. Et
en cas de désaccord, ce sont les experts nucléaires qui
ont le dernier mot.
Les conditions climatiques
La pluie et le vent ont malheureusement aggravé les conséquences
de l'accident : le nuage radioactif a été transporté sur
des centaines de kilomètres à l'ouest et on a eu à déplorer
des précipitations radioactives jusqu'en Biélorussie. Au
total, 5 millions de personnes ont été directement exposées.
Les
associations écologistes ont eu tendance à se servir
de l'accident de Tchernobyl pour amplifier les risques liés à l'industrie
nucléaire, d'autant plus que les autorités françaises
ont longtemps entretenu l'opacité au sujet des retombées
sur le territoire.
Pour
Georges Charpak et les co-auteurs du livre De Tchernobyl en Tchernobyls, "il
est important de ne pas confondre les problèmes très graves
de Tchernobyl et les faibles rejets de radioactivité". Selon
eux, la principale préoccupation à propos du nucléaire
réside dans la prolifération d'armes nucléaires
et leur possible utilisation à des fins terroristes. Certaines
matières radioactives (plutonium, uranium) liées au nucléaire
civil peuvent en effet être détournées pour fabriquer
des bombes, même si ce n'est pas la voie la plus crédible
ni la plus aisée (lire l'interview de Jean-Marc Jancovici
Nucléaire : choix économique
?
Pourquoi
la France s'est-elle engagée aussi loin dans le nucléaire
?
La France s'est résolument engagée dans la filière
nucléaire suite aux deux chocs pétroliers de 1973 et 1979,
pour permettre au pays d'assurer son développement malgré sa
pauvreté en ressources énergétiques. Ce choix d'investissement
a été facilité par un opérateur énergétique
unique, EDF.
En effet,
le nucléaire nécessite des investissements à très
long terme, dans lesquels des opérateurs privés et de plus
petite taille ne vont pas forcément s'engager. D'autres pays comme
le Japon, la Corée du Sud ou Taiwan se sont dirigés dans
la même voie. Dans d'autres états, plus riches en énergies
fossiles, le nucléaire a été considéré comme
une énergie d'appoint. C'est le cas des États-Unis, de
la Chine, de la Grande-Bretagne ou de laRussie.
Après un développement très rapide, le recours à cette
technologie s'est ralenti au cours des dernières années.
La hausse de la consommation énergétique a été moins
rapide que prévu, et le prix du pétrole est retombé à un
niveau acceptable pour les pays industrialisés.
Est-ce
que l'électricité nucléaire est chère
?
Le prix de revient de l'électricité en France est largement
inférieur à celui observé dans la plupart des autres
pays. Pourtant, on compte dans ce prix de revient la totalité de
la filière nucléaire, depuis la construction des centrales
(investissements) jusqu'à leur démantèlement (estimé à 15
% des dépenses d'investissement), en passant par l'achat du combustible
et la gestion des déchets.
C'est
essentiellement grâce à la standardisation du parc
français, donc aux économies d'échelle, que ce coût
est relativement bon marché. La recherche, même coûteuse,
est elle-même rentable : par unité d'énergie produite,
la recherche sur le nucléaire civil coûte deux fois moins
cher que la prospection pétrolière.
La
France produit-elle trop d'électricité ?
La France produit d'abord de l'électricité pour elle-même
: grâce au nucléaire, son taux d'indépendance énergétique
est passé de 22% dans les années 70 à environ 50%
aujourd'hui. Ce taux serait à moins de 10% sans le nucléaire.
Mais depuis les années 90, le pays est devenu exportateur d'électricité,
alimentant ses voisins européens à raison de 50 à 70
TWh (milliards de kilowattsheure) annuels depuis les années 1990.
L'Allemagne
et l'Italie sont les deux principaux importateurs d'électricité nucléaire
française. De plus, la France fait à est aujourd'hui leader
sur le marché international des équipements et des services
nucléaires, où elle maîtrise désormais l'ensemble
du cycle du combustible nucléaire (extraction de l'uranium naturel,
retraitement et au recyclage de combustibles usés, construction
de centrales et de réacteurs…).
