Enjeux

[Ménager les ressources, Réduire les déchets, Regard d'un physicien]

L'émergence des énormes besoins à venir des pays en voie de développement oblige à prévoir un fort accroissement de la demande en énergie. Si chaque habitant de l’Asie du sud est ne consomme en 2050 ne serait-ce que la moitié de l'énergie consommée en 2004 par un européen (un américain consomme deux fois plus !), ces états auront besoin à eux seuls autant d'énergie que le monde entier actuellement, c'est-à-dire l'équivalent de 10 milliards de tonnes de pétrole (10 GTEP).

Malgré les efforts qui seront faits dans les pays riches pour économiser l'énergie, il faut envisager au moins un doublement de la consommation mondiale dans les 50 années qui viennent.

Le bouquet des sources d'énergies actuelles ne peut assurer un tel doublement. Plus de 75 % de notre consommation est basée sur le charbon, le gaz et le pétrole dont les réserves sont finies et dont la combustion conduit à une production massive de gaz à effet de serre qui entraîne un réchauffement du climat de la terre dont les conséquences sont difficiles à prévoir. La fin de la production de pétrole bon marché est annoncée en moyenne vers 2020, celle du gaz vers 2040, celle du charbon dans 200 ans, pour les niveaux de consommation actuels. Si la production de ces combustibles se stabilise dans les prochains 50 ans à son niveau actuel de 7,5 milliards de tonnes équivalent pétrole (7,5 Gtep), il faudra trouver plus de 10 Gtep par d'autres voies.

La capacité des énergies renouvelables, dont certaines sont intermittentes, à relever un tel défi ne sont pas prouvées. La fission nucléaire (6 % de la consommation mondiale en 2003) est la seule source importante, disponible dès à présent, à même de combler ce manque à venir. Combler seulement la moitié - 5 Gtep - de ce manque reviendra à multiplier par 10 en cinquante ans la puissance nucléaire actuelle. Ce bref énoncé des problèmes énergétiques du futur et de quelques ordres de grandeur montre qu'il sera sans doute nécessaire de développer l'énergie nucléaire en parallèle avec les sources d'énergies renouvelables.

Mais pour relever le défi le nucléaire doit évoluer. Une nouvelle génération de réacteurs plus économes doit voir le jour car les ressources bon marché en uranium fissile sont elles aussi limitées. Les filières actuelles consomment de l'uranium-235, seul noyau fissile à l'état naturel, qui n'est présent qu'à raison de 0,7 % dans le minerai d'uranium. Les réserves estimées d'uranium sont de 16 millions de tonnes et avec un taux d'utilisation du minerai aussi faible, elles seraient assez vite épuisées si l'on devait multiplier par 10 la puissance demandée à ces filières.

La génération actuelle de réacteurs thermiques utilise l’uranium 235 et pour 30% de leur puissance l’uranium 238 directement ou après sa transmutation en plutonium. L’utilisation du plutonium dans ces réacteurs peut être améliorée lorsque l’on utilise des combustibles MOX (Oxydes mixtes d’uranium et de plutonium). Ceci n’est possible que lorsque les combustibles usés sont retraités chimiquement pour séparer d’une part l’uranium non consommé, d’autre part le plutonium produit et enfin les produits de fission et actinides mineurs qui sont, dans le cas de la France actuellement, mis ensemble aux déchets.

Il est encore possible d'exploiter l'énergie présente dans les noyaux fertiles, uranium 238 et thorium 232, en utilisant des réacteurs régénérateurs capables de produire au moins autant de matière fissile qu’ils en consomment. Ceci demandera de mettre au point un cycle complet du combustible avec sa fabrication, son utilisation en réacteur et son retraitement pour ne garder comme déchets que les produits de fission. Dans une telle filière, le besoin en combustibles est très fortement réduit puisqu’il suffira d’environ une tonne de matière fertile par an pour alimenter un réacteur de 1GWe.

Sujets voisins : Réacteurs de génération III, Réacteurs de génération IV, Réacteurs à hautes températures, Réacteurs hybrides ou ADS