Avenir Nucléaire

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I : Les inconvénients de l’énergie nucléaire

Si l’exploitation de l’énergie nucléaire est rejeté par
certains, c’est à cause de ces inconvénients. En effet, l’énergie
nucléaire, comme la plupart voire la totalité des énergies,
possèdent ses atouts mais aussi ses défauts.

A) La radioactivité :

L’un des risques majeur est la radioactivité de cette énergie.
Il faut savoir que la radioactivité est un terme inventé vers 1898
par Pierre Curie, désignant un phénomène physique naturel au cours
duquel des noyaux atomiques instables se désintègrent en dégageant
de l’énergie sous forme de rayonnements divers, pour se transmuter
en des noyaux atomiques plus stables. Les rayonnements ainsi émis
sont appelés, selon le cas, des rayons α, des rayons β ou des
rayons γ. La radioactivité est invisible, inodore, impalpable, et
est par conséquent un poison qui frappe sans prévenir. Parmi les
dégats que peuvent causer la radioactivité on notera des problèmes
cellulaires, musculaires, osseux ainsi qu’au niveau de la moelle
épinière. Pour illustrer les problèmes liés à la radioactivité,
un professeur en bio-statistique épidémiologique
a déclaré : “ il y a beaucoup plus de cas de leucémie chez les jeunes qui habitent
près du site de La Hague que dans le reste de la France ”.

B) Les déchets nucléaires :

Un autre inconvénient de l’énergie nucléaire consiste en
l’utilisation des déchets nucléaires, dont on ne sait que faire. Il
existe 5 étapes dans la filière nucléaire :

• L’extraction du
  minerai d’uranium et les premiers traitements.

• La transformation
  du minerai en “ Yellow Cake ” (les déchets du
  minerai contiennent 80% de la radioactivité).

• L’enrichissement
  et le compactage en pastilles.

• La combustion.

• Le retraitement.

Chaque étape de la filière nucléaire rejette des déchets nucléaires et non seulement
la centrale.

Il y a quelques années, les déchets étaient tout simplement
jetés à la mer. Actuellement, ils sont confinés et entreposés sur
place en attendant de trouver une solution. Une enquête a proposé
la création de 3 centres de recherche pour l’enfouissement des
déchets.

Certains éléments ont une durée de vie considérable : le
plutonium, par exemple, à une demi-vie de 24100 ans.

Ne sachant que faire du plutonium, on a décidé de le retraiter,
c’est à dire le séparer des autres déchets pour le réutiliser
dans certains réacteurs sous forme de M.O.X.(combustible à Oxyde
mixte uranium-plutonium).

Cela entraîne des manipulations très dangereuses ainsi que des
transports à haut risque. De plus, l’usine de La Hague retraite
aussi les déchets des pays étrangers comme le Japon, entraînant
des transports maritimes d’un risque extrême. D’ailleurs, tous
les déchets produits ne repartent pas !

C)Le parc nucléaire :

Troisième grand problème : notre parc nucléaire vieillit ! Une
centrale a une durée de vie de quelques dizaines d’années (25 à
40 ans). En fin d’exploitation, elle doit être déclassée. Il y a
3 niveaux de déclassement :

N° 1 Fermeture sous surveillance

N° 2 La libération partielle et conditionnelle

N° 3 La libération totale et inconditionnelle

Qu’appelle-t-on déclassement ?

“ C’est l’ensemble des activités qui commencent
après la mise en arrêt de l’installation et qui visent à mettre
cette dernière dans une situation qui assure la protection des
travailleurs affectés au déclassement, du public ainsi que de
l’environnement ”.

Mais si la définition est claire, sa réalisation pratique n’est
pas sans poser des problèmes de sécurité importants :

- Les équipes d’intervention manquent cruellement d’expérience.
Beaucoup d’accidents mortels ont déjà eu lieu.

- De nombreux problèmes techniques se font jour : nécessité
d’intervention de robots, décontamination…

Les coûts engendrés par ce déclassement peuvent donc être
énormes.

