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Le nucléaire de demain, ça commence aujourd’hui

Le 16 octobre à 09:10

Par Benoît Chalifoux, le 15 octobre 2011

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La nouvelle présidence française ne sera plus un instrument au service d’intérêts commerciaux à court terme ; elle anticipera les défis auxquels nous serons confrontés d’ici 30 ou 50 ans, en particulier en ce qui concerne la production d’eau douce et de nourriture, les transports et l’infrastructure industrielle et urbaine. C’est sous ces trois angles que nous allons définir les besoins en énergie et les objectifs devant guider la recherche dans le domaine du nucléaire.

Lorsqu’on parle de réacteurs nucléaires de IVe génération, c’est d’un effort de recherche scientifique à grande échelle qu’il s’agit, et non de simples innovations technologiques ou commerciales.

L’eau.

Pour satisfaire les besoins de l’humanité en eau (tant pour la consommation que pour l’industrie ou l’irrigation), il faudra dessaler l’eau de mer. Cela se fait déjà dans les pays du Golfe Persique et ailleurs. Mais il faut d’énormes quantités de combustibles fossiles. Exemple : L’Arabie Saoudite, avec une population de 26 millions d’habitants et 30 usines de dessalement sur les 60 en activité dans le monde, utilise 1,5 million de barils de pétrole par jour rien que pour le dessalement, tandis que la France, avec une population de 63 millions d’habitants, consomme 2 millions de barils par jour au total.

Dans le cadre d’une relance industrielle, la France devra tôt ou tard recourir au dessalement de l’eau de mer pour faire face à ses besoins. Car depuis les années 90, l’usage de l’eau à des fins industrielles a baissé de 30%, en raison de la désindustrialisation du pays. L’une des régions françaises les plus pauvres en eau, la Provence, dépend déjà de grandes infrastructures pour ses besoins en eau : le Canal de Provence, construit dans les années 60, 70 et 80. Il devrait suffire pour deux générations encore, mais au-delà, il faudra dessaler l’eau de mer. Puisqu’il est reconnu que dans ce cas, les ressources en gaz et en pétrole ne seront pas suffisantes, il faudra alors avoir recours au nucléaire. L’Inde dispose déjà de deux usines de dessalement fonctionnant grâce au nucléaire, mais de faible capacité, à Kalpakkam et à Trombay.

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Usine de dessalement

 

Il faudra également accroître les réserves d’uranium actuelles et ouvrir la voie à l’utilisation du thorium. C’est ce que nous permettront de faire les surgénérateurs (autrement connus sous le nom de réacteurs à neutrons rapides), capables de convertir l’uranium 238 présentement inutilisé et le thorium 232 en matières fissiles. Une très grande quantité d’uranium est également présente dans l’eau de mer, cent fois plus que dans la croûte terrestre, mais dans des concentrations beaucoup plus faibles. Des expériences sont déjà menées au Japon pour filtrer l’eau de mer et en tirer l’uranium nécessaire.

Dans les années 90, la France avait pris une avance considérable dans ce domaine, mais la fermeture de Superphénix a permis à des pays comme l’Inde de prendre les devants. Elle doit donc accroître ses efforts et rattraper le temps perdu, comme l’avait fait de Gaulle en créant le Commissariat à l’énergie atomique (CEA) à la sortie de la guerre. Avant la guerre, la France était à l’avant-garde, grâce aux travaux des Curie, mais par la suite, beaucoup de ses scientifiques durent s’exiler en Angleterre, au Canada et aux États-Unis.

Les transports.

Les réacteurs actuels fonctionnent à 330° environ, mais il faudrait atteindre 950 degrés pour une production simultanée et efficace d’électricité et de chaleur. Plus de 1000 degrés seraient même nécessaires pour casser les molécules d’eau et fabriquer l’hydrogène destiné aux transports individuels de demain. Car si l’électricité sera nécessaire aux TGV et à l’aérotrain, l’hydrogène remplacera le pétrole pour les voitures et les camions.

L’infrastructure industrielle et urbaine.

On peut également utiliser la chaleur à bas coût pour des usages industriels et pour le chauffage urbain. Pensez aux possibilités offertes pour le développement des régions arctiques et en particulier la Sibérie, riche en matières premières inexploitées. Regardons ce qu’on peut faire dans le cadre d’un grand plan pour le logement en France, incluant les besoins en chauffage. Par exemple, la Compagnie parisienne de chauffage urbain, fondée en 1927 comme société privée, puis devenue société mixte en 1949, fournit de la chaleur à la totalité des hôpitaux parisiens, à une partie des écoles et autres immeubles publics, ainsi qu’à certains immeubles résidentiels qui ont pris la peine de se raccorder au réseau. Le problème, c’est qu’une grande partie de ses approvisionnements sont en charbon et en fioul. (24 et 14% respectivement). Il est clair que le nucléaire peut jouer ici un rôle plus important, surtout dans le cadre d’une expansion du réseau.

