Solutions
Idées
Pour développer le nucléaire en respectant l'environnement, afin de profiter de ses avantages tout en l'améliorant, quelques solutions se présentent.
1. Réacteur à sel fondu
Les réacteurs à sels fondus peuvent être modérés par du graphite (neutrons thermiques) ou sans modérateur (neutrons rapides). Ce qui caractérise ce type de réacteur est le fait que le combustible est un liquide dissous dans du sel fondu, d'où son nom. Celui-ci est à environ 750 °C. Le liquide sert aussi de fluide de refroidissement primaire, ce qui est avantageux. De plus, l'installation de cette centrale fonctionne à pression ambiante, ce qui fait que le très haut point d'ébullition du sel empêche que le système devienne un autocuiseur. Si l'installation surchauffe, un genre de bouchon fond puis fait écouler le sel par gravité dans des réservoirs qui arrêtent la réaction. Par ailleurs, un autre avantage est que la réaction se produit juste dans le cœur de la centrale parce qu'il faut une source de neutrons ainsi qu'un volume suffisant pour que le neutron soit absorbé.
Les désavantages de ce type d'énergie concernent majoritairement la chimie des sels. Il est nécessaire d'installer une usine chimique afin de purifier les sels à proximité de la centrale. La corrosion des sels, le manque de recherche et notamment les coûts très élevés sont aussi des enjeux.
2. Énergie nucléaire au Thorium
L'énergie nucléaire au thorium pourrait devenir l'énergie nucléaire verte du futur. Comme les ressources d'uranium (utilisées pour l'énergie nucléaire à fission classique) sont limitées, le thorium qui est 3 fois plus abondant est avantageux (l'autonomie de la Terre avec cette ressource énergétique est estimée à 30 000 ans). En comparaison, 1 tonne de thorium produit autant d'énergie que 200 tonnes d'uranium, selon le Nobel de physique Carlo Rubbia, et cela parce que quand une réaction au thorium est lancée elle s'alimente toute seule. De plus, il y a moins de risques d'accident car il n'y a pas de haute pression et parce que le thorium, pas fissile mais fertile, ne peut PAS produire de réaction en chaîne, contrairement à l'uranium. Par ailleurs, en cas de panne de refroidissement la centrale peut s'arrêter d'elle-même : le liquide peut être vidangé dans une cuve isolée en dessous du réacteur par un bouchon froid, qui fond en cas de panne électrique. Le thorium produirait aussi 10 000 fois moins de déchets à vie longue. Un autre avantage majeur est que le thorium laisse beaucoup moins d'actinides dans son sillage donc le dégagement thermique est réduit. Pour contrer la prolifération, c'est un point positif car la fabrication d'armes nucléaires est impossible.
Malgré ces nombreux avantages, il reste quelques inconvénients à ce type d'énergie révolutionnaire. Pour débuter la réaction, il faut un élément fissible (Uranium ou Plutonium). Les déchets à longue vie sont moins nombreux mais les déchets à fission sont présents et doivent être géré pour des centaines d'années. Finalement, pour arriver à amorcer ce type de réacteur, de nombreuses recherches et divers tests restent à faire.
Dessin d'une centrale nucléaire au Thorium futuriste
3. Énergie nucléaire à fusion
Le rêve de l'énergie nucléaire : l'Énergie nucléaire à fusion. Ce type d'énergie utilise un procédé différent de la fission aujourd'hui utilisée dans les centrales. C'est l'énergie qui alimente les étoiles de l'Univers et consiste en l'unification de deux noyaux atomiques, contrairement à la fission qui divise un noyau d'atome en plusieurs parties. Les principaux combustibles de fusion sont universellement disponibles et quasi-inépuisables. Ils ne produisent pas de déchets hautement radioactifs à longue vie. De plus, la fusion n'utilise pas de matières fissiles comme l'uranium et le plutonium, donc elle ne contient pas d'éléments pouvant être utilisés pour la fabrication d'armes nucléaires. Cette énergie ne crée pas de réaction en chaîne qui peut causer des accidents graves car en cas de perturbation, le plasma se refroidit en quelques secondes et les réactions sont interrompues. Il n'est pas nécessaire d'emmagasiner cette énergie car une fois que la réaction est lancée, elle offre un approvisionnement en énergie constant. Elle pourrait produire de quoi faire voler des avions durant des années, dessaler l'eau de mer à moindre coût dans de petites centrales installées localement pour les milliards d'êtres humains n'ayant pas accès à l'eau potable, faire des voyages aller-retour sur mars.
Beaucoup de défis doivent être relevés avant d'utiliser ce type d'énergie. Pour lancer la réaction, il est nécessaire de chauffer le gaz à 150 000 degrés, c'est-à-dire 10 fois la température au cœur du Soleil, et de garder cette température pour que l'énergie soit dégagée. Avec les technologies et les moyens actuels ce n'est pas encore possible. Malgré cela, quelques centrales d'essai à fusion sont en production ou en cours de développement en Europe. Par exemple, le projet du Wendelstein 7-X, le plus grand réacteur du type Stellarator en Allemagne et le projet ITER à Saint-Paul-lès-Durance au Sud de la France du type Tokamak en construction. La phase opérationnelle 1 de Wendelstein 7-X a commencée le 10 décembre 2015 avec la production de plasma a 1 million de Kelvin. Depuis, des température de plus de 100 millions de Kelvin ont été atteintes et 2 000 impulsions produites avant l'arrêt de cette phase. La phase opérationnelle 2 est prévue pour 2019 pour tester un inverseur refroidi.
Photos des projets ITER et Wendelstein 7-X
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