TPE NUCLEAIRE

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12 février 2008

I. L'énergie nucléaire

  Afin de répondre aux problèmes de l'origine du développement nucléaire dans ces deux pays frontaliers, nous allons tout d'abord parler du principe physique de l'énergie nucléaire, ainsi que des inconvénients que cette énergie pose pour la santé publique et de ses avantages dans le domaine économique. Nous verrons tout d’abord d'où est extrait le combustible nécessaire dans les centrales nucléaires, puis comment il est utilisé lors de la fission, nous intéresser à la façon dont cette énergie ne pollue pas l'atmosphère et contribue à l'économie, pour enfin voir quels sont les risques majeurs de l'utilisation de l'énergie nucléaire.

1) Le fonctionnement d'une centrale nucléaire


  Le but d’une centrale nucléaire est de produire de l’électricité, grâce à l’énergie produite lors de la fission de certains noyaux (la fusion de certains noyaux est également possible, cependant il n'est pas rentable de produire de l'électricité grâce à elle). Ces noyaux lourds, d’uranium 235 ou de plutonium, sont bombardés de neutrons, et sont ainsi divisés en noyaux plus petits. De cette réaction émanent de l’énergie sous forme de chaleur, qui sera utilisée afin de produire de l’électricité, mais aussi des neutrons qui alimentent la réaction de fission et bombardent les nouveaux noyaux, c’est ce que l’on appelle la réaction en chaîne.

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Le parc nucléaire est quasi exclusivement constitué de centrales nucléaires dites Réacteurs à Eau Pressurisée (REP), où le combustible utilisé est l’uranium.


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  Celui-ci est  extrait dans des mines, qui s’occupent de la prospection jusqu’au produit transportable (yellow cake). Ce minerai est assez répandu à l’état naturel dans l’écorce terrestre, plus précisément dans les couches sédimentaires, où l’on trouve environ 3g d’uranium par tonne de roche,  mais également dans l’eau, qui elle contient 3 mg par mètre cube d’eau de mer, soit mille fois moins que dans le sol, ce qui explique que la prospection de ce minerai dans l’eau ne  soit qu’au stade expérimental au Japon. Les gisements reconnus comme étant exploitables présentent de 1 à 200 kg d’uranium par tonne de minerai.

La prospection de l’uranium consiste à rechercher sa présence à partir de la surface du sol, le plus souvent grâce à la radiologie aérienne, puis on précise l’étendu du gisement grâce aux échantillonnages et forages, et enfin, le minerai est extrait dans des mines à ciel ouvert ou souterraines.3
Le transport de faibles concentrations n’étant pas rentable, on traite le minerai sur place, afin de le transformer en yellow cake. Pour cela, il est broyé en une fine poudre, plongé dans des bains d’acide ou de bases, afin de dégager l’uranium par dissolution. Ensuite la solution est filtrée, lavée, séchée, et la pâte jaune obtenue est conditionnée, pour être transportée.
Cette poudre est ensuite purifiée, puis enrichie grâce à certains procédés complexes (comme la diffusion gazeuse, l’ultracentrifugation, et bientôt le laser) afin de contenir 3,5 à 5 % d’uranium 235. Ce produit est transformé en comprimés de dioxyde d’uranium, inséré dans des tubes appelés « crayons », eux-mêmes placés dans le cœur du réacteur.

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Puis entrent en jeu les trois circuits de la centrale, indépendants les uns des autres afin de ne pas disperser de substance radioactive, mais qui opèrent des échanges thermiques.
 
Le circuit primaire : il est composé du cœur de réacteur où se produit la fission, d'une pompe, et d'un pressuriseur qui maintient la vitesse de l'eau dans le circuit à très grande vitesse afin de l'empêcher de bouillir. La chaleur résultante de la fission est donc transportée grâce à l’eau qui parcourt le circuit primaire.
 
Le circuit secondaire : l'eau qui y circule est chauffée par échange thermique avec le circuit primaire, dans le générateur de vapeur. L'eau est donc devenue vapeur, et fait tourner une turbine couplée à un alternateur, produisant ainsi de l'électricité. Puis la vapeur passe dans un condenseur et redevient liquide, pour à nouveau être transformée en gaz dans le générateur de vapeur, et ainsi de suite.
Le circuit de refroidissement : ce troisième circuit refroidit le secondaire à travers le condenseur. De l'eau froide y circule, provenant généralement de la mer ou d'un fleuve, mais elle peut aussi être refroidie au contact de l'air dans un aéroréfrigérant.

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2) Une énergie possédant certains avantages...

     En effet les centrales nucléaires ne rejettent ni gaz à effet de serre, comme le gaz carbonique, ni d’autres polluants dans l’atmosphère, à l’inverse des centrales électriques utilisant des combustibles fossiles tels le charbon, le gaz et le pétrole.

En France, l’énergie nucléaire a un grand impact économique, en effet elle offre une assurance contre les ruptures d’approvisionnement, les chocs de prix et les crises de marchés internationaux des autres énergies, mais elle évite également l’importation de m5atières fossiles, tout ceci si l’approvisionnement d’uranium se fait sans problème.

Elle place également le pays au rang de leader des technologies nucléaires, permettant ainsi des exportations ramenant environ 5 milliards d’euros chaque années, indispensables à notre économie et on estime entre 20 et 28 milliards d’euros la valeur ajoutée qu’apporte l’industrie nucléaire.
De plus, la production d’électricité nucléaire emploie plus de 100 000 personnes en France dans des entreprises comme EDF, Areva, le Commissariat à l’énergie atomique et l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra).

