Je n'aime pas prédire l' avenir, le passé me suffit ...

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.
R
éaction 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.
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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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