« La centrale nucléaire la plus dangereuse est celle que l’on ne construit pas »

Zion Lights est une activiste écologiste, communicante scientifique britannique et ancienne porte-parole du mouvement Extinction­ Rebellion. Isabelle Boemeke est influenceuse pro-nucléaire tandis que Myrto Tripathi, ingénieure française, préside l’ONG « Les Voix du nucléaire ». Dans une tribune, ces trois activistes mêlent – au lieu d’opposer – l’atome et les énergies vertes. (Article paru sur le site Marianne le 13 août dernier)

La crise climatique actuelle n’aura échappé à personne. Dans le même temps, la pollution atmosphérique liée aux combustibles fossiles tue plus de 8 millions de personnes par an. Ces décès sont entièrement évitables. Dans ce contexte, l’énergie nucléaire offre des avantages considérables. Elle contribue à la stabilité de la transition énergétique, à l’amélioration de la qualité de l’air, à la création d’emplois non délocalisables et à la production non-intermittente d’une électricité verte à bas coût dans des centrales qui ont une durée de vie assez longue : jusqu’à 80 ans dans les bonnes conditions de sécurité.

Le nucléaire n’est bien sûr pas la seule solution pour lutter contre le changement climatique et la pollution de l’air. Nous croyons en une cohabitation avec une part croissante de renouvelables à mesure que les technologies qui les portent se développent. Toutes les solutions bas carbone ont un rôle à jouer dans la construction d’un monde plus vertueux. Ce qui nous pousse à ce plaidoyer en faveur du nucléaire est que cette source pourtant propre, bon marché, sûre et durable est trop souvent écartée en vertu d’arguments totalement fallacieux.

TRIOMPHE DE LA DÉSINFORMATION

Il existe un véritable tabou autour de l’atome, qui rend toute discussion factuelle sur ses mérites et défauts impossible. Il n’y a malheureusement aujourd’hui pas d’industrie donnant lieu à plus de fausses informations et de croyances erronées. À titre d’exemple, en France, près de 86 % des 18-34 ans pensent que cette technologie à un impact néfaste sur le climat. Il s’agit pourtant de la seconde énergie la moins émettrice de CO2 après les barrages hydrauliques – et devant le solaire et l’éolien.

Cette tendance est encore plus marquée chez les femmes, qui sont deux fois plus nombreuses à penser que le nucléaire contribue à la production de gaz à effet de serre. Cela peut s’expliquer par le fait que nous sommes traditionnellement plus engagées dans la lutte pour préserver l’environnement, notamment via l’écoféminisme né dans les années 1970, mais aussi par notre association traditionnelle à des figures de « care-giver ».

Après le déni du changement climatique, nous déplorons une sorte de « déni nucléaire ». Il est largement dû à sa perception trop « technique », alors qu’il ne l’est pas plus que les autres technologies que nous utilisons tous les jours, telles que les voitures, les avions, les ordinateurs ou les smartphones. Le nucléaire est mal expliqué, donc incompris, ce qui laisse libre cours aux clivages et à la désinformation.

Le mouvement écologiste a été extrêmement efficace pour communiquer un sentiment antinucléaire et pour associer cette énergie aux armes et accidents nucléaires – une connexion aussi ténue qu’anachronique. Aussi, pour beaucoup, être impliqué dans l’écologie revient à être antinucléaire par principe. Ironiquement, la plupart des mouvements écologistes actuels, qui demandent à nos dirigeants d’écouter les scientifiques sur le climat, se gardent bien d’en faire autant à propos des atouts de nos centrales.

DERRIÈRE L’IMAGE, UNE CATASTROPHE ÉCOLOGIQUE

Cette croisade a un effet terrible. L’atome est frappé par une sorte de stigmate social et le défendre est mal vu. En coulisses, la plupart des experts et des chercheurs le reconnaissent volontiers : « le nucléaire est indispensable et nous devrions l’utiliser ». Mais ils ne le diront pas publiquement.

Cela nuit au développement de la filière : qui va étudier l’ingénierie nucléaire si tout ce que vous entendez en grandissant est qu’il s’agit d’une technologie polluante, dangereuse et sans lendemain ? Imaginez le nombre de cerveaux qui aurait pu continuer à porter l’industrie nucléaire si elle était considérée comme un élément positif pour le monde. Nous voulons porter la voix de la majorité silencieuse qui soutient le nucléaire, de sorte qu’on lui accorde sa « licence sociale ».

Chaque fois qu’une centrale ferme, les gouvernements assurent qu’elle sera remplacée par des énergies renouvelables. Ce n’est malheureusement jamais le cas, et les conséquences sont très réelles : une récente étude (1) indique que la fermeture de la centrale californienne de Diablo entraînerait 15,5 millions de tonnes d’émissions de CO2 supplémentaires au cours de la prochaine décennie. C’est comme si 300 000 voitures à essence roulaient pendant dix ans. Et ce, pour des raisons purement idéologiques.

L’ENJEU DE LA TAXONOMIE VERTE

La même chose pourrait se produire en Europe avec les débats sur la taxonomie verte : la Commission européenne est en train de mettre en place les règles définissant quelle technologie est verte et laquelle ne l’est pas. Cela déterminera l’allocation d’aides au développement des filières et affectera le choix des investisseurs publics et privés, ce qui aura des conséquences immenses pour la recherche et l’innovation.

Plusieurs pays font pression pour exclure le nucléaire de cette taxonomie, ce qui reviendrait de fait à exclure progressivement le nucléaire du mix énergétique européen. Une attaque directe au porte-monnaie qui bloquerait la construction de nouvelles centrales ainsi que le développement des nouvelles technologies permettant de dépasser les faiblesses actuelles du secteur. Le projet Astrid, qui devait permettre de réutiliser les déchets nucléaires comme carburant, a ainsi été suspendu…

NON AU NUCLÉAIRE ET OUI AU GAZ FOSSILE

L’exclusion du nucléaire de cette taxonomie serait un non-sens total. D’autant plus quand on sait que près des trois quarts des émissions humaines proviennent de la consommation d’énergie Dans le même temps, les mêmes qui s’opposent au nucléaire militent pour que le gaz – une énergie fossile, donc – soit inclus dans cette taxonomie, alors que celui-ci génère près de 80 fois plus de CO2 ou équivalent par kilowattheure d’énergie produite.

