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Quelles solutions pour un nucléaire durable ?
MARS 2004
Devant l'augmentation de la consommation mondiale d'énergie, devant le réchauffement climatique qu'engendrent les combustibles fossiles, devant l'épuisement annoncé du pétrole bon marché, on peut envisager d'avoir massivement recours au nucléaire, qui pourrait en outre élargir son domaine d'application au-delà de la seule production d'électricité (production d'hydrogène, co-génération, etc). Le remplacement des centrales à combustibles fossiles par des centrales nucléaires est-il possible ? A quelle échéance ? Avec quel potentiel ? Les réacteurs à eau légère (REP, REB, ) - l'essentiel des centrales actuellement en service dans le monde - sont peu économes en combustible et leurs déchets posent problème. Ils ne peuvent être considérés comme une source d'énergie durable.
Toute filière durable de production d'énergie par fission nucléaire doit être régénératrice, voire surgénératrice, c'est-à-dire que la réaction de fission doit aussi permettre la production de nouveau combustible fissile. Pour cela, deux minerais sont utilisables :
- L'uranium 238 (99,3 % de l'uranium naturel) qui, après capture d'un neutron, produit le noyau fissile plutonium 239.
- Le thorium 232 qui, après capture d'un neutron, produit le noyau fissile uranium 233.
La production nucléaire d'hydrogène, et le développement de réacteurs surgénérateurs, sont les sujets centraux du Forum international Generation IV lancé en 2001 à l'initiative des Etats-Unis. Les filières uranium et thorium considérées dans le Forum Generation IV seront examinées ; elles seront évaluées quant à leur souplesse de déploiement et aux déchets qu'elles produisent (radiotoxicité induite). Les efforts de R&D à consentir pour atteindre le stade de la maturité industrielle seront évoqués, ainsi qu'un échéancier possible de mise en oeuvre, sur le plan mondial. Loin d'être mutuellement exclusives, il apparaît que ces filières peuvent être considérées comme complémentaires.
Le débat, préparé par Elisabeth HUFFER, membre du bureau X-Environnement, et animé par Sylvain DAVID, chargé de recherche CNRS à l'Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (IPNO), a été introduit par trois conférenciers :
- M. Frank CARRE, Directeur de programme Systèmes du futur à la Direction de l'énergie nucléaire du CEA, a présenté le Forum international Generation IV et les systèmes nucléaires à cycle uranium/plutonium sélectionnés pour un développement en coopération internationale.
- M. Alexis NUTTIN, maître de conférences a l'Ecole Nationale Supérieure de Physique de Grenoble (ENSPG), a décrit les réacteurs à sels fondus (RSF), le système à cycle thorium/uranium retenu par Generation IV et qui permet d'utiliser le cycle régénérateur du thorium dans certaines conditions.
- M. Daniel HEUER, chargé de recherche CNRS au Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC) de Grenoble, a présenté des scénarios simulant le déploiement de différentes filières, compte tenu, en particulier, de la matière fissile nécessaire au fonctionnement de chaque type de réacteur.