Et les autres pays ?
Sous la pression de l'opinion publique et avec la libéralisation
du marché de l'énergie, la plupart des pays européens
ont décidé de réduire ou d'arrêter leur production
d'électricité nucléaire. Seules la France et la
Finlande, qui vient de commander un nouveau réacteur EPR à Areva,
se sont engagées dans cette voie. Les Etats-Unis tergiversent,
et l'administration Bush semble hésiter à se lancer dans
de lourds investissements.
L'IAEA (Agence
Internationale de l'Energie Atomique) prévoit
même que la part de l'énergie nucléaire dans la production
d'électricité devrait baisser d'ici à 2030 dans
le monde, alors que la consommation devrait doubler dans le même
temps.
Nombre
de réacteurs dans le monde:
Usa
: 104 ---
France : 59 ---
Japon 55---
Russie 31---
Royaume-Uni 23---
Corée 20--
Canada 18---
Allemagne 17---
Inde 15---
Ukraine 15---Suède10 ---Chine 9---
Espagne 9---
Belgique 7---
Rép. Tchèque 6---
Slovaquie 6----
Suisse 5---
Bulgarie 4---
Finland e4---
Hongrie 4---
Argentine 2---
Brési l2---
Mexique 2---
Pakistan 2---
Afrique du Sud 2---
Arménie 1---Lithuanie 1 ---
Pays-Bas 1---
Roumanie 1--
Slovenie 1---
442 réacteurs nucléaires dans 30 pays fonctionnent dans le monde
en 2005, avec une capacité totale de 370 000 GWe.
24
réacteurs
sont en construction.
Avec
58 réacteurs et 88% de sa production électrique
d'origine nucléaire, la France fait figure d'exception. Un choix
avant tout économique et stratégique, qui lui assure une
indépendance énergétique et une expertise mondiale
dans ce domaine.
Nucléaire
et écologie , les obligations...
type
d'énergie
Le nucléaire est-il plus polluant que les autres énergies
?
Outre la lutte contre l'effet de serre, l'énergie nucléaire
permet également de réduire les émissions de dioxyde
de soufre (SO2), d' oxydes d'azote (NOx),et de particules. Ces polluants
sont responsables des pluies acides qui font dépérir les
forêts.
Encore
plus étonnant : le charbon est plus dangereux que le nucléaire
sur le plan de la radioactivité ! En effet, le charbon libère
des matériaux radioactifs (radium, radon et strontium) lors de
sa combustion. Or une centrale à charbon doit brûler 2,7
millions de tonnes de charbon par an pour produire la même quantité d'énergie
qu'une centrale française de 1000 MWe.
Pour
Areva (certes acteur partie prenante du nucléaire), le nucléaire
est même la solution à de nombreux défis écologiques.
Il pourrait notamment servir à la fabrication d'hydrogène,
une alternative possible au pétrole, qui nécessite de grosses
ressources en énergie pour séparer l'eau de l'oxygène
(électrolyse). Même la pénurie d'eau pourrait trouver
une réponse nucléaire, grâce aux usines de dessalement
d'eau de mer.
nucléaire
et énergies renouvelables
Pour sortir du nucléaire grâce aux énergies renouvelables,
il faudrait multiplier par 20 leur développement. Actuellement,
elles représentent 0,8% de la production électrique mondiale,
contre 16% pour le nucléaire. Un objectif réalisable, surtout
couplé avec des économies d'énergie substantielles.
Mais
la réduction des énergies fossiles, qui représentent
75% de la consommation dans le monde, n'est-elle pas un objectif plus
prioritaire, au vu du danger du réchauffement climatique ? Même
si il est impensable de remplacer la totalité de la filière
pétrole par celle du nucléaire (l'explosion de la masse
de déchets radioactifs serait ingérable)...
L'EQUIVALENCE DES DIFFERENTES SOURCES D'ENERGIE
--------------------------------------------------------------------Pour
produire 10000 MWe pendant un an
-----240
tonnes d'uranium ( soit 9 tonnes d' U235 environ )
-----17 millions de tonnes de pétrole
-----27 millions de tonnes de charbon
-----24 milliards de m3 de gaz naturel
-----83 millions de tonnes d'ordures ménagères
-----1000 kilomètres carrés de panneaux solaires !