La question ne devrait pas être « le nucléaire est-il une solution ? », mais bien « de combien de nucléaire avons-nous besoin pour verdir nos pays ? ». Mais aujourd’hui, le débat est monopolisé par les arguments trompeurs de militants antinucléaires – un peu comme si on n’écoutait que des antivax pour trouver des solutions possibles au Covid-19 ou des platistes pour déterminer la forme de la Terre.

Notre constat, bien au contraire, est que, compte tenu de l’urgence climatique, nous avons besoin d’énergie décarbonée, et le nucléaire est une source incontournable. En conséquence, il faut construire plus de réacteurs, pas moins – et ce, de toute urgence. Aujourd’hui, la centrale nucléaire la plus dangereuse, c’est celle qu’on ne construit pas. De nombreuses femmes l’ont compris et sont à l’avant-garde d’un élan pronucléaire, loin des clichés. Espérons que nous puissions inspirer les Greta Thunberg de ce monde, qui écartent aujourd’hui le nucléaire pour de mauvaises raisons.

(1) Le Joint Research Center a rendu le 26 mars 2021 un rapport à la Commission européenne affirmant que le nucléaire peut être qualifié d’énergie verte.

Note. J’ai contacté Myrto Tripathi via le site « La voix du Nucléaire » sans réponse de cet organisme à ce jour bien avant de me décider à mettre cet article sur mon blog.

Histoire d’hélium … un juteux business pour le Canada

L’hélium est un gaz important pour de nombreuses applications mais il y en a trop peu dans l’atmosphère pour qu’il soit techniquement possible de le récupérer. Il existe donc une autre source qui est le gaz naturel. Ce gaz combustible contient entre 2 et 7 % d’hélium avec des traces de néon. Cet hélium est issu de la lente désintégration des éléments radioactifs contenus dans la croute terrestre mais également des plus grandes profondeurs magmatiques. Alors cet hélium, comme le gaz naturel, issu lui d’un lent processus de transformation bactérienne de matières organiques diverses, va être piégé dans des structures géologiques imperméables où il s’accumule comme ce gaz naturel. À l’heure actuelle la plus grande unité au monde de récupération de cet hélium se trouve au Qatar, une usine de la société Air Liquide jouxtant les installations de liquéfaction du gaz naturel de cet émirat. L’hélium y est purifié et stocké sous forme liquide ou sous haute pression pour être ensuite expédié aux clients disséminés dans le monde entier. Les usages de l’hélium sont d’abord les ballons-sonde météorologiques et dans le registre des ballons un usage récréatif pour gonfler les ballons des enfants et dans ce cas il s’agit d’un usage conduisant à une perte du gaz car cet hélium traverse l’enveloppe des ballons et ceux-ci finissent pas se dégonfler. L’autre usage de l’hélium est indispensable pour réaliser certaines soudures d’alliages spéciaux comme par exemple les tubes d’assemblage en Zircaloy du combustible des réacteurs nucléaires. L’une des utilisations à l’état liquide est le refroidissement des bobinages des installations de résonance magnétique nucléaire utilisées en imagerie médicale ainsi que dans d’autres applications industrielles.

Enfin parmi les applications nucléaires la toute récente mise en fonctionnement du premier réacteur nucléaire à très haute température a mis en œuvre de l’hélium comme fluide caloporteur pour refroidir le cœur du réacteur et servir de source de haute température pour toutes sortes d’application dont, dans un avenir proche, la production massive et à bas cout d’hydrogène. L’hélium naturellement présent dans le gaz naturel retenu dans des formations géologiques favorables contient également des traces de l’isotope hélium-3 en quantités infimes, la très grande majorité de ce gaz étant constitué d’hélium-4. Je vais maintenant expliquer quelles sont les applications de cet isotope léger de l’hélium et exposer les sources d’approvisionnement de ce type d’hélium qui présente un intérêt commercial évident.

Inutile de tenter de séparer l’hélium-3 de l’hélium-4 car il représente seulement 0,000137 % de ce dernier. Pourquoi l’hélium-3 présente quelques intérêts. D’abord à l’état liquide il bout à 3,2°K alors que pour l’hélium-4 cette température d’ébullition est de 4,23°K. Cette différence semble ne rien représenter et pourtant l’hélium-3 est promis à un immense avenir dans le développement des ordinateurs quantiques. En ce qui concerne l’imagerie médicale l’hélium-3 qui comme tous les gaz inertes se trouve à l’état atomique et non moléculaire possède un spin de ½ contrairement à l’hélium-4 dont le spin est égal à zéro et cette propriété peut être mise à profit dans la visualisation de certains processus biologiques par résonance magnétique nucléaire. Ce domaine n’est pour l’instant que très peu exploré en raison de la rareté de cet isotope. L’hélium-3 est utilisé pour la détection de neutrons à l’aide de compteurs type Geiger dans les installations portuaires pour déceler les trafics illicites de matières radioactives. Enfin, dans la théorie l’hélium-3 serait un bon candidat pour la fusion nucléaire telle qu’elle est envisagée à un stade industriel dans le prototype ITER. Encore une fois la rareté extrême du lithium-3 n’a pas permis d’inclure ce gaz dans les processus de fusion nucléaire dans le cadre d’un développement industriel de cette technologie.

Tout le problème réside dans la production d’hélium-3 économiquement rentable.

