Ca, c’est moi. Je m’appelle John Laurie. Je suis ingénieur, père de 3 enfants, et








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Bonjour

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Ca, c’est moi. Je m’appelle John Laurie. Je suis ingénieur, père de 3 enfants, et

bloggeur. D’abord un grand merci à Avenir Climatique, en particulier Julien et Paul,

pour l’opportunité de vous parler cet après midi de la voiture nucléaire. Vous allez

voir, c’est assez dense, donc je propose de dérouler puis d’avoir une discussion,

des échanges, à la fin. Quand j’avais un an, mon premier mot était

« car ». Et je n’ai rien dit d’autre avant l’âge de 2 ans. J’ai appris à l’école et à la fac

comment être un ingénieur, et j’ai passé toute ma carrière dans l’ingénierie

automobile.

3

J’ai toujours considéré la voiture comme une invention fabuleuse qui transforme la

vie des gens. Partout dans le monde, les gens sont attirés par les avantages d’une

mobilité flexible et pas cher. Les voitures améliorent nos vies.

4

Mais les voitures polluent.

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Elles émettent du CO2. Et ça m’a toujours gêné. Donc, que faire de ce problème ?

Et bien, on va commencer par parler de l’énergie, dont il y a 3 sources primaires :

6

Les carburants fossiles,

Les renouvelables

Et le nucléaire. Et on aimerait que toute énergie qu’on consomme puisse être

7

Fiable

Bon marché

Sûre

Durable

Et Propre.

8

Alors, comment les combustibles fossiles répondent à ces besoins ?

Eux, ils sont fiables

Ils sont bon marché,

On perçoit que c’est une énergie sûre, mais il y a 13 jours, 8 personnes ont trouvé

la mort à Rosny-sous-Bois dans une explosion de gaz.

On va les épuiser à la vitesse de consommation actuelle, donc ils ne sont

certainement pas durables,

Et ils ne sont absolument pas propres.

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Avril 2014 était le premier mois dans l’histoire de l’humanité où le niveau moyen de

CO2 dans l’atmosphère a dépassé les 400 parties par million.

10

Le niveau augmente de plus en plus rapidement depuis le 18ième siècle.

11

Et même si on remonte à 800.000 ans, on voit que les niveaux de CO2 ont toujours

été dans une plage de 180 à 280 parties par million. 400 ppm, c’est beaucoup, et ça

commence déjà à se ressentir au niveau de notre climat.

12

Donc, c’est évident qu’on devrait utiliser moins d’énergie ! Des négawatts au lieu de

plus de Mégawatts !

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Malheureusement, baisser son thermostat d’un degré aura peu d’impact sur vos

émissions de CO2. C’est mieux, mais ce n’est pas bien mieux.

14

Pour vraiment faire une différence, il faudrait être un peu plus radical. Détruire sa

vielle maison et construire à la place une nouvelle éco-maison économiserait un

peu.

15

Vendre la voiture et prendre le vélo, ou le train ?

16

Ne plus jamais prendre l’avion serait pas mal aussi. Surtout pour les vols long-courrier.

Ca s’appelle des choix de style de vie, et la vérité, c’est qu’on n’est pas

prêt à abandonner nos styles de vie prospères.

17

Si on prend toute l’énergie qu’on utilise, et on fait des choix difficiles, on investit un

peu d’argent,

on pourrait tous économiser quelques 10 à 15% de notre consommation d’énergie.

Oui, on devrait le faire, mais ça ne va pas résoudre le problème du réchauffement

climatique.

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Alors, les renouvelables ? Ici on a l’éolien, le solaire et l’hydroélectrique, mais il y a

aussi la biomasse, la géothermique, les marées, les vagues etc.

Eux, ils sont propres,

Ils sont durables,

Et sûrs,

Mais ils sont chers,

Et pas très fiables non plus.

19

Voici une ferme éolienne qui est proche d’ici, près de Beauvais. Elle a 14 turbines,

chacune avec une capacité de 2MW. Ca fait donc 28MW. Super ! Mais en fait, le

vent ne souffle pas tout le temps.

Son