Aussi devant de tels problèmes, E.D.F. a pensé à reculer le
démantèlement et s’octroyer un délai supplémentaire de 50 voire
100 ans (pour les réacteurs de plus de 1000 Mégawatts).

Ce délai supplémentaire ne fera que retarder les frais pour les
générations à venir. Sans oublier que les structures vont s’éroder
et rendre plus délicate les interventions. De plus, c’est la
mémoire de l’installation qui se perdrait.

D) Les risques de prolifération nucléaire :

Le plutonium, qui est donc un déchet de combustion, est aussi à
la base des bombes nucléaires. Il suffit de 3 Kg pour en fabriquer
une. Et c’est près de 1200 t qui transitent de par le monde. Cinq
pays sont seuls censés posséder l’arme atomique : les Etats-Unis
d’Amérique, la France, la Russie, la Chine et l’Angleterre. Pourtant
il est reconnu que plusieurs autres pays la possèdent ou en sont
très près. Certains ont une instabilité politique qui peut faire
craindre pour l’avenir de la planète. Surtout lorsque l’on sait
que 25 tonnes de plutonium ont échappé au contrôle international.

La recherche nucléaire en 2006

Grandes puissances nucléaires
Autres puissances nucléaires déclarées officiellement
États suspectés de vouloir se doter de l’arme nucléaire ou l’ayant acquise
États suspectés de faire, ou ayant eu, des recherches sur l’arme nucléaire

L’énergie nucléaire possède 4 inconvénients majeurs freinant
son utilisation. Mais, y a-t-il une solution fiable, durable, qui
pourrait remplacer l’énergie nucléaire. C’est ce que nous avons
étudiés à travers nos 2 prospectives d’avenir, un avec nucléaire,
l’autre sans.

PROSPECTIVE D’UN AVENIR AVEC NUCLEAIRE

nous l’avons vu dans notre premier point,l’énergie nucléaire n’est pas parfaite elle comporte de nombreux défauts mais nous avons vu aussi que le remplacement du nucléaire du nucléaire en France par une ou des autres énergies ne sera pas possible en gardant le même rythme de consommation à moins d’attendre assez longtemps et d’investir beaucoup d’argent. C’est pourquoi la France, faute de mieux pour le moment, doit continuer à se baser sur l’énergie nucléaire dans sa production d’électricité.

Tout d’abord faisons le point sur la situation actuelle du nucléaire en France:

L’énergie nucléaire est l’un des principaux éléments de la politique énergétique de la France,représente quasiment 80% de la production d’électricité en France.. En terme d’emplois, l’énergie nucléaire requiert 100 000 personnes en France à tous les postes liés à l’énergie nucléaire et aux centrales et ce, de manière directe ou indirecte. La France détient une part importante du marché mondial de l’énergie nucléaire. Le secteur de l’énergie nucléaire réalise en moyenne chaque année, un chiffre d’affaires à l’exportation compris entre 3 et 4,5 milliards d’euros, soit près de 16% de la facture énergétique. Au fil du temps, la France est de plus en plus indépendante en ce qui concerne l’énergie nucléaire puisque le taux d’indépendance en matière d ‘énergie nucléaire est d’environ 50% depuis la fin des années 80.L’enjeu majeur des années à venir concernant l’énergie nucléaire réside dans le traitement des rejets radioactifs issus de la production d’ énergie nucléaire et qui sont de plus en plus conséquents.

Le parc électronucléaire français est constitué de 58 réacteurs à eau sous pression d’électricité de France (EDF) répartis sur 19 sites auxquels s’ajoute le réacteur à neutrons rapides Phénix appartenant au CEA et dont la finalité est la recherche. En janvier 2005, l’âge moyen des centrales françaises en fonctionnement est de 19 ans (à partir de leur mise en service industriel).

(Ci-dessous les centrales nucléaires,leur localisation et leur puissance)-

source: DGEMP-DIREM. (Ministère de l’Économie, des Finances et de l’Industrie )

L’énergie nucléaire malgré qu’elle ne contribue pas au réchauffement climatique, permet une autonomie énergétique partielle et produit énormément d’énergie à une grande part de défauts. C’est pourquoi en France, au vu de la situation actuelle où aucune énergie ne peut remplacer le nucléaire et que le choix de continuer à dans investir dans cette énergie semble le plus probable, de nombreux projets voient le jour afin d’améliorer le nucléaire.