C’est pourquoi le Canada s’intéresse au plus haut point à la production d’hélium-3. Pourquoi le Canada ? Car l’essentiel de la production électrique d’origine nucléaire de ce pays provient de réacteurs de type CANDU dont le fluide de refroidissement est de l’eau lourde, c’est-à-dire de l’eau constituée de deux atomes de deutérium et d’un atome d’oxygène. Lorsque ces atomes de deutérium captent un neutron provenant de la fission du combustible nucléaire il se forme du tritium. Comme les réacteurs CANDU présentent la particularité de ne jamais être arrêtés pour rechargement en combustible puisque ce processus est effectué en continu de l’hélium à l’état gazeux s’accumule et l’installation est régulièrement purgée de ce gaz. Le tritium est radioactif et sa demi-vie est d’environ 12 ans. L’hélium-3 est le produit de l’émission par le tritium d’un électron de très faible énergie et d’un neutrino. La centrale nucléaire de type CANDU de Darlington dans l’Etat de l’Ontario a donc décidé de récupérer cet hélium-3 plutôt que de le rejeter dans l’atmosphère et le conditionner pour les utilisateurs. Avec un prix d’environ 1400 dollars le gramme, environ 7 litres (45 fois plus que l’or en poids), on comprend que les Canadiens s’intéressent de très très à ce marché. L’hélium avec lequel on gonfle les ballons pour les enfants coute un peu plus de 3 dollars le m3 … Pour l’anecdote les millions de m3 d’eau tritiée stockés autour de la centrale nucléaire de Fukushima-Daiichi depuis maintenant plus de 10 ans ont produit des centaines de litres d’hélium-3 facilement récupérables dans le gaz se trouvant au dessus de ces réservoirs mais les quantités sont très faibles pour qu’un processus de récupération soit envisageable car les réservoirs de stockage n’ont pas été conçus à cet effet. Et puisque j’ai fait cette diversion le tritium n’est pas dangereux. L’électron émis lors de la désintégration pour produire de l’hélium-3 est moins dangereux que les électrons émis par les vieux téléviseurs à tube cathodique dont plusieurs générations de téléspectateurs se sont gavés sans aucun effet pathologique puisque ces électrons émis par le tritium lors de sa désintégration sont incapables de traverser la couche de peau morte de l’épiderme. Quoiqu’en pense l’opinion internationale toute cette eau faiblement tritiée à Fukushima-Daiichi peut tout simplement être rejetée dans l’océan sans qu’il y ait une quelconque incidence sur la faune alieutique. Bref, les Canadiens ont trouvé un filon en or et c’est tant mieux pour eux …

Energie nucléaire : la Chine définitivement en avance !

Avec quelques jours d’intervalle le monde entier a appris que la Chine était devenue l’incontestable leader mondial de l’énergie nucléaire du futur : le chargement en combustible du premier réacteur nucléaire à très haute température et la mise en fonctionnement d’un réacteur à sels de thorium fondu. Ces deux programmes de démonstration ont été planifiés il y a plus de dix ans et ont chacun nécessité le travail de milliers d’ingénieurs souvent formés dans des universités occidentales et de techniciens hautement qualifiés ainsi que le savoir-faire d’une multitude de petites entreprises de haute technologie. La Chine s’oriente donc résolument vers un avenir énergétique fiable et peu onéreux.

Le réacteur à très haute température refroidi avec de l’hélium est situé à Shidaowan dans la province du Shandong. Il s’agit de deux unités qui fourniront de la vapeur de très haute qualité pour alimenter une turbine de 210 MW électriques. La première unité est déjà opérationnelle et le complexe sera raccordé au réseau électrique avant la fin de cette année. La construction de cette usine a débuté en décembre 2012. La température de l’hélium en sortie de réacteur est de 750°C et après passage dans un générateur de vapeur cet hélium refroidi à 250°C retourne dans le réacteur. Le réacteur lui-même se trouve dans une cuve de 11 mètres de haut et de 3 mètres de diamètre comprenant des déflecteurs en graphite et des barres de contrôle entourant un dispositif innovant constitué d’un lit fluidisé de billes de combustible de 60 millimètres de diamètre. À pleine charge le combustible comprend 420000 billes de céramique contenant chacune 7 grammes d’uranium enrichi à 8,5 % d’isotope 235. Il faut un mois pour que le chargement soit complet.

L’intérêt d’un tel dispositif est que le réacteur peut fonctionner sans arrêt de rechargement puisque celui-ci peut être effectué en continu et en cas d’incident les billes peuvent être stockées dans des cuves ayant un volume tel que le processus de fission s’arrête en raison du déficit de quantité critique d’uranium. Il s’agit pour l’instant d’un prototype néanmoins producteur d’électricité qui permettra aux ingénieurs de se former pour l’étude d’unités de puissance plus importante ainsi que pour développer toutes les technologies afférentes dont en particulier la production d’hydrogène.

L’autre innovation chinoise se trouve implanté à WuWei dans la province du Gansu. Il s’agit du premier réacteur à sels fondus de thorium. Bien que cette technologie ait été explorée au début des années 1960 aux USA elle n’a jamais fait depuis l’objet de nouvelles recherches car le fonctionnement de ce réacteur est beaucoup plus problématique. Le fonctionnement en continu d’une telle installation requiert absolument une unité de retraitement chimique en ligne afin de séparer les produits de fission qui empoisonnent le fonctionnement normal de la fission en raison de leur très grande section de capture des neutrons. L’isotope naturel du thorium est le thorium-232 qui n’est pas « fissile » comme l’uranium-235 ou le plutonium-239. Il faut donc une source de neutrons pour initier la réaction nucléaire. Celle-ci est constituée d’uranium-235. Le thorium-232 capte un neutron et se transforme alors en uranium-233. Mais la situation se complique avec l’apparition de protactinium-233. Tous ces métaux se trouvent sous forme de fluorures mixtes fondus à partir d’une température d’environ 290°C. Le prototype de 3 MW thermiques permettra surtout d’étudier le cycle du combustible, le flux de neutrons étant particulièrement délicat à contrôler. Depuis 1969 aucun pays dans le monde n’a envisagé la construction d’un tel prototype.

Pourquoi s’intéresser au thorium ? D’abord parce que le thorium est beaucoup plus abondant que l’uranium et ensuite parce que la Chine accumule des quantités impressionnantes de « stériles » provenant de la purification des terres rares, stériles très riches en thorium. Pour clore ce deuxième chapitre il n’existe aucune information disponible quant au choix technologique des ingénieurs chinois : simple flux ou double flux. S’il s’agit de la technologie double flux la Chine est alors très novatrice en ce qu’un tel dispositif peut fonctionner indéfiniment car il ne comporte pas de réflecteur en graphite mais il est beaucoup plus complexe à mettre en œuvre (voir le lien wikipedia ci-dessous). Si les ingénieurs chinois réussissent ils auront fait franchir un grand pas à l’humanité qui n’aura alors dans l’avenir plus aucun problème d’énergie.

Sources : World Nuclear News, https://www.nature.com/articles/d41586-021-02459-w et

https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_fluoride_thorium_reactor#Removal_of_fission_products

Nouvelles du Japon. L’HTTR va être redémarré.