-----56000 éoliennes de 600 kW !
Unités
de mesures
1 tonne
equivalent petrole = 11600kwh
1 tonne de charbon = 0,6 tep environ
1 tonne d'essence = 1,05 tep
1 tonne de fioul = 1,00 tep
1 tonne de bois = 0,3 tep
et
notre France consomme 300Mtep par an , environ...et le mode
entier en est à 10000millions de tep par an !
Watt (
puissance )
Unité légale de puissance. Il correspond à la
quantité d'énergie
consommée ou produite par unité de temps, soit un joule par seconde.
Wattheure ( energie )
Un wattheure (Wh) est une quantité d'énergie égale à 3
600 joules ou 3,6 kJ.
La
plus grosse centrale electrique du monde ( Itaïpu, Brésil) a
une puissance de 14 GW soit environ 10 centrales nucléaires.
Elle
fournit par an 90 000 000 000 kWh ! L'énergie
se mesure en joules ou plus communément
en kWh (3,6 millions de joules).
Sans énergie, on ne se chauffe plus, on ne s'éclaire plus,
on ne se transporte plus,
on n'a plus de téléphone, d'ordinateurs ou de télévision.
Le
nucléaire et les énergies fossiles présentent
finalement le même inconvénient : celui d'une gestion des
risques à long terme (déchets radioactifs pour le premier,
effet de serre pour le second). Des risques souvent mal pris en compte
par les pouvoirs politiques, et pour lesquels les décisions sont
prises avec beaucoup de retard.
Source: IAEA, 2005
75% de l'énergie dans le monde est produite par les énergies
fossiles, et 16% par le nucléaire. L'Asie, en plein boom économique,
a massivement recours au pétrole et au charbon, même si
la Chine essaye de diversifier ses ressources énergétiques.
Avec
le protocole de Kyoto, les pays industrialisés se sont engagés à une
réduction de 5,2% de leurs émissions en 2010 par rapport à 1990.
En France, le programme nucléaire a permis à la France
de maintenir ses rejets de gaz carbonique à un niveau relativement
faible. En effet, 8% des ses émissions proviennent de sa production
d'électricité, contre 40% en moyenne dans le monde entier.
Pour
autant, le nucléaire ne peut pas remplacer le pétrole
dans tous les secteurs, en particulier dans le transport, et cela ne
doit pas non plus exonérer le pays des nécessaires économies
d'énergie.
Le FUTUR !
EPR
Les centrales nucléaires françaises, dont l'âge moyen
est de 20 ans, étaient prévues pour durer 30 ans. Elles
vont en fait être prolongées jusqu'à 40 ans, voir
60 ans. Pourtant, il faudra bien un jour passer à autre chose,
et si possible de mieux.
L'EPR
(European Pressurized Reactor) a pour vocation de remplir le "trou" entre
la deuxième génération de réacteurs (ceux
actuellement en fonctionnement) et la quatrième génération,
celle des réacteurs propres et utilisant une matière première
inépuisable (voir page suivante), dont on ne devrait pas profiter
avant une trentaine d'années.
Olkiluoto 3 sera la cinquième centrale finlandaise et la première
construite en Europe depuis plus de 10 ans. C'est une centrale identique à celle-ci
qui devrait voir le jour en France à Flamanville en 2012.
L'EPR réacteur est le grand espoir à court terme d'Areva, qui
espère vendre ce nouveau réacteur à plusieurs pays dont
la Chine et les Etats-Unis. Une première unité d'une puissance
de 1600 MW a déjà été commandée par la Finlande,
premier pays à relancer officiellement son programme nucléaire.
