L’énergie nucléaire

 

Bien que la radioactivité existe à l’état naturel dans l’univers et sur notre planète, le nucléaire est la source d’énergie la plus controversée du bouquet énergétique pour sans doute trois raisons : ses applications militaires, les règles de secret qui ont entouré ses activités pendant de nombreuses années et le fait que les sites producteurs soient installés dans notre environnement immédiat contrairement aux hydrocarbures.

L’énergie est produite par des réactions nucléaires soit par la fission d’atomes lourds (uranium, plutonium), contrôlée dans les applications civiles, soit par la fusion de noyaux légers (isotopes de l’hydrogène), réalisée dans les explosions nucléaires mais encore au stade de la recherche dans le cas de processus contrôlés (projet ITER). Le nucléaire civil apparu dans les années 50, pour produire de l’électricité, a connu une croissance rapide dans les années 70-80 puis ralentie jusqu’en 2005, date à laquelle de nouveaux programmes de construction de centrales voient le jour. Ce nouvel essor fait l’objet de remises en cause dans certains pays (Japon, Allemagne…) depuis l’accident de Fukushima en 2011, année où l’AIEA (Agence Internationale de l’Energie Atomique) recensait 64 réacteurs en construction dans le monde.

Il existe dans le monde 437 réacteurs nucléaires, répartis dans 31 pays, qui sont pour l’essentiel des réacteurs à eau de deuxième génération. Les unités de première génération sont en cours de démantèlement, celles de troisième génération (EPR) sont en phase de construction et celles de quatrième génération, surgénérateurs, consommant tout l’uranium et pouvant générer moins de déchets, seront opérationnels vers 2040. Les réacteurs des trois premières générations sont robustes et économiques mais leurs rendements en consommation d’uranium sont faibles (pour les filières à uranium enrichi). En 2011, environ 2 500 TWh ont été produits par des réacteurs nucléaires ; ce qui représente au niveau mondial 13% de l’énergie électrique et 6% de l’énergie primaire totale. La part de cette source d’énergie est très variable d’un pays à l’autre, la France est atypique avec une part de 78% du nucléaire dans sa production électrique.

Les réserves d’uranium mondiales « conventionnelles » sont estimées à 5,5 Mt, ce qui correspond à environ 80 ans de consommation au rythme actuel. Elles sont localisées en majorité en Australie, au Canada et au Kazakhstan. Comme pour les hydrocarbures, les chiffres sont entachés d’incertitudes importantes et il existe des ressources « non conventionnelles », caractérisées par de faibles teneurs, mais qui représentent des volumes significatifs – uranium présent dans l’eau de mer (~4,5Gt) et dans les roches phosphatées (~4Mt) – dont l’extraction est pour l’instant non économique. A ce potentiel, il faut ajouter les ressources, dites « secondaires », correspondant à des produits dérivés de l’uranium et qui peuvent être utilisés dans les surgénérateurs.

Les avantages de la filière nucléaire sont sa puissance concentrée, sa faible occupation des sols, ses faibles émissions des gaz à effet de serre et la faible part des matières premières dans le prix de revient de l’électricité, associée à une économie des ressources naturelles ramenée au kW installé ou au kWh produit (métaux, sols, ….) . Mais plusieurs inconvénients sont couramment mis en avant. Le premier est le risque de prolifération des armes nucléaires. Ensuite viennent les problèmes de sécurité depuis les dangers d’exposition aux rayonnements dans le cadre du fonctionnement jusqu’aux risques d’accidents. La filière nucléaire est très surveillée et fait l’objet d’une sureté stricte. En France, le contrôle et la sureté des sites et de la radioprotection sont assurés, au nom de l’état, par l’Autorité de Sureté Nucléaire (ASN). Les centrales françaises actuelles ont été mises en service entre 1977 et 2010 et les plus anciennes arrivent au terme de leur période de fonctionnement de 40 ans, prévue au moment de leur conception. Les accidents font l’objet de rapports et sont quantifiés sur une échelle internationale graduée de 1 à 7 mise en place par l’Agence Internationale de l’Energie Atomique (AIEA) et l’Agence pour l’Energie Nucléaire (EAN). Depuis 1952, 10 accidents ont été recensés dans le monde et 4 ont atteint ou dépassé le niveau 5 (accidents à conséquences larges à majeures).

La gestion des déchets est également un point controversé. Classés suivant cinq catégories en fonction de leur radioactivité et de leur durée de vie, ils sont gérés en France par l’Agence Nationale pour la gestion des Déchets Radioactifs (ANDRA). Plusieurs sites de stockage de surface ou faible profondeur reçoivent les déchets faiblement radioactifs (90% de l’ensemble). Les déchets de haute activitéet à vie longue sont pour l’instant traités et conditionnés en vue de leur stockage au centre de La Hague. Leur gestion a fait l’objet d’un long processus d’études depuis le vote de la loi « Bataille » en 1991. La loi de 2006 a acté le principe d’un stockage géologique profond comme la meilleure solution pour gérer ces déchets sur le long terme. Le site expérimental (CIGEO) a été implanté sur le site de Bure (limite Meuse – Haute Marne) à une profondeur de 490 m dans les argiles du Callovo-Oxfordien. Il fait, en 2013, l’objet d’un débat public et le processus prévoit une mise en opérations du site en 2025 après enquête publique et mise en place des lois et réglementations adaptées.

Les scenarios de L’Agence Internationale de l’Energie (AIE) considèrent que la part de l’énergie nucléaire dans le bouquet énergétique mondial se maintiendra entre 6 et 11%, à l’horizon 2035. Un scenario intégrant un ralentissement du nucléaire, élaboré suite l’accident de Fukushima, pourrait créer des opportunités pour les énergies renouvelables mais favoriserait d’abord un retour à la consommation d’énergies fossiles et donc un ralentissement de la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

 

Pour en savoir plus à la SGF:                                                               

- Energie nucléaire : les chemins de l’avenir, B. Barré, Géologues, 176, 2013 – Acheter en ligne ce numéro
- L’uranium Horizon 2050 : plus profond, plus pauvre, plus complexe ?, C. Polak, Géologues, 176, 2013 – Acheter en ligne ce numéro
- Ressources en uranium, eau de mer et roches phosphatées, S. Gabriel, Géologues, 176 – Acheter en ligne ce numéro
- L’Autorité de Sureté Nucléaire (ASN) et les enjeux nucléaires à moyen et long terme, la rédaction, Géologues, 176, Acheter en ligne ce numéro
- Le stockage des déchets radioactifs d’aujourd’hui à demain, la rédaction, Géologues, 176 -  Acheter en ligne ce numéro
- icon Les énergies - Comprendre les enjeux (147.65 KB), P. Mathis, éditions Quae, 2011, analyse de l’ouvrage par Géochronique, juin 2012
- L’uranium, dossier, Géochronique, 113, 2010 -  Acheter en ligne ce numéro
 

et …

- Energie nucléaire – Connaissances des Energies - http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/energie-nucleaire
- L’énergie nucléaire – C. E. A. - http://nucleaire.cea.fr/index.htm