Le Japon ne dispose d’aucune source d’énergie fossile et ce pays trop respectueux de ses paysages admirables n’a pas l’intention de recouvrir ses montagnes, ses forêts ses vallées et ses bords de mer d’éoliennes. Depuis de nombreuses années le Japon a développé une énergie nucléaire susceptible de satisfaire en partie aux besoins en énergie du pays mais pas seulement pour la production d’électricité car, un peu comme la Chine aujourd’hui, ce pays a vite compris que l’énergie nucléaire ouvrait des possibilités technologiques qu’il était difficile d’atteindre par d’autres approches. D’ailleurs quand les ingénieurs nippons ont piloté la première montée en puissance du réacteur expérimental HTTR (High Temperature Test Reactor) en novembre 1998 ils ignoraient que 20 ans plus tard cette utilisation de l’énergie nucléaire allait devenir la préoccupation de plusieurs pays dans le cadre de la production industrielle et à bas coût d’hydrogène.

L’HTTR japonais est un petit réacteur expérimental de 30 MW thermiques situé près de la localité d’Oarai dans la préfecture d’Ibaraki au nord-est de Tokyo, près de l’océan. Cette installation fut mise à l’arrêt en février 2011 (quelques jours avant le grand tremblement de terre du 11 mars 2011) pour effectuer des travaux divers. Il s’agit d’un réacteur compact comprenant un modérateur de neutrons constitué de graphite refroidi avec de l’hélium. Les travaux réalisés ont surtout concerné la mise au point du combustible et l’étude de la résistance des matériaux et des composants mobiles de l’installation dont les pompes de circulation de l’hélium de refroidissement ainsi que la mise au point d’échangeurs à haute température. La mise au point du combustible constitué d’uranium enrichi à 6 % d’isotope 235 est le problème central qui a pu être résolu durant les années de fonctionnement de l’installation. Il s’agit de billes d’uranium recouvertes de céramique et incorporées dans des prismes hexagonaux de graphite constituant l’assemblage proprement dit de combustible. Le redémarrage de cette unité expérimentale le 30 juillet 2021 a surtout pour but d’étudier la faisabilité de l’adjonction d’une petite unité de production d’hydrogène et de tester des échangeurs hélium-hélium ou hélium-eau pour le fonctionnement d’une turbine. Ces travaux intéressent de nombreux pays et sont en partie financés par l’Agence de l’Energie Nucléaire de l’OCDE pour la production d’hydrogène par électrolyse à haute température ou par le cycle thermochimique soufre-iode.

Source : World Nuclear News, illustration JAEA

Pourquoi l’énergie nucléaire s’impose-t-elle?

En dehors de quelques pays européens qui font de la politique énergétique démagogique et électoraliste, le reste du monde s’engage résolument dans la voie nucléaire. Les projets de développement y sont de plus en plus nombreux, mais aussi de plus en plus variés, notamment avec l’émergence des SMR (Small Modular Reactors).

Par Roger Stump, analyste financier, 8 juillet 2021 sur le site investir.ch

Voici tous les avantages comparatifs de l’industrie nucléaire

  1. L’énergie nucléaire est pilotable* (voir notes en fin de billet), donc produite à la demande. C’est indispensable à la stabilité du réseau électrique où offre et demande doivent toujours correspondre.
  2. L’énergie nucléaire produit 2 fois moins de CO2 que l’éolien et 7 fois moins que le photovoltaïque.
  3. La quantité de matériaux nécessaires à la construction d’une centrale nucléaire est respectivement 9 et 14 fois inférieure à celle nécessaire pour l’éolien et le photovoltaïque pour produire le même térawatt/heure.
  4. Le nucléaire nécessite 1000 fois moins de surface au sol que l‘éolien et le solaire pour produire le même TWh.
  5. L’énergie dégagée par la fission de l’uranium génère plusieurs centaines de milliers de fois plus d’énergie que la combustion d’une quantité équivalente de charbon, de pétrole ou de gaz, d’où une quantité très faible de déchets en proportion de la quantité d’énergie produite.
  6. Pour pourvoir un être humain occidental en énergie pour toute sa vie, il suffit de 6 kilos d’uranium, soit le volume d’une cannette de coca (l’uranium étant 19 fois plus lourd que l’eau). Pensez ne serait-ce qu’à la quantité d’essence que chacun de nous a déjà consommé dans sa vie !
  7. En moyenne, le facteur de charge d’un réacteur nucléaire est de 92%, ce qui fait de l’énergie nucléaire la plus fiable de toutes, bien loin devant le gaz (55%) et le charbon (54%), et évidemment l’éolien et le solaire.
  8. De toutes les industries énergétiques, le nucléaire est la plus sûre et son bilan humain (90 décès par 1000 TWh) est même inférieur à celui de l’éolien (150), du solaire (440) et de l’hydroélectrique (1400).
  9. Les déchets totaux de l’industrie nucléaire depuis sa naissance représentent le volume d’un stade de foot de 10 mètres d’épaisseur, soit 100000 m3 ou 2 millions de tonnes. Aucune industrie au monde ne s’astreint à une gestion aussi précise de ses déchets et, à ce jour, aucune irradiation, aucun accident n’a jamais été à déplorer avec des déchets nucléaires. Notez aussi qu’une grande partie des déchets sont susceptibles d’être encore réutilisés dans le futur avec l’émergence d’autres technologies de fission nucléaires ou de production de batteries utilisant la radioactivité !

Le marché de l’uranium en deux graphiques

Le premier illustre les ratios de couverture en uranium des opérateurs de centrales nucléaires européens et américains (environ 50% du total des réacteurs). Cette situation est inédite.

Les besoins non-couverts par des contrats à terme devront être comblés dans un marché souffrant déjà d’un déficit de production.
Rappelons au passage que les stocks des producteurs sont également au plancher!

Le deuxième illustre le déficit de l’offre d’uranium dans le contexte d’une demande en croissance selon deux scénarios établis l’année dernière par le World Nuclear Association. L’évolution actuelle de la demande penche désormais clairement vers le scénario le plus élevé.