Premièrement, le réacteur nucléaire de troisième génération, EPR (European pressurised water reactor):

Le premier sera construit à Flamanville, dans la Manche. Cette technologie avancée offrirait de nouvelles évolutions, sur le plan de la sécurité, de l’environnement et des performances économiques d’après EDF :

• l’environnement : l’EPR produit 14% de déchets en moins que ses prédécesseurs et le système de réfrigération complémentaire limite le réchauffement des rivières lors des rejets d’eau (grave problème survenu lors de la canicule de 2003)

• l’économie : l’EPR est plus compétitif puisque sa puissance sera de 1.590 mégawatts au lieu de 1.500 actuellement pour une durée de vie de 60 ans contre 40 à 50 ans. De plus, selon Areva, l’électricité produite devrait être 10% moins chère que celle fournie par les réacteurs actuels.

• la sécurité : le rechargement de combustible, qui intervient tous les trois ans, ne durera que 16 jours au lieu de 30 à 45 jours aujourd’hui. De plus, EDF estime que son expérience et les incidents qui surviennent sur ses centrales actuelles lui permettent de sécuriser davantage ses nouveaux équipements.

  Projet du réacteur EPR à Flamanville

  

Ensuite, les réacteurs de génération IV Dix pays sont convenus en 2001 d’un accord de coopération pour mener des recherches sur une nouvelle “génération” de systèmes nucléaires producteurs d’énergie ; par ordre alphabétique l’Afrique du Sud, l’Argentine, le Brésil, le Canada, la Corée du Sud, les Etats-Unis, la France, la Grande-Bretagne, le Japon, et la Suisse. Les nouveaux réacteurs, objets de ces recherches, sont dits de “Génération IV”.

L’objectif de ces recherches est d’aboutir à des réacteurs compatibles avec un nucléaire durable et qui soit acceptable pour la société. Le cahier des charges demande qu’ils soient économes en combustibles, particulièrement sûrs, produisent un minimum de déchets et ne se prêtent pas au détournement de matières fissiles. Dans le cadre de cette initiative, six concepts de réacteurs ont été sélectionnés, dont quatre sont du type régénérateur, c’est-à-dire qu’ils régénèrent le combustible fissile qu’ils utilisent les déchets sont donc presque nuls. Les deux réacteur non « régénérateurs »sont des réacteurs à haute température qui ont un rendement thermique bien meilleur que les réacteurs classiques. Un de leurs intérêts est qu’ils pourraient avoir d’autres applications que la production d’électricité, en particulier la séparation de l’hydrogène pour remplacer le pétrole ou encore le dessalement de l’eau de mer ou la chimie industrielle.

Enfin le projet le plus ambitieux, l’ITER

L’International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER, réacteur thermonucléaire expérimental international) est un projet de recherche-développement mené par sept parties pour prouver la faisabilité scientifique et technique de la fusion nucléaire.

Le grand avantage de la fusion est que le deutérium et le lithium, qui est utilisé pour produire le tritium, employés dans le processus existent en grandes quantités - ils sont abondants sur terre et dans les océans. Cela n’est pas vrai du processus de fission : les réacteurs doivent utiliser de l’uranium, qui n’existe qu’en quantité limitée, ou un matériau semblable pour fonctionner. Mais il ne serait pas juste de dire que le processus de fusion est meilleur, parce que les appareils de fusion existants sont des appareils de recherche expérimentale, pas des réacteurs - les chercheurs essaient de découvrir comment utiliser la fusion pour produire de l’énergie. Si ITER réussit, ce sera le premier réacteur à fusion nucléaire capable de produire sensiblement plus d’électricité qu’il n’en consomme.  De plus nous pouvons parler de l’avancée en matière de sécurité parce que la quantité de carburant disponible à chaque instant n’est suffisante que pour quelques dizaines de secondes, contrairement à la fission où le carburant nécessaire au fonctionnement du réacteur pour plusieurs années est emmagasiné dans celui-ci. Enfin si la fusion permet de produire de l’énergie, elle en dégagera sensiblement plus que la fission nucléaire.