Ses avantages sont un meilleur rendement (10% d'électricité en
plus avec le même volume d'uranium), une sûreté améliorée
(systèmes combinés et abaissement automatique de la température
en cas de fusion du sœur), et une utilisation accrue du MOX, ce qui permettrait
de recycler davantage de déchets issus des réacteurs actuels.Toutefois,
l'EPR ne constitue pas véritablement de révolution
dans l'industrie du nucléaire. De l'aveu même de ses concepteurs,
cette technologie est au point depuis au moins 20 ans, les décisions
politiques étant considérablement plus lentes que les avancées
scientifiques.
centrales du futur
Une bonne dizaine de projets sont à l'étude, ayant tous
deux objectifs principaux : une sécurité sans faille et
une diminution voir une disparition des déchets nucléaires.
Parmi les idées : le réacteur à sels fondus, le
réacteur à eau supercritique, aux métaux liquides…Nous
avons sélectionné trois technologies qui sont les plus
prometteuses, dans l'ordre de leur apparition probable.
Les
réacteurs modulaires à couches
de boulets
Sous ce nom barbare se cache peut-être la centrale nucléaire
de demain. Un réacteur d'un nouveau type, qui utilise un gaz (hélium
ou CO2) comme fluide réfrigérant est à l'étude
en Chine, Etats-Unis et Afrique du Sud où un prototype devrait être
construit en 2006. Plus sûr et plus facile à contrôler,
ce réacteur fonctionne avec des billes d'uranium entouré de
graphite, pour confiner la chaleur de l'explosion nucléaire. Le
fluide d'hélium caloporteur, qui sort du coeur à 900°C,
permet un rendement thermique de 40%, soit un quart de plus que les centrales
actuelles. De plus, ces réacteurs pourraient fonctionner pour
des unités 10 fois plus petites ; un concept particulièrement
adapté pour les pays en voie de développement. Avec la
chaleur restante, il serait même possible de produire de l'hydrogène.
Ce mode combiné de production d'énergie (électricité +
hydrogène) est d'ailleurs une piste sérieuse pour toutes
les centrales à l'avenir.
Les
surgénérateurs
Ce type de réacteur, dont Superphénix était le prototype,
utilise des neutrons rapides, au contraire des réacteurs normaux
qui utilisent des neutrons ralentis (voir l'explication sur la fission).
Ces neutrons à haute énergie aboutissent soit à la
fission (qui produit de l'énergie), soit à la transformation
de l'uranium en plutonium, réutilisable en combustible, soit à la
destruction du plutonium et des déchets à longue durée.
Mais
surtout, les surgnérateurs peuvent consommer du l'uranium-238,
considéré jusque là comme déchet. Bref, le
surgénérateur fabrique au final davantage d'énergie
qu'elle n'en consomme ! Un vrai tour de magie ! Hélas, Superphénix
n'a pas laissé un bon souvenir : sur 12 ans d'existence, Superphénix
n'a pu tourner que trente mois pour un investissement de 9 milliards
d'euros. La faute à de nombreux problèmes techniques. De
plus, le liquide refroidissant utilisé est le sodium, moins corrosif
pour les installations mais qui présente la facheux inconvénient
de s'enflammer au contact de l'eau. Néanmoins, les chercheurs
français estent amers sur la fermeture définitive de Superphénix,
qu'ils considèrent comme une "décision éminemment
politique".
ITER et la fusion
La fusion nucléaire est la réaction qui se produit naturellement
dans le soleil à chaque instant : deux noyaux fusionnent en libérant
une énorme quantité d'énergie. Une source d'énergie
quasi inépuisable, et zéro déchets : le deutérium
contenu dans l'eau des océans permettrait, à lui seul,
de subvenir aux besoins mondiaux de l'humanité pendant un milliard
d'années. Problème : la fusion n'est possible qu'à 100
millions de degrés, et ITER devrait dans un premier temps consommer
plus d'énergie qu'il n'en produit. Mais les chercheurs ont bon
espoir de parvenir à générer une réaction
auto-entretenue.
Interview de
"L'Internaute" avecJean-Marc Jancovici
Expert dans les domaines de l'énergie et de l'environnement, Jean-Marc
Jancovici est l'auteur de plusieurs livres dont L'avenir climatique : quel
temps ferons nous " et d'un site très bien fait sur tous ces sujets
: www.manicore.com.: Peut-on se passer de nucléaire ?