Des exemples récents illustrent le propos. Parmi ceux-ci citons Shikoku Electric (Japon) qui se prépare à redémarrer son réacteur Ikata No3 le 12 octobre prochain. Il avait été stoppé en décembre 2019 sur décision d’une cour de justice. Aux Etats-Unis Duke Energy vient de faire les démarches en vue d’une demande de renouvellement/prolongation de licence d’exploitation jusqu’à 80 ans de ses trois réacteurs de la centrale d’Oconee en Caroline du Sud, jusqu’en 2053 et 2054 et l’administration Biden prend des mesures pour constituer une réserve d’uranium, une proposition faite sous l’ère Trump. La Société CEZ Group qui exploite la centrale nucléaire de Dukovany II en République Tchèque a sollicité une offre de trois constructeurs pour un nouveau réacteur. En Inde, la construction de deux nouveaux réacteurs russes de plus de 1000 MW chacun a démarré, les unités 5 & 6 de la centrale de Kudankulam. Plus globalement, selon la World Nuclear Association, on compte actuellement 445 réacteurs en fonction, représentant une puissance 24/7 installée de 396 GW. 60 réacteurs sont en construction (66 GW), 99 sont en planification avancée ou commandés et 325 sont proposés. La Chine qui veut augmenter de 40% sa puissance nucléaire d’ici à 2025 et l’Inde qui planifie de tripler son parc nucléaire pour 2030 sont deux acteurs majeurs de ce secteur.

Quid du prix de l’uranium?

Le sommet historique du prix de l’uranium de 140$/lb atteint en mai 2007, ajusté de l’inflation, serait aujourd’hui de 177 $/lb. Le prix actuel de la livre d’uranium navigue aux environs des 32 dollars. Un minimum de 45-50 dollars (niveau du coût moyen d’extraction) est requis pour redémarrer les mines en maintenance et un prix de 65-70 dollars pour développer les nouvelles mines nécessaires à rétablir l’équilibre. Or, il faut 8 à 10 ans pour qu’une mine atteigne le stade de la production, et la production requise de ces mines doit représenter celle de deux fois le Kazakhstan, le plus gros producteur du monde (35%)…

Mais encore

De part et d’autre de l’Atlantique, le bon sens semble vouloir définitivement l’emporter. Les Etats-Unis affichent désormais leur intention d’inclure le nucléaire dans les énergies propres, alors que de l’autre côté, le rapport du groupe d’experts mis en place par la Commission européenne est favorable à l’inclusion du nucléaire dans la taxonomie des investissements durables, ce qui devrait ainsi faire intégrer le nucléaire à l’acte délégué sur la finance verte. Cette perspective n’est pas sans conséquence sur le secteur uranifère, car si un seul petit pourcent des fonds de placement ESG devait lui être alloué, ce pourcent aurait la capacité d’acheter 100% de toutes les sociétés uranifères listées à trois fois le prix actuel …

Notes explicatives. La puissance d’un réacteur est modulable (pilotable) entre 95 et 100 % de sa puissance nominale. Pour un réacteur d’une puissance de 1000 MWe il s’agit donc de 50 MWe soit 1/6e de la puissance d’une centrale thermique de taille moyenne. En dessous de 95 % la qualité de la vapeur se dégrade et l’exploitant évite de dépasser ce seuil. À propos du CO2 ces chiffres sont pessimistes car un réacteur nucléaire peut fonctionner jusqu’à 80 ans alors que la durée de vie d’une éolienne est au mieux de 25 ans. Il s’agit ici des émissions de CO2 pour la construction de ces installations. Autre précision le facteur de charge de 92 % comprend les opérations de changement du combustible hors arrêts de maintenance de plus longue durée planifiés à l’avance.

En ce qui concerne les déchets générés par les réacteurs à neutrons lents dits thermiques type PWR les données figurant dans l’énumération ci-dessus ne font pas état du retraitement. Ce retraitement consiste à éliminer les produits de fission et certains transuraniens. Le plutonium, transuranien le plus léger, peut-être réutilisé comme combustible en remplaçant l’uranium-235. Quelques pays seulement utilisent le MOX, combustible contenant du plutonium, il s’agit en premier lieu de la France puis de la Russie, du Japon et enfin de l’Inde. Partant du fait que lors d’un cycle du combustible une infime fraction de ce dernier est effectivement consommée, le retraitement réduit notoirement les volumes de déchets dits radioactifs. L’uranium « appauvri » n’est pas pris en compte dans les déchets. En attendant des jours meilleurs, comprenez le développement inévitable des surrégénérateurs, cet uranium appauvri non fissile, essentiellement de l’uranium-238, est stocké sous formes d’oxydes.

Le plan « net zéro » britannique

Les experts nucléaires de l’Université de Manchester ont identifié les huit actions nécessaires pour évaluer objectivement le rôle du nucléaire dans l’avenir « net zéro » du Royaume-Uni. Leur document positionne l’énergie nucléaire pour ce net zéro. Une stratégie d’action détermine ce que les décideurs politiques et l’industrie doivent explorer afin de prendre une décision éclairée sur la base d’une « meilleure économie ». Cela inclut le développement d’organes consultatifs, la modélisation non partisane de la trajectoire économique et l’optimisation des programmes de R&D.

Le document a été rédigé par l’équipe de direction du Dalton Nuclear Institute de l’Université de Manchester, qui abrite la capacité de recherche nucléaire la plus importante et la plus avancée du Royaume-Uni. Il s’agit de Francis Livens, directeur, Gregg Butler, responsable de l’évaluation stratégique, William Bodel, chercheur associé en choix de systèmes nucléaires et Juan Matthews, professeur invité en technologie de l’énergie nucléaire. https://documents.manchester.ac.uk/display.aspx?DocID=55791

« Le net zéro d’ici 2050 est un défi tellement énorme pour ce pays qu’il faut vraiment tous se mettre au travail, a déclaré Livens. « La réalité, c’est que nous devons explorer toutes les options et les évaluer sur un pied d’égalité et prendre une décision objective sur le point suivant : « Le nucléaire a-t-il un rôle à jouer dans notre avenir énergétique, oui ou non ? ». Quoi qu’il en soit, le Royaume-Uni a besoin d’agir rapidement pour résoudre cette question et de saisir toute opportunité qui se présente. Si elle continue à tergiverser, tout sera certainement perdu ». Butler a ajouté : « Nous avons élaboré ce document parce que nous nous sentions responsables, en tant que communauté universitaire impartiale, de soutenir nos collègues du gouvernement et de l’industrie. Le Royaume-Uni a fixé un objectif de zéro net de premier plan au monde, mais il ne suffit pas de fixer l’objectif – nous devons y parvenir. Il est maintenant temps de prendre des mesures clés qui détermineront les rôles que le nucléaire peut jouer, en reconnaissant qu’elles ne devraient être adoptées que si elles contribuent à une solution économique et environnementale optimisée. Nous pourrions en savoir beaucoup sur l’énergie nucléaire – mais il doit être considéré comme un candidat pour aider à atteindre le zéro net – pas comme une fin en soi ».