Afin de faire face à l’augmentation de la facture pétrolière et de réduire le déficit énergétique de la France, la décision a été prise dès 1973-1974, de mettre en œuvre une politique de réduction de la consommation et de remplacement du pétrole par l’énergie nucléaire .Entre 1973 et 2004, la part du nucléaire dans notre consommation est passée de 2% à 41%.

Évolution du mix énergétique entre 1973 et 2004:

en 1973:

en 2004:

Consommation d’énergie électrique en 2006:

L’industrie nucléaire est progressivement devenue la principale source de production d’électricité en France. Le nucléaire couvre, en 2006, 78 % de la production française d’électricité,

Consommation d’énergie finale en 2006:

La consommation finale d’énergie est celle qui arrive effectivement aux compteurs. C’est la consommation globale (primaire) moins ce qu’utilise la branche énergie pour produire l’énergie, la transporter, la distribuer.

l’électricité, produite en majorité par l’énergie nucléaire, est l’énergie la plus utilisée dans le domaine résidentiel tertiaire et de l’industrie qui sont respectivement le 1er et le 3ème consommateurs d’énergie. On comprend mieux l’importance de l’énergie nucléaire en France et afin de mieux se rendre compte a quel point la France doit compter sur cette énergie dans celles présentes à l’avenir nous allons voir si après la suppression de celle-ci, les énergies restantes suffiront a combler le vide tout en restant avantageuse.

Tout d’abord intéressons nous à l’énergie thermique:

Premièrement,cette énergie est produite dans les centrales thermiques à flamme. Celles ci utilisent des combustibles chimiques pour produire de la chaleur transformée en énergie mécanique. Les combustibles utilisés sont le charbon, le pétrole et le gaz naturel .

Elle comporte beaucoup plus d’inconvénients que le nucléaire:

-Il s’agit du charbon, du gaz et du pétrole qui se sont constitués il y a plusieurs centaines de millions d’années par l’accumulation et la décomposition de matières organiques d’origine végétale. Il s’agit donc de dérivés de carbone. Et c’est bien là le problème : en se consumant, elles dégagent du dioxyde de carbone (CO2) qui est un gaz favorisant l’effet de serre.

-la production et les transports du pétrole sont responsables de très nombreuses pollutions : on ne compte plus les marées noires provoquées par les échouages d’immenses pétroliers. Sans parler des dégazages de cale de navires qui rejetteraient près d’un million de tonnes d’hydrocarbures gazeux chaque année.

-Si le gaz, lui ne dégage pas de soufre, en revanche son extraction (ainsi que celle du charbon) dégage beaucoup de méthane lequel a un potentiel de réchauffement 30 fois supérieur au CO2.

-la France ne possède pas de pétrole dans son sol ou très peu (dans les bassins d’Aquitaine)

-Même s’il reste l’équivalent de quelques décennies de consommation annuelle en réserves de pétrole exploitables (prouvées), il est clair que celles ci ne sont pas infinies. La diminution des réserves va inexorablement entraîner une hausse des coûts. Au rythme de consommation actuel, les réserves mondiales de pétrole sont estimées à 40-50 ans environ.

Source: http://www.industrie.gouv.fr

L’ENERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE

L’avantage des cellules photovoltaïques réside dans la transformation directe de l’énergie solaire en électricité, et dans leur souplesse d’utilisation qui les rend utilisable notamment dans les pays en voie de développement qui ne disposent pas de réseau électrique important. Cependant, leur rendement reste faible. Les panneaux photovoltaïques peuvent être associés à une batterie pour le stockage de l’électricité, qui ne se produit que le jour, à condition d’avoir un rayonnement solaire suffisant! L’énergie produite est tributaire de la situation géographique et météorologique, ce qui explique que l’on évoque davantage la puissance potentielle de cette énergie (le “watt crête”) que sa puissance réelle. De plus si nous ne regardons que les productions brutes, il faudrait donc couvrir de panneaux solaires une surface de 5.000.000.000 m2 environ pour assurer la production française d’électricité, soit 5.000 km2 environ. Ceci est équivalent à la surface du territoire métropolitain français .