La sécurité.

En matière de sécurité, les réacteurs refroidis à l’hélium permettront d’évacuer plus facilement la chaleur en cas de fuite, par convection naturelle, sans qu’il soit nécessaire de recourir à des systèmes de pompage complexes. Une piste serait de remplacer les crayons de combustible actuels par des boulets de la grosseur d’une balle de tennis, enveloppés de céramique et de matériaux pouvant soutenir, sans se déformer ni se dégrader, des températures très élevées. Ce serait aussi le cas de sels d’uranium fondus, introduits de manière continue dans le réacteur par un « robinet », ce qui permettrait d’ajuster les quantités en cas de pépin.

L’Afrique du Sud a tenté de développer des réacteurs à haute température et à lit de boulets, mais a dû abandonner le projet par manque de moyens. Cependant, la Chine a repris le projet et entend le conduire à terme d’ici une dizaine d’années environ.

Réacteurs modulaires.

Le dernier objectif est de développer une gamme de réacteurs de taille variée, en particulier des réacteurs plus petits, modulaires, pouvant être fabriqués en série et être transportés et installés sur le lieu de fonctionnement. La Russie développe déjà des centrales flottantes, et s’apprête à commissionner la première en 2012. Chaque barge sera équipée de 2 réacteurs pour 70 MW d’électricité ou 300 MW de chaleur, capables de fournir en énergie une ville de 200 000 habitants. Ces barges peuvent être modifiées pour dessaler et produire 240 000 mètres cubes d’eau potable par jour ou être utilisées pour des villes éloignées ou pour le développement de pays comme l’Indonésie ou les Philippines, constitués de milliers d’îles, évitant ainsi de construire de longs et coûteux réseaux de transport d’électricité.

En France, nous proposons donc de développer sur 10-20 ans les réacteurs de quatrième génération suivants :

• Une centrale de type modulaire à très haute température en Bretagne pour l’électricité, dans le cadre d’un renouveau industriel, incluant éventuellement la fabrication d’hydrogène ;

• Une centrale à haute température en Île de France pour l’électricité et le chauffage urbains ;

• Un surgénérateur refroidi au gaz pour remplacer Fessenheim lorsque le besoin s’en fera sentir.

La France s’est déjà engagée auprès du Forum international Génération IV pour ce qui concerne les surgénérateurs refroidis au gaz et les réacteurs à très haute température, mais il faut passer à la vitesse supérieure.

La Fusion.

Autre domaine de recherche fondamentale, celui de la fusion nucléaire. Ses principaux avantages sont l’absence de déchets radioactifs, car le produit de la fusion est l’hélium, un gaz inerte et non radioactif.

L’autre avantage est que le deutérium est disponible en quantité quasi illimitée dans l’eau de mer, et que le tritium peut être fabriqué sans trop de problèmes. L’hélium-3, le combustible pour la « fusion de deuxième génération », est quant à lui disponible en très grande quantité sur la Lune et pourra être utilisé pour la propulsion spatiale. Depuis 1992, la France a abandonné la recherche sur la fusion laser à des fins civiles, domaine qu’elle dominait depuis le début des travaux en 1962, pour se concentrer exclusivement sur l’usage militaire. Nous devons absolument renverser cette décision. La recherche civile est dans un premier temps plus chère car il faut travailler sur des billes plus petites et plus difficiles à allumer, mais une percée dans le civil serait également applicable au militaire. L’inverse n’est toutefois pas vrai.

L’emploi.

L’ensemble du secteur du nucléaire emploie 100 000 personnes en France, dont 23 000 agents EDF assurant l’exploitation des 58 tranches nucléaires, plus 20 000 intervenants d’entreprises extérieures La nouvelle présidence, c’est aussi une nouvelle vision du travail et du capital humain, ce qui signifie qu’il faut diminuer les niveaux de sous-traitance dans l’exploitation des centrales, et redonner aux personnes impliquées le statut d’agent EDF à part entière. C’est également éliminer la sous-traitance en cascade dans la construction des centrales, afin de maintenir le plus haut niveau de compétence possible, ainsi que les normes de qualité et de sécurité les plus strictes. Aujourd’hui, dans la construction d’une centrale, on compte jusqu’à 7 ou 8 niveaux de sous-traitance.

A chaque niveau, il y a des commissions qui sont prélevées, et la mauvaise coordination des travaux en bas de l’échelle provoque des retards et des vices d’exécution importants. EDF s’est engagée récemment à réduire les niveaux de sous-traitance jusqu’à trois, mais un maximum de deux serait probablement suffisant. De plus, il faudrait ne pas se contenter de belles résolutions mais réglementer le secteur. Afin d’accomplir les percées technologiques nécessaires, il faut enfin redonner au CEA sa mission et ses moyens d’origine, rétablir en son sein une direction industrielle pouvant coordonner et accélérer les efforts de recherche, tout en y associant le plus grand nombre d’industriels possible.

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