6    En Allemagne, l’exploitation des centrales nucléaires est assurée par les grandes entreprises telles E-on, RWE, et EnBW, dans laquelle EDF possède 34 % des parts, et la filière nucléaire allemande génère environ 190 000 emplois directs et induits. Cette exploitation assure également l'autosuffisance énergétique du pays, les industriels étant déjà engagés dans des projets de construction d'EPR. Même si l'arrêt du nucléaire a été décidé, le pays aura du mal à combler le vide laissé par le nucléaire, même s'il compte énormément sur la production d'électricité via les énergies fossiles comme le charbon.

3) ... mais limitée par des inconvénients non négligeables

  L'énergie nucléaire présente beaucoup de risques, par exemple le détournement de matière radioactive à des fins militaires pour créer une bombe atomique, mais aussi les accidents nucléaires. On peut classer ceux-ci grâce à l’échelle des événements nucléaires (INES), qui est destinée à faciliter la communication de l’importance des incidents et accidents nucléaires avec les médias et le public. Elle comporte 8 degré de gravité (de 0 à 7) ; de 1 à 3, ce sont les évènements sans conséquence sur les populations et l’environnement qualifiés d’incidents, dans les niveaux de 4 à 7, on parle d’accidents nucléaires. Le niveau 7 correspond à un accident comparable à la catastrophe de Tchernobyl.

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8Ce dernier est l’accident nucléaire le plus grave et dévastateur de l’Histoire. Il est survenu le 26 avril 1986, dans la ville de Tchernobyl, en Ukraine, et est dû, entre autres, à la vétusté des installations et à l’incompétence de ses exploitants. En effet plusieurs erreurs humaines graves ont été commises, par exemple le non-respect de certaines consignes de sécurité et la suppression de plusieurs protections automatiques du réacteur. Les conséquences sont tragiques : près de 125 000 personnes décèdent suite à l’explosion, dont de nombreux liquidateurs chargés d’éteindre l’incendie, et plusieurs milliers de tonnes d’aliments contaminés sont vendus avant que les autorités ne reconnaissent le problème de la contamination.

8Mais ce drame n’a malheureusement pas été le seul, et l'on peut également parler de l’accident de niveau 5, survenu sur l’île de Three Miles Island, en Pennsylvanie (USA), le 28 mars 1979 où le réacteur n°2 a partiellement fondu. Dû à une panne du circuit de refroidissement déréglant la température dans tout le réacteur et le faisant par conséquent fondre, cet accident n’a heureusement pas eu de conséquence catastrophique sur l’environnement. Cependant, il a engrangé une crainte générale vis-à-vis du nucléaire qui a ralenti la consommation d'énergie d'origine nucléaire en France cette année-là. Contrairement à Tchernobyl, ce réacteur était de conception assez similaire à nos anciens réacteurs, et a permis à EDF de sérieusement réfléchir sur leur fonctionnement. Parfois, les émanations de ce genre d’accidents peuvent atteindre la santé publique en émettant des matières radioactives, et pouvant entraîner la mort. Ces drames ont montré qu’il fallait accorder énormément d’importance à la sûreté nucléaire, et même s'ils ne sont pas tous graves, il en survient de conséquences minimes plus que l'on ne croit en une année (huit dans les années 2000), qu'ils soient d'origine militaire, civile ou expérimentale. L'irradiation suite à des accidents nucléaires de ce type peut se produire de manière directe par l'inhalation de l'air ou de manière indirecte à travers le sol, les récoltes ou les animaux ayant absorbé des végétaux irradiés et que nous consommons.

   De plus, les déchets radioactifs constituent également un grand danger, tant pour la santé que pour l’environnement. En effet, les rejets produits par l’exploitation des centrales ne peuvent être ni détruits, ni recyclés, et doivent donc être stockés.

  En France, la conception et l’exploitation des centres de stockage en surface sont assurés par un établissement public indépendant, l’Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs).


9    Ils sont classés selon leur intensité et leur durée de vie ; les déchets à faible activité résultant du démantèlement des centrales comme les gravats et la ferraille sont conditionnés dans des caissons métalliques eux mêmes insérés dans de l’argile et stockés dans des centrales arrêtées (Brennilis et Superphénix en France), les déchets de faible et moyenne activité à vie courte (inférieure à 30 ans) issus des réacteurs, des usines de traitement et des centres de recherche (tels les filtres, les boues, les matériels de laboratoires…) sont enrobés de béton et placés dans des conteneurs métalliques et stockés à la surface (deux sites de l’Andra, le Centre de stockage de la Manche et de l’Aube), les déchets de haute activités ou à durée de vie longue provenant du traitement des combustibles irradiés sont les plus radioactifs, sont stockés en piscine ou vitrifié à l’usine de la Hague et par le Commissariat à l’énergie atomique (CEA). Les Allemands, quant à eux, stockent également leurs déchets radioactifs dans l'usine française de la Hague, d'ailleurs des convois de retour des déchets vers l'Allemagne sont programmés vers le site d'entreposage de Gorleben en Basse-Saxe.

  Nous pouvons donc affirmer que l'utilisation de l'énergie nucléaire présente des risques importants, tel le risque d'accidents, mais également des avantages, comme l'apparence écologique qu'elle présente ou sa nécessité économique. Il ne faut pas négliger ces deux aspects qui pèsent dans la balance du débat sur le nucléaire. Ainsi, certains pays basent leur politique énergétique sur le nucléaire en mettant en valeur les avantages de cette énergie tandis que d'autres, privilégiant les inconvénients, y renoncent.

Posté par Elodie_Fanny à 13:49 - 1. L'énergie nucléaire. - Permalien [#]