{"id":1524,"date":"2020-02-20T21:31:18","date_gmt":"2020-02-20T20:31:18","guid":{"rendered":"http:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/?p=1524"},"modified":"2020-02-28T21:54:00","modified_gmt":"2020-02-28T20:54:00","slug":"le-thorium-une-contribution-denergies-non-carbonees-au-climat","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/2020\/02\/le-thorium-une-contribution-denergies-non-carbonees-au-climat\/","title":{"rendered":"Le Thorium, une contribution d\u2019\u00e9nergies non carbon\u00e9es au climat"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a><\/p>\n

Par Claude Joseph,<\/p>\n

L\u2019\u00e9nergie nucl\u00e9aire est une des \u00e9nergies qui \u00e9met les plus faibles quantit\u00e9s de carbone. Cette forme d\u2019\u00e9nergie exploit\u00e9e dans les r\u00e9acteurs actuels \u00e0 Uranium est contest\u00e9e \u00e0 cause des grandes quantit\u00e9s de d\u00e9chets radioactifs de longues dur\u00e9es de vies qu\u2019elle produit et des risques d\u2019accident. Ces d\u00e9fauts majeurs seraient supprim\u00e9s en utilisant le Thorium \u00e0 la place de l\u2019Uranium. Cette technologie aurait en outre l\u2019avantage de permettre l\u2019\u00e9limination progressive des d\u00e9chets radioactifs de longues dur\u00e9es de vie existant.<\/p>\n

Avons-nous besoin de l\u2019\u00e9nergie nucl\u00e9aire ?
\n<\/strong><\/p>\n

L\u2019\u00e9nergie nucl\u00e9aire est une des sources d\u2019\u00e9nergie qui produit le moins de carbone. Dans son rapport sur la limitation de la temp\u00e9rature moyenne du globe \u00e0 1.50, le GIEC envisage quatre sc\u00e9narii qui tous comportent le maintien d\u2019une part importante d\u2019\u00e9nergie d\u2019origine nucl\u00e9aire. En Suisse, jusqu\u2019\u00e0 r\u00e9cemment, l\u2019\u00e9nergie nucl\u00e9aire produisait 40% de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9, qu\u2019il faudra compenser si on sort du nucl\u00e9aire. Le d\u00e9veloppement souhaitable de la mobilit\u00e9 et du chauffage domestique n\u2019utilisant plus d\u2019\u00e9nergie fossile entrainera une n\u00e9cessaire augmentation des besoins d\u2019\u00e9lectricit\u00e9. Alors que les \u00e9nergies dites renouvelables (photovolta\u00efque et \u00e9olienne) d\u00e9pendent des circonstances m\u00e9t\u00e9orologiques et environnementales, les sources hydrauliques et nucl\u00e9aires apportent seules en continu la contribution n\u00e9cessaire \u00e0 satisfaire la demande d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 non carbon\u00e9e.
\nOr l\u2019\u00e9nergie nucl\u00e9aire, favoris\u00e9e apr\u00e8s la crise du p\u00e9trole des ann\u00e9es 60, est impopulaire aujourd\u2019hui apr\u00e8s les accidents de Tchernobyl et de Fukushima. L\u2019\u00e9nergie nucl\u00e9aire actuelle bas\u00e9e sur l\u2019Uranium souffre des deux d\u00e9fauts majeurs, la radioactivit\u00e9 des d\u00e9chets et la s\u00e9curit\u00e9. L\u2019emploi d\u2019une autre forme d\u2019\u00e9nergie nucl\u00e9aire bas\u00e9e sur le Thorium comme combustible nucl\u00e9aire, \u00e9vite ces inconv\u00e9nients. Mais de quoi sont constitu\u00e9s les d\u00e9chets nucl\u00e9aires ?<\/p>\n

