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La conversion de l’énergie nucléaire est actuellement la façon la plus économique d’assurer la production d’électricité pour la consommation de masse de base. Elle a plusieurs inconvénients : gestion délicate des déchets, enjeux géopolitiques, peu modulable, elle oblige en plus à utiliser d’autres types de source pour les ajustements rapides (inférieurs à la demi-journée) à la variation de la demande. Enfin, c’est une technologie lourde, qui n’est employée que dans des transports militaires (sous-marins et porte-avions) en dehors des centrales. Cependant les perspectives de cette filière sont elles aussi intéressantes, comme on va le voir avec diversification des énergies produites et la mise en place de nouveaux réacteurs, sans compter la fusion avec les débuts du réacteur ITER.

La Fusion Nucléaire (ITER)

La contribution potentielle de la fusion à la solution du problème énergétique ne pourra être évaluée avant 2050, lorsque les résultats des programmes comme ITER seront connus. Les chercheurs pensent pouvoir gagner une dizaine d’années en lui accordant les moyens d’un programme prioritaire.


Aucune catastrophe majeure n’est à redouter, car un accident par emballement des réactions n’est pas possible. A chaque instant, le cœur du réacteur ne contient qu’une faible quantité de combustible et l’interruption de l’alimentation en mélange deutérium-tritium provoque l’arrêt immédiat de la combustion. De plus, tout dérèglement ou détérioration de l’enceinte aurait le même effet, car la plage des conditions physiques de fonctionnement est très étroite. Cette difficulté intrinsèque est un avantage pour la sûreté, mais retarde la mise en œuvre de cette technologie si prometteuse. On admet aujourd’hui que les phénomènes sont suffisamment connus pour reproduire les conditions proches de celles d’un réacteur : puissance produite très supérieure à la puissance fournie pour faire fonctionner l’installation, fonctionnement sur des échelles de temps de plusieurs dizaines de minutes, alimentation en continu et évacuation de l’hélium. C’est l’objectif de l’expérience ITER, qui devrait entrer en fonctionnement avant 2015, pour exploitation jusqu’un peu après 2030.


Une autre expérience, appelée DEMO, devrait voir le jour dans les années 2020 où seront étudiées voire mises au point les procédures d’une exploitation industrielle, continue, à haute puissance, et avec régénération du tritium. Si cette phase s’avérait fructueuse, on peut imaginer la conception d’une première usine de production vers 2040 et sa construction vers 2050. La seconde moitié du siècle pourrait donc voir le déploiement de la fusion dans le bouquet énergétique. L'horizon du XXIIème siècle est toutefois beaucoup plus réaliste.


Les spécialistes eux-mêmes déclarent que ce calendrier n’est qu’indicatif. Des surprises bonnes ou mauvaises, scientifiques, technologiques ou financières ne devraient pas mettre en cause la validité de la fusion comme source d’énergie utile, mais elles peuvent modifier la durée des différentes phases. En particulier, se pose actuellement de façon concrète le problème des matériaux qui pourront supporter de telles conditions de température et de rayonnement.

La Fission Nucléaire

La conversion de l’énergie atomique en électricité au moyen de la fission n’a cependant pas dit son dernier mot, loin de là. Les perspectives sont nombreuses :

  • Solutionner le problème des déchets. Outre le stockage, il est possible de recycler certains produits de fission, comme dans la filière sûreté, maintenant prise en charge par les nouvelles générations de réacteurs ;

  • Aller vers la production d’Hydrogène. Le rendement global de conversion de l’énergie atomique doit être également fortement augmenté en réutilisant la chaleur résiduelle de l’eau du circuit secondaire ;

  • Actuellement, seul 0,7% de l’Uranium naturel est utilisable. Les réserves mondiales au prix actuel de l’uranium sont estimées à 2,3 Mt (4 Mt à un prix doublé). On peut déjà raisonnablement entretenir le parc du type actuel pendant 80 ans. Les réacteurs à Neutrons Rapides devront valoriser la majeure partie de l'Uranium (99%, Uranium 238), ce qui portera les réserves de combustible à l'échelle des millénaires ;

  • Les réacteurs de génération 4 ont en commun une température de cœur élevée, entre 600 °C et 1000 °C, toujours pour améliorer les rendements thermodynamiques.

Il y a par ailleurs trois objectifs de recherche majeurs pour la filière de la fission :

  • Sélection des matériaux pour les composants des réacteurs ;

  • mise au point de nouveaux assemblages de combustibles ;

  • traitement des combustibles usés ou irradiés.

Ces trois points sont indissociables. Ils ne peuvent plus être traités successivement, comme ce fut le cas pour les réacteurs de la génération actuelle.

Les nouveaux réacteurs auront une durée de vie plus longue (60 ans minimum) que les précédents (40 ans). Cela pourrait retarder l’apparition d’une nouvelle génération de réacteurs à neutrons rapides.

Quant à l’arrêt programmé du nucléaire, si l’on en décidait ainsi, il ne pourrait se faire qu’au moment où d’autres énergies (renouvelables a priori) seraient en mesure de prendre la relève.

En effet, dans l’état actuel des sciences et des techniques, l’énergie nucléaire de fission paraît être la solution la plus robuste pour répondre, en large quantité, à la demande concentrée d’électricité indispensable aux grandes villes et aux zones à haute densité de population, sans accroître pour autant les désordres climatiques. C’est une énergie « propre » en terme de pollution atmosphérique, elle est déjà opérationnelle, et ses perspectives d’évolution sont prometteuses.


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