Jean-Marc Jancovici : La fin des énergies fossiles et le réchauffement
climatique vont nous obliger à diminuer par deux nos émissions
de gaz à effet de serre au niveau mondial. Si on veut être juste
avec les pays sous-développés, il faudra même les diminuer
par quatre pour les pays riches. A moins de diviser nos dépenses d'énergie
par cinq, je ne vois pas comment y arriver sans avoir recours à l'énergie
nucléaire.
Mais
le nucléaire ne représente que 5% de l'énergie
produite ?
C'est exact. Aujourd'hui, ça ne changerait pas grand-chose de
s'en passer. Mais on peut aussi dire que les énergies renouvelables
ne produisent que 0,1% de la consommation mondiale d'énergie,
et donc qu'elles ne servent à rien ! Ce qui change, c'est de choisir
de ne pas y recourir pour remplacer les énergies fossiles : pétrole,
gaz, charbon…
Certains
pays ont pourtant choisi de s'en passer…
Il faut comprendre que pour activer un programme de construction de
réacteurs
nucléaires, il est nécessaire que l'électricité soit
confiée à un monopole public, car les investissements sont
coûteux et les centrales ne sont rentables que sur le long terme.
Aux Etats-Unis, par exemple, aucun réacteur n'est plus construit
depuis les années 70, car les opérateurs sont morcelés
et aucun ne veut prendre un tel risque financier. D'autres pays ont recours à des énergies
facilement disponibles sur leur territoire : 'hydroélectricité,
le pétrole… Quant au choix de l'Allemagne de sortir du nucléaire,
il est purement politique et il n'y a pas l'ombre d'un plan pour remplacer
les centrales.
Mais
quand même, une centrale émet de la radioactivité,
c'est dangereux, non ?
Mais tout émet de la radioactivité ! Notre propre corps
produit des rayons radioactifs ! Les militants écologistes utilisent
le Sievert, une unité très petite, pour vous sortir des
chiffres énormes de radioactivité : c'est comme si je calculais
ma taille en millimètres ! Il faut savoir que la première
source non naturelle de radioactivité, c'est les radios que vous
passez à l'hôpital, qui émettent des doses 60 fois
supérieures aux centrales nucléaires.
"
En Allemagne, il n'y a pas l'ombre d'un plan pour remplacer le les centrales
nucléaires" Un accident de type Tchernobyl peut-il arriver
en France ?
Comme celui de Tchernobyl, non. Cette centrale présentait une
configuration où la réaction s'activait au lieu de s'arrêter.
Mais un ccident nucléaire est possible. Faut-il interdire la
filière pour autant ? A ce moment-là, il faut aussi d'urgence
arrêter les buralistes et les concessionnaires automobiles, qui
représentent un risque bien plus élevé.
Et
les déchets
? Que doit-on en faire ?
Les stocker. Pour n'importe quel type de déchets, il n'existe
que deux solution : les confiner ou les diluer. Quand vous brûlez
du plastique dans une incinératrice, la pollution se dilue dans
l'atmosphère sous forme de CO2. Pour les déchets nucléaires,
on en retraite une grande partie pour les réutiliser comme combustible,
et le reste est confiné dans des lieux sûrs, le temps que
la radioactivité diminue. Au bout de 1000 ans environ, il est
retombé à celui du combustible qu'on avait introduit dans
la centrale.
L'énergie nucléaire n'est-elle pas un prétexte à des
pays comme l'Iran pour fabriquer des bombes ?
Malheureusement, l'histoire nous a appris que tous les pays se sont dotés
de l'arme nucléaire avant de développer un programme civil.
C'est beaucoup plus compliqué, et surtout plus voyant, de passer
par une filière de centrales nucléaires, lorsqu'avec
un peu d'uranium ou de plutonium et une centrifugeuse, on peut fabriquer
une bombe discrètement.
Faut-il avoir peur d'ITER ?
Ca y est, c'est le site de Cadarache, dans le sud de la France, qui a été choisi
pour accueillir ITER, un nouveau type de réacteur nucléaire.
Il devrait préfigurer l'énergie du futur, sans déchets
et inépuisable. Les réponses à vos questions, et une vidéo
pour découvrir ce grand projet.
"Les bâtisseurs d'étoiles" Du
cosmos au coeur du réacteur,
un film qui vous explique l'aventure ITER en huit minutes.
Interview
Stéphane Lhomme Porte-parole du Réseau "Sortir du
nucléaire".
ITER,
c'est quoi ?
ITER (pour International Thermonuclear Experimental Reactor) est
un réacteur
expérimental de fusion nucléaire. Alors que les réacteurs
classiques produisent de l'énergie grâce à la fission
d'atomes lourds, ITER permettra de produire de l'électricité à partir
de la fusion d'atomes légers. C'est un projet qui regroupe l'Union
Européenne, le Japon, la Russie, La Corée, et les Etats-Unis.
Pourquoi construire ITER ?
L'objectif d'ITER est de trouver une nouvelle forme d'énergie. C'est
un projet scientifique de long terme : les premières expériences
sur la fusion nucléaire datent des années 1950. Depuis, les scientifiques
ont beaucoup progressé dans cette voie. La machine JET, installée
en Grance-Bretagne, arrive ainsi déjà à reproduire cette
réaction. Mais pour Pascal Lallia, conseiller chargé des questions
de thermonucléaire à la Commission Européenne Recherche
et Energie, le réacteur ITER constitue une nouvelle étape indispensable.
En effet, ITER sera bien plus performant. Alors que JET consommait plus d'énergie
qu'il n'en produisait, ITER va générer une puissance 10 fois
supérieure à celle consommée. Mais attention : cela reste
une machine expérimentale et il est pour l'instant inutile d'espérer
utiliser cette électricité pour votre lave-vaisselle !
ITER, ça
va marcher quand ?
Pour produire vraiment de l'électricité, il faudra attendre
entre 35 et 50 ans. En fait, cela va dépendre des choix politique.
Sur un plan technique, ITER aurait ainsi déjà pu être
construit il y a plusieurs années. Ensuite, pour une utilisation
courante de la fusion comme source d'énergie, cela prendra sans
doute plusieurs dizaines d'années.
ITER, c'est dangereux ?
Alors que la réaction de fission nucléaire présente
un risque d'emballement, la fusion peut elle être stoppée
instantanément. Si on arrête d'alimenter le réacteur,
le plasma se refroidit très vite et tout s'arrête en moins
d'une minute. De plus, les quantités utilisées sont négligeables,
et toutes les études de sécurité montrent que même
en cas d'accident grave, on n'aurait pas besoin d'évacuer les
populations autour.
Quels sont les avantages de ITER ?
La consommation de combustible d'une centrale à fusion est très
faible : pour une année de fonctionnement, il lui faudra 100kg de deuterium
(une matière quasi inépuisable) et 3 tonnes de lithium, contre
1,5 million de tonnes de charbon pour une centrale thermique. La fusion ne
produit pas de gaz à effets de serre ou d'autres polluants toxiques.
Les déchets radioactifs n'auront une durée de vie que d'une centaine
d'année, et pourront même être recyclés dans la centrale.
Enfin, sur le plan du terrorisme, ITER n'utilise pas de matières utilisables
pour la fabrication de bombes militaire, contrairement aux centrales actuelles
où on utilise du plutonium. A l'heure où on s'inquiète
de l'Iran et de la Corée du Nord, c'est plutôt une bonne nouvelle…
Pourquoi
avoir choisi Cadarache ?
C'est avant tout une décision politique. Cependant, Cadarache
avait un avantage considérable sur Rokkasho-Mura, le site japonais
: le CEA (Commissariat à l'énergie atomique) y est en effet
déjà implanté depuis plus de 40 ans, avec plus de
4000 chercheurs et des sous-traitants de la filière. Et puis,
le soleil de la Provence est sans doute plus attirant pour les chercheurs
et leur famille que le Nord du Japon en plein hiver…
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----JCS, apprenti Web-user, vous salue bien. A
bientôt !
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