Nature des d\u00e9chets<\/strong><\/p>\n

On doit distinguer entre deux sortes de d\u00e9chets : les transuraniens et les produits de fission. Nos r\u00e9acteurs actuels fonctionnent avec de l\u2019Uranium enrichi ; l\u2019\u00e9nergie est produite par la fission de l\u2019isotope 235 de l\u2019Uranium qui ne constitue dans le combustible qu\u2019environ le 3 \u00e0 4% de l\u2019Uranium, le reste, soit 96%, est de l\u2019Uranium 238. La capture de neutron par cet Uranium 238 conduit \u00e0 la formation du Plutonium 239 ainsi qu\u2019\u00e0 d\u2019autres transuraniens plus massifs (les actinides mineurs). Ces transuraniens sont de tr\u00e8s longues dur\u00e9es de demi-vie (la demi-vie du Plutonium est de 24’000 ans, c\u2019est-\u00e0-dire qu\u2019il faut attendre environ 160’000 ans pour que sa radioactivit\u00e9 soit r\u00e9duite d\u2019un facteur 100.
\nLes deux noyaux r\u00e9sultant de la fission d\u2019un noyau d\u2019Uranium 235 sont aussi radioactifs. Par contre la plupart de ces produits de fission sont de dur\u00e9e de vie courte ou moyenne, seul deux \u00e9l\u00e9ments produits en faibles quantit\u00e9s sont de longues dur\u00e9es de vie. Globalement la radioactivit\u00e9 des produits de fission revient \u00e0 la radioactivit\u00e9 du minerai d\u2019Uranium lui-m\u00eame en 250 \u00e0 300 ans (voir graphique). S\u2019il est envisageable de contr\u00f4ler des d\u00e9p\u00f4ts de d\u00e9chets de produits de fission, ce n\u2019est certainement pas le cas des transuraniens.<\/p>\n

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La s\u00e9curit\u00e9<\/strong><\/p>\n

Nos r\u00e9acteurs utilisent l\u2019eau pour ralentir les neutrons et pour transporter la chaleur du c\u0153ur du r\u00e9acteur vers les turbines g\u00e9n\u00e9ratrices de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9. Afin que l\u2019eau reste liquide aux hautes temp\u00e9ratures du c\u0153ur, il faut la maintenir sous haute pression. C\u2019est la raison pour laquelle nos r\u00e9acteurs sont confin\u00e9s dans des enceintes massives qui doivent \u00eatre \u00e9tanches \u00e0 la pression. En cas d\u2019accident avec perte de refroidissement du c\u0153ur du r\u00e9acteur l\u2019eau peut bouillir ou m\u00eame se dissocier en hydrog\u00e8ne et oxyg\u00e8ne avec risque d\u2019explosion et de dispersion de radioactivit\u00e9 (Fukushima).<\/p>\n

Une solution \u00e0 ces probl\u00e8mes : Le Thorium<\/strong><\/p>\n

Le Thorium est un actinide de la m\u00eame famille chimique que l\u2019Uranium. Il n\u2019existe que sous une seule forme isotopique : le Thoriun 232. Le Thorium n\u2019est pas directement fissile. Expos\u00e9 \u00e0 des neutrons, le noyau de Thorium se transforme suite \u00e0 la capture d\u2019un neutron en Uranium 233, qui est tr\u00e8s fissile.. \u00c9tant sensiblement plus l\u00e9ger que l\u2019Uranium il faudrait pour former du Plutonium que le m\u00eame noyau initial de Thorium capture successivement 6 neutrons, ce qui est fort peu probable. Les d\u00e9chets de ce type de r\u00e9acteur sont donc essentiellement les produits de fission.
\nPlusieurs types de r\u00e9acteurs au Thorium peuvent \u00eatre consid\u00e9r\u00e9s, le plus s\u00fbr et le plus prometteur est le R\u00e9acteur \u00e0 sels fondus. Le Thorium y est utilis\u00e9 sous la forme de sels de Fluorure de Lithium et de B\u00e9ryllium. Liquide \u00e0 haute temp\u00e9rature ces sels sont \u00e0 la fois combustible nucl\u00e9aire et fluide transportant la chaleur (caloporteur). Il fonctionne \u00e0 la pression atmosph\u00e9rique et un syst\u00e8me de vidange automatique en cas de surchauffe du c\u0153ur assure la s\u00e9curit\u00e9 de fonctionnement. La faisabilit\u00e9 du R\u00e9acteur \u00e0 sels fondus a \u00e9t\u00e9 \u00e9prouv\u00e9e \u00e0 Oak Ridge aux USA o\u00f9 Alvin Weinberg a fait fonctionner, dans les ann\u00e9es 60, un tel r\u00e9acteur pendant 4 ans.
\nEnfin notons que le Thorium est tr\u00e8s abondant dans la croute terrestre, trois \u00e0 quatre fois plus que l\u2019Uranium et que la totalit\u00e9 de la masse du Thorium est utilisable, c\u2019est-\u00e0-dire qu\u2019\u00e0 masse \u00e9gale le Thorium contient 40 fois plus d\u2019\u00e9nergie que l\u2019Uranium naturel. Le Thorium est en fait le sous-produit de l\u2019extraction des terres rares ; il en existe d\u00e9j\u00e0 plusieurs milliers de tonnes de disponibles. Il peut assurer les besoins \u00e9nerg\u00e9tiques de la plan\u00e8te pendant plusieurs mill\u00e9naires.<\/p>\n