Source: http://www.manicore.com

ENERGIE HYDRAULIQUE

Des grands barrages hydrauliques, ont été réalisés dans les années 50, ils sont venus contribuer à l’effort d’autonomie énergétique de la France, lui permettant d’afficher aujourd’hui 13 % de production d’électricité à partir des énergies renouvelables. Mais l’énergie hydraulique est une des énergies renouvelables les plus difficiles à développer aujourd’hui en France car les contraintes en terme de protection des cours d’eau limitent les perspectives d’ouverture de nouveaux sites, surtout dans notre région où beaucoup de cours d’eau sont classés, excluant tout nouvel aménagement.

ENERGIE EOLIENNE

L’énergie éolienne est une énergie propre et renouvelable. Lors de son exploitation, elle n’entraine aucun rejet (pas d’effet de serre ou de pluies acides) et aucun déchet (toxique ou radioactif).Ces deux avantages ne sont pas négligeable, cependant le coût d’étude, de fabrication et d’installation est, très élevé. Il en résulte que la plupart des parc éoliens ne s’amortissent, tous coûts confondus, que quelques années avant la fin de vie des éoliennes. On parle de 15 ans de retour à l’investissement sur les 20 ans de durée de vie d’une éolienne annoncé. De plus le coût du kWh éolien est plus élevé que celui fourni par les centrales traditionnelles c’est argument est le plus employé par les opposants à cette énergie.Enfin Le rendement d’une éolienne dépend de la quantité de vent disponible, qui doit être le plus régulier possible, ni trop faible, ni trop fort

Nous allons préciser pour une meilleure compréhension du sujet les différentes réactions nucléaires celle utilisée par l’homme afin de produire de l’énergie et l’autre qui reste à nos jours irréalisable pour produire de l’énergie.

Parmi les atomes présents dans la nature, l’atome d’Uranium 235 possède une propriété particulière : son noyau peut se briser en deux fragments sous l’impact d’un neutron. On dit qu’il subit une fission. L’énergie de liaison , qui assure la cohésion des protons et des neutrons au sein du noyau, se trouve ainsi libérée. La libération de cette énergie nucléaire se traduit par un dégagement de chaleur. En se brisant, le noyau de l’atome d’Uranium 235 expulse deux ou trois neutrons. Ceux ci pourront à leur tour aller briser d’autres noyaux qui expulseront d’autres neutrons…et ainsi de suite, dans une réaction en chaîne capable de dégager de grandes quantités d’énergie et de chaleur.
C’est grâce à la chaleur ainsi produite que les centrales nucléaires fabriquent l’électricité.

La fusion est l’autre forme de libération de l’énergie nucléaire. A l’inverse de la fission, qui désigne la cassure d’un noyau atomique lourd, la fusion correspond à l’agglomération de deux noyaux légers, se fondant l’un dans l’autre pour former un noyau plus lourd. C’est ce type de réaction, provoqué par l’agitation thermique des atomes portés à très haute température, qui alimente la vie de notre soleil et de toutes les étoiles de l’univers. L’énergie et la chaleur dégagées sont considérables.

Nous sommes élèves en 1ère S au lycée Jean Paul II et notre TPE porte sur l’énergie nucléaire. Aujourd’hui,en France, la question des énergies est devenue très présente dans l’actualité à cause de la hausse du pétrole et la valorisation des énergies renouvelables d’ailleurs les médias les industrie et les gens en général se tournent vers ces énergies qui attirent par leur faible impact environnemental. Cependant au sein de ce projet nous avons voulu présenter la situation énergétique réelle de la France en montrant à travers 2 scénarios la nécessité de nos jour de l’énergie nucléaire mais chaque énergie comporte des inconvénients que nous développerons . Ces axes serons traités dans notre problématique: « L’énergie nucléaire en France est-elle un risque ou une solution d’avenir ? ».

Ainsi notre TPE s’inscrit dans le thème « Energie et Avenir ».