Recommandation 1 : L’état de développement de la technologie des réacteurs modulaires avancés (AMR) au Royaume-Uni et dans le monde affirme que le réacteur de démonstration mentionné dans le livre blanc sur l’énergie du gouvernement devrait être doté de la technologie des réacteurs refroidis au gaz à haute température (HTGR), avec une attention particulière également accordée à la démonstration de la production d’hydrogène à l’aide de la chaleur nucléaire.

Recommandation 2 : Le soin de spécifier, développer et poursuivre la voie vers un démonstrateur HTGR basé au Royaume-Uni devrait être confiée à un organisme approprié qui est équipé et habilité à réaliser le projet HTGR. Cela inclurait de diriger toute la R&D nécessaire pour définir un itinéraire optimal, de surveiller si et comment ces optima changent à mesure que les études progressent et de ré-optimiser les programmes en conséquence.

Recommandation 3 : la R&D sur les cycles du combustible fermés doit être poursuivie pour permettre au Royaume-Uni de suivre les évolutions de ces systèmes et d’évaluer si, ou quand, ces systèmes trouveront une place sur le marché britannique de l’énergie.

Recommandation 4 : Une vision britannique continue des développements dans les systèmes AMR devrait être maintenue et dirigée par un organisme qui n’est pas en conflit avec les revendications et le lobbying d’un système particulier. L’évaluation de faisabilité générique a fourni un exemple de plate-forme qui pourrait héberger cette tâche, mais une organisation convenablement « sans intérêt » devrait être mise en place avec un examen par les pairs exemplaire.

Recommandation 5 : Un organe consultatif approprié à large assise devrait être engagé pour conseiller le gouvernement sur le programme nucléaire futur. Il pourrait s’agir du Nuclear Innovation Research and Advisory Board (NIRAB) ou d’un successeur, mais le NIRAB semble avoir établi l’étendue et la valeur possibles de ces conseils.

Recommandation 6 : Le Comité sur les changements climatiques devrait explorer, avec une assistance appropriée, les possibilités d’un rôle plus large du nucléaire sur la voie du zéro net.

Recommandation 7 : Energy Systems Catapult (une organisation indépendante à but non lucratif pour l’industrie, le gouvernement, les universités et la recherche) devrait, avec l’aide d’autres experts en modélisation, mettre en place et exécuter des modèles transparents de règles du jeu équitables pour surveiller les développements économiques. Cela motivera les améliorations et détectera un optimisme irréaliste.

Recommandation 8 : Une plate-forme telle que celle recommandée pour l’énergie nucléaire dans la recommandation 4 devrait être établie pour toutes les sources d’énergie présentes dans la trajectoire net zéro, afin de donner une vision claire et impartiale de l’état actuel de ce net zéro.

Le fait que le gouvernement se soit engagé dans un plan d’action sur 30 ans constitue « une grande raison d’être optimiste » mais la mise en œuvre de l’énergie nucléaire « là où cela est approprié et avantageux » doit éviter d’être « mise à l’écart pour des motifs non étayés ». Il faut espérer que le message « le meilleur pour le Royaume-Uni, le meilleur pour la planète » pourra devenir réalité. En ce qui concerne les délais, la situation actuelle est cruciale, tout retard se manifestant immédiatement sur le chemin critique d’un démonstrateur nucléaire en 2030, et par inférence la forte perspective d’avoir un impact négatif sur l’échéance de 2050 ».

Traduction d’un document paru sur le site World Nuclear News. Commentaire. Il faut admirer le pragmatisme des Britanniques et leur vue sur le long terme. L’intégration des HTGR dans le programme de mise en place de véhicules à pile à combustible est la seule alternative fiable pour accélérer la marche vers le net zéro. Toute autre approche relève de la fiction pour diverses raisons. La raréfaction des matières premières entrant dans la conception des véhicules « tout électrique » est prévisible alors que les piles à combustible ne se heurteront pas à ce goulot d’étranglement prévu pour 2035. La Chine, pays à économie planifiée, a compris que les HTGR étaient la seule alternative économiquement rentable pour produire de l’hydrogène. La production d’énergie, l’hydrogène étant une forme d’énergie puisqu’il s’agit d’un combustible, doit être planifiée sur le long terme. La France a parié sur le remplacement d’une partie du parc nucléaire par des éoliennes. C’est un pur non-sens puisque ces installations ont une durée de vie maximale de 25 ans. La planification « à la française » révèle un amateurisme affligeant. J’en dirai autant sinon pire pour la politique énergétique allemande.

Brève. « Scandale nucléaire » en Chine ? Fake-news ?

La société française Framatome, partenaire avec EDF de la construction des deux EPR de Taishan en Chine, a envoyé un courrier à la chaine américaine CNN bien connue pour sa recherche de scoops pour l’informer que l’un des réacteurs rejetait de la radioactivité au delà des normes permises. Framatome n’a pas cru ni opportun ni élégant d’en informer les autorités chinoises avant cette « fuite » d’une information provenant comme on pouvait s’y attendre de l’AFP, agence elle-même avide de sensationnel. C’est tout simplement consternant quand on constate que le sieur Jadot en France, farouche opposant au nucléaire , a repris l’information pour en faire des gorges chaudes.

Il faut mettre les choses au clair. Le réacteur d’un EPR contient 241 assemblages de combustible et ces assemblages comportent chacun 265 « crayons », des tubes en acier au zirconium contenant des pastilles d’uranium naturel et également enrichi en isotope 235. Il est prévu lors du fonctionnement d’un réacteur nucléaire qu’un des crayons puisse se fissurer et laisse alors échapper du xénon-135 dont la demi-vie est de 9 heures. À côté de ce xénon les réacteurs nucléaires rejettent également du tritium. Les quantités rejetées sont toujours infimes et parfaitement contrôlées. Il existe des normes strictes relatives à ces émissions dans l’atmosphère dans quel pays que ce soit y compris en Chine dont les installations électro-nucléaires sont régulièrement inspectées par les ingénieurs de l’Agence internationale de l’énergie atomique. Normalement les assemblages sont tous contrôlés au cours de ce qui est appelé un « sipping-test ». Il consiste à introduire l’assemblage dans un tube vertical équipé d’une multitude de microphones ultra-sensibles et d’établir une dépression dans ce tube. Si un crayon est fuyard l’analyse des données sonores permet de localiser le crayon et de le changer le cas échéant. Tous les assemblages de combustibles sont soumis à ce contrôle.