\u00c9liminer le Plutonium et autres transuraniens<\/strong><\/p>\n

Le Plutonium et les autres transuraniens sont, comme d\u00e9crit plus haut, les d\u00e9chets radioactifs de tr\u00e8s longues dur\u00e9es de vie les plus nocifs. Il est possible de les transformer en d\u00e9chets de vie plus courte en les faisant fissionner. Une possibilit\u00e9 est de les ins\u00e9rer dans des r\u00e9acteurs \u00e0 Uranium \u00e0 neutrons rapides. Cette possibilit\u00e9, longtemps envisag\u00e9e (voir superph\u00e9nix en France) a \u00e9t\u00e9 dans la plupart des tentatives abandonn\u00e9e pour des raisons de s\u00e9curit\u00e9. Une possibilit\u00e9 plus int\u00e9ressante consiste \u00e0 coupler un r\u00e9acteur sous critique \u00e0 un acc\u00e9l\u00e9rateur fournissant les neutrons n\u00e9cessaires \u00e0 l\u2019entretien de la r\u00e9action en cha\u00eene (ADS, Accelerator Driven System). Un projet d\u00e9velopp\u00e9 par Carlo Rubbia et son \u00e9quipe permet par exemple de transmuter environ 1.4 tonne de Transuraniens (Plutonium compris) chaque ann\u00e9e tout en produisant une puissance \u00e9lectrique de 650 MWe. Le dispositif est s\u00fbr, il fonctionne \u00e0 la pression atmosph\u00e9rique, est refroidi au Plomb liquide et en cas de probl\u00e8me, il suffit d\u2019interrompre le faisceau de l\u2019acc\u00e9l\u00e9rateur pour arr\u00eater la r\u00e9action en cha\u00eene. IThEC (International Thorium Energy Committee) association localis\u00e9e \u00e0 Gen\u00e8ve d\u00e9veloppe un projet de d\u00e9monstrateur des performances d\u2019un tel dispositif.<\/p>\n

En conclusion, j\u2019estime que les deux possibilit\u00e9s doivent \u00eatre envisag\u00e9es pour r\u00e9pondre \u00e0 l\u2019urgence climatique, des r\u00e9acteurs \u00e0 sels fondus de Thorium de moyenne puissance r\u00e9partis sur le territoire pour la production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 et quelques ADS pour transmuter les stocks existants de transuraniens. Il faut agir vite, l\u2019exp\u00e9rience a montr\u00e9 que le d\u00e9lai de r\u00e9alisation de tels syst\u00e8mes est d\u2019une dizaine d\u2019ann\u00e9e.<\/p><\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Par Claude Joseph \/\/ L\u2019\u00e9nergie nucl\u00e9aire est une des \u00e9nergies qui \u00e9met les plus faibles quantit\u00e9s de carbone.<\/p>\n","protected":false},"author":1119,"featured_media":1529,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","_seopress_titles_title":"","_seopress_titles_desc":"","_seopress_robots_index":"","_uag_custom_page_level_css":"","footnotes":""},"categories":[28,27,4],"tags":[],"class_list":{"0":"post-1524","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-nouveaux-paradigmes","8":"category-technique","9":"category-contributions"},"uagb_featured_image_src":{"full":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc.jpg",750,562,false],"thumbnail":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc-150x150.jpg",150,150,true],"medium":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc-300x225.jpg",300,225,true],"medium_large":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc.jpg",735,551,false],"large":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc.jpg",735,551,false],"1536x1536":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc.jpg",750,562,false],"2048x2048":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc.jpg",750,562,false],"hitmag-landscape":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc-750x450.jpg",750,450,true],"hitmag-featured":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc-735x400.jpg",735,400,true],"hitmag-grid":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc-348x215.jpg",348,215,true],"hitmag-list":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc-290x220.jpg",290,220,true],"hitmag-thumbnail":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc-135x93.jpg",135,93,true],"mailpoet_newsletter_max":["https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/files\/2020\/02\/Thorium_cc.jpg",750,562,false]},"uagb_author_info":{"display_name":"Delphine Ducoulombier","author_link":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/author\/dducoulo\/"},"uagb_comment_info":5,"uagb_excerpt":"Par Claude Joseph \/\/ L\u2019\u00e9nergie nucl\u00e9aire est une des \u00e9nergies qui \u00e9met les plus faibles quantit\u00e9s de carbone.","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1524","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1119"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1524"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1524\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1529"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1524"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1524"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/futurspossibles\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1524"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}