EN | FR

Enjeux énergétiques ?



Le nucléaire, une option pour les sources d'énergie du futur ?

L'émergence des énormes besoins à venir des pays en voie de développement conduit 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 consommeraient à eux seuls autant d'énergie que le monde entier actuellement, soit l'équivalent de 10 milliards de tonnes de pétrole (10 GTEP).

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

Des besoins en énergie croissants
Nous sommes plus nombreux que nos parents et grand-parents. Nous consommons aussi plus d'énergie. Cette évolution risque de se poursuivre jusqu'en l'an 2100 comme le montrent ces projections de l'évolution de la population et de la consommation d'énergie mondiale.
IN2P3

Actuellement le bouquet des sources d'énergies 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.

En raison du réchauffement climatique, l'opinion fonde beaucoup d'espoir sur les énergies renouvelables comme l'éolien et le voltaique, non émittrices de gaz carbonique. Mais ces énergies décarbonnées, pour employer le mot du jour, sont intermittentes. L'éolien s'arrête en l'absence de vent, le solaire la nuit. Il faut compenser cette intermittence en stockant de l'électricité.

La capacité des énergies renouvelables intermittentes à relever un tel défi reste à prouver. La fission nucléaire (6 % de la consommation mondiale en 2003) est une source dont le potentiel relativement peu exploité est important. Elle pourrait en principe combler l'augmentation de la demande. Mais combler seulement la moitié - 5 Gtep - de cette augmentation reviendrait à multiplier par 10 en cinquante ans la puissance nucléaire actuelle. Ce bref énoncé des problèmes énergétiques du futur et ces quelques ordres de grandeur montrent qu'il sera sans doute nécessaire de développer l'énergie nucléaire en parallèle avec les sources d'énergies renouvelables.

On en est actuellement réduit à compenser l'intermittence du vent et du soleil par des centrales classiques. Par exemple, du fait de son programme de fermeture de réacteurs nucléaires, l'Allemagne, a du mettre en service 4 centrales à charbon par an en appui au parc éolien, faisant de ce pays le principal pollueur en Europe. Des recherches sont en cours pour arriver à stocker de grandes quantités d'énergie électrique en excédent.

En termes de coût, le charbon dont la ressource est très abondante, est peu cher. Il faut savoir qu'en raison de ses besoins énormes, la Chine en 2014 met en service une centrale à charbon tous les dix jours au prix d'une pollution énorme - souffre, poussières - en plus du gaz carbonique. Chacun à en mémoire l'atmosphère grise des rues de Pékin.

Autres applications
Certains nouveaux réacteurs pourraient avoir d'autres applications que celle traditionnelle de la production d'électricité. Les réacteurs à haute température se prêteraient bien à la séparation de l'hydrogène pour remplacer le carburant des voitures. La chaleur pourrait être aussi utilisée pour le dessalement de l'eau de mer. (Source CEA/ J.M.Cavedon).
IN2P3

L'énergie nucléaire reste bon marché malgré le coût de construction des réacteurs : 55 € par Megawattheure en France. A titre de comparaison, si l'éolien était voisin de 100 €/MWh en 2014, l'éolien off-shore était estimé 3 fois plus cher et le voltaique 4 fois plus. Les ménages allemands payent en 2014 un supplément de 20 milliards d'euros pour leur choix d'un recours aux énergies renouvelables, sans amélioration en termes de rejets de CO2, de réchauffement climatique du fait des centrales à charbon.

Si le nucléaire arrive à vaincre tabous et réticences, li devra évoluer pour relever plusieurs défis. Une nouvelle génération de réacteurs plus économes en ressources pourrait voir le jour. 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.

Il est 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 de nouvelles filières. Dans une telle filière, le besoin en combustibles sera très fortement réduit puisqu’il suffira d’environ une tonne de matière fertile par an pour alimenter un réacteur de 1 GWe.

Si le recours à l'énergie nucléaire doit augmenter, d'autres défis seront à relever pour les nouveaux modèles de réacteurs ; ceux d'une sûreté accrue, d'une meilleure résistance à la prolifération et d'une réduction des volumes des déchets radioactifs.