Les autorités chinoises n’ont rien observé d’anormal et n’ont fait état d’aucune alerte au niveau du site de Taishan. EDF, partenaire à hauteur de 30 % de ce projet n’a pas commenté le message de Framatome. Il pourrait s’agir d’une malveillance de la part d’un des employés de cette société compte tenu de l’indélicatesse du procédé utilisé. Il est nécessaire d’ajouter ici que Framatome est le maître-d’oeuvre de l’îlot nucléaire de Flamanville dont la mise en fonctionnement est retardée pour des problèmes de soudures et que l’EPR finlandais dont l’îlot nucléaire était également confié à Framatome n’est toujours pas raccordé au réseau. Encore une « fake-news » pour occuper l’opinion ou fait-elle ressortir un profond malaise au sein de Framatome ? Il est vrai que « Fra » a de quoi être au bord de la dépression puisque le projet Hinkley Point C devra être assuré dans les temps et les vieilles querelles entre EDF (qui a démenti toute fuite sur le site de Taishan) et cette société n’ont jamais cessé depuis la construction du premier PWR, en l’occurence Fessenheim-1 qui a été mis en liquidation à la suite d’une saute d’humeur électorale de Sarkozy reprise par Hollande puis Macron.

Russie : un surrégénérateur « intégré ».

Alors que le consortium européen NERSA était à la point mondiale de la surrégénération nucléaire tout fut arrêté par le gouvernement français. Le choix du sodium comme liquide caloporteur avait fait apparaître des problèmes de vibration qui étaient sur le point d’être maîtrisés. Subissant la pression des vert.e.s ce joyau de la technologie fut abandonné et ce fut la lente descente aux enfers de l’industrie nucléaire française mais aussi européenne. Aujourd’hui ce sont la Russie et la Chine qui ont pris le relais dans le domaine des petits réacteurs modulaires comme des surrégénérateurs. La Russie vient de couler le premier béton de la dalle qui va supporter le surrégénérateur BREST-OD-300 d’une puissance électrique de 300 MW près de la ville de Seversk au-delà de l’Oural. Il s’agit d’un réacteur refroidi avec du plomb dont la température de fusion est 600°C, métal qui peut être utilisé entre 600 et 800 degrés sans problèmes majeurs contrairement au sodium.

Le combustible sera de l’uranium naturel et l’ « allumette », c’est-à-dire la source de neutrons rapide sera du plutonium. Ces deux métaux seront façonnés dans une usine proche de l’usine sous forme de pastilles de nitrures et conditionnés pour servir de combustible. L’innovation de ce projet réside dans le fait qu’une autre usine également proche de cette installation sera dédiée au retraitement du combustible irradié. Ce retraitement consistera à séparer les transuraniens et le plutonium et éliminer les produits de fission qui ralentissent les neutrons. Les transuraniens et le plutonium apparus seront reconditionnés sous forme de nitrures. Les opérations de rechargement en combustible pourront être effectués en continu, ce qui était le cas pour Super-Phénix, sans arrêter le réacteur. Les transuraniens seront « brûlés », ce qui est l’un des avantages du surrégénérateur. Ainsi ce réacteur pourra fonctionner sans nouvel apport d’uranium naturel voire appauvri pendant plus de 20 ans, ce qui est un autre avantage d’un surrégénérateur qui crée plus de combustible qu’il n’en consomme ! En effet ce réacteur produira en continu le plutonium qui est nécessaire pour « allumer » la fission de l’uranium naturel et la capture de neutrons dits rapides pour faire apparaître ce plutonium.

L’ensemble de ces installations est prévue pour fonctionner dès 2026. Le gouvernement français a commis une faute d’une extrême gravité en arrêtant autoritairement et de manière totalement arbitraire l’usine de Super-Phénix. Les centrales nucléaires type PWR « brûlent » une partie infime de l’uranium enrichi qui constitue le combustible. Or un surrégénérateur bien géré fonctionnera jusqu’à un rechargement nécessaire en uranium naturel. A contrario nul ne sait quand le prototype ITER sera fonctionnel, si tant est qu’il le devienne un jour car dans l’imaginaire des politiciens il constitue le graal de l’énergie inépuisable. C’est encore un doux rêve comme d’ailleurs l’hydrogène. La Chine et la Russie ont su raison garder et dans une dizaine d’années ces deux pays domineront la vraie technologie nucléaire efficace qui ne sera pas pénalisée par tous les problèmes des PWR. À ce sujet si mes lecteurs désirent que je leur expose quels sont les problèmes des PWR je suis disposé à écrire un billet à ce sujet …

Brève. EDF relégué au rang de figurant !

EDF met le bout de ses pieds en Inde avec l’EPR. Alors que les EPRs finlandais et français ne sont toujours pas opérationnels, peut-être que celui d’Olkiluoto commencera à produire de l’électricité au printemps 2022 puisque le chargement en combustible vient de démarrer pour effectuer les ultimes essais dans les conditions réelles, EDF ose entrer en négociation avec la Nuclear Corporation of India Ltd (NPCIL) pour la construction de 6 EPRs à Jaitapur dans l’Etat du Maharashtra. Ces négociations entrent dans le cadre des critères dits ESG* puisque l’Inde veut afficher sa volonté de réduction des émissions de carbone. Le problème, à mon humble avis, mais je ne suis pas dans le secret des dieux, est l’organisation de ce titanesque chantier qui sera confié exclusivement à des sociétés indiennes. EDF fournira la technologie (comprenez le savoir-faire théorique et l’ingénierie), Framatome les études d’ingénierie de l’îlot nucléaire et les fournitures pour les circuits vapeur primaires, et General Electric les turbines Arabelle, qui ne sont plus françaises depuis que Macron a vendu Alstom-Energie aux Américains**, ainsi que le circuit vapeur secondaire. Le combustible sera entièrement sous la maîtrise indienne. Enfin tout ce qui pourra être fabriqué en Inde le sera prioritairement. L’Inde dispose déjà d’un parc nucléaire de 24 réacteurs et n’est pas un débutant dans ce domaine. Peut-être que la France fournira les pompes du circuit primaire, ce sera mieux que rien …

On ne sait pas si EDF sera le véritable maître-d’oeuvre. En tout état de cause le gouvernement français a certainement pris des précautions pour qu’EDF ne se retrouve pas dans une situation inextricable comme cela va être le cas à n’en pas douter pour le projet Hinkley Point C en Grande-Bretagne (2 EPRs). Ce projet n’est donc que l’aboutissement d’une prise de position d’EDF pour relancer le nucléaire en France pour cet opérateur qui considère, à juste titre d’ailleurs, que l’énergie nucléaire est une technologie incontournable pour diminuer les émissions de carbone :

Remontons un peu dans le temps. Lorsque EDF est parvenu à un accord pour la construction des deux EPRs chinois, l’exigence pratiquement non dissimulée fut de livrer l’ensemble de la technologie de cette usine, tous éléments confondus y compris les plus sensibles en termes de technologie. Il n’est pas difficile de comprendre que le succès de Taishan a laissé des traces amères chez les dirigeants d’EDF …

Notes. * Environment friendly, Sustainable, Government compatible

** Il faudra un jour démasquer les agissements obscurs d’Emmanuel Macron au sujet de la vente d’Alstom-Energie à General Electric qui a porté atteinte à la souveraineté de la France.

Source : World Nuclear News

La transition énergétique ou écologique sans uranium : une lubie !

L’IPCC, organe onusien en charge du changement du climat a préconisé, afin de décarboner la production d’énergie électrique de développer l’énergie nucléaire, seule et unique source d’énergie totalement décarbonée avec l’hydraulique. Les sites susceptibles d’être aménagés pour produire de l’électricité « hydraulique » sont limités. Il suffit de constater l’imbroglio naissant entre l’Egypte et l’Ethiopie ou encore l’immense barrage chinois qui a nécessité le déplacement de dizaines de millions de personnes. Il ne reste donc qu’une seule solution : l’énergie nucléaire. Au cours de l’automne 2020 l’Agence internationale de l’énergie (IEA) mit en garde la Commission européenne sur la nécessité d’inclure l’énergie nucléaire dans la politique du Green-Deal bas carbone, les énergies renouvelables instables risquant de provoquer une dépression économique incontrôlable conduisant à la ruine irréversible de l’Europe. Pour le Directeur exécutif d’EDF, Jean-Bernard Levy le gouvernement français et également les autres pays européens avancés sur le plan technologique doivent impérativement mettre en place un plan de production industrielle de petits réacteurs nucléaires modulaires (SMR, smal modular reactor) en lieu et place des grandes installations telles que les EPRs.

La pression des écologistes, paradoxalement opposés à l’énergie nucléaire, a conduit la Commission européenne à ne pas prendre en considération les recommandations de l’IEA présentées par son Directeur Fatih Birol. Si l’Europe a échappé à un black-out généralisé au cours de l’hiver 2020-2021, ce n’est pas en raison du ralentissement de l’activité industrielle, conséquence de la pandémie coronavirale, mais parce que l’Allemagne a autoritairement limité les activités industrielles grosses consommatrices d’électricité. La raison en est le retard pris depuis plus d’une année dans l’achèvement du gazoduc NordStream-2 sous la pression américaine, gazoduc qui devait être raccordé au réseau gazier allemand au cours de l’automne 2020. En décidant après l’accident de la centrale de Fukushima-Daiichi de « dénuclariser » le pays l’Allemagne se retrouve aujourd’hui dans une impasse et la pression du parti vert allemand refusant de reconsidérer les critères ESG au sujet de l’énergie nucléaire ne pourra qu’aggraver cette situation. L’avenir énergétique de l’Europe est ainsi compromis.

Le gouvernement japonais, plus pragmatique, subit la pression des lobbys industriels du pays pour réactiver l’énergie nucléaire, seule issue pour atteindre l’objectif de neutralité carbone en 2050. Très gros importateur de charbon et de gaz naturel liquéfié le Japon est très réticent pour tout projet d’installation de moulins à vent sur son territoire, la population japonaise étant traditionnellement attachée à l’harmonie de ses paysages. De plus ce pays est régulièrement traversé par des typhons, ce qui complique sérieusement la mise en place de grandes éoliennes, y compris en mer pour les mêmes raisons météorologiques. Le JAIF (Japanese Atomic Industry Forum) et le JISF (Japan Iron and Steel Federation) exercent une pression constante sur le gouvernement pour réactiver le programme nucléaire. Actuellement 16 unités, entendez réacteurs, sont prêtes pour un redémarrage sans délai, les compagnies d’électricité propriétaires de ces unités ayant effectué tous les travaux de consolidation de sécurité post-Fukushima. L’immense traumatisme provoqué par l’accident de la centrale de Fukushima-Daiichi est toujours présent dans les esprits et les populations restent réticentes quant à la réactivation de ces installations, pour certaines presque neuves.

Le ministère japonais de l’industrie est très attentif aux développements de l’industrie nucléaire chinoise dans deux domaines très précis : les SMRs et les réacteurs à très haute température (HTR, High Temperature Reactor). Pour ce ministère l’HTR est la seule source économiquement viable de production d’hydrogène. Or l’hydrogène a été incluse dans le « Basic Energy Plan » japonais de neutralité carbone et les grands constructeurs automobiles japonais exercent aussi un pression constante sur le gouvernement japonais pour développer la production d’hydrogène avec des HTRs. Le Japon devra donc coopérer étroitement avec la Chine pour développer sur son territoire cette technologie nucléaire de quatrième génération.

On ne peut que constater que l’Europe et en particulier l’Allemagne accentuent leur retard en refusant d’admettre que l’énergie nucléaire est la seule issue possible pour arriver avant 2050 à une totale neutralité carbone. Certains mauvais esprits prétendent toujours que le nucléaire est « has-been ». Il n’y aura jamais, contrairement au charbon, au pétrole et au gaz, de rupture d’approvisionnement en uranium, les océans constituant le plus grand gisement d’ors et déjà exploitable. Si l’humanité veut survivre elle n’a pas d’autre choix car toutes les matières premières utilisées pour les énergies dites renouvelables et pour les véhicules électriques, sans exception, se tariront rapidement, probablement avant l’horizon 2050, alors tout projet de transition énergétique faisant abstraction de l’énergie nucléaire se terminera par un échec.

Source IEA. Illustration Centrale nucléaire de Kashiwazaki-Kariwa en attente de redémarrage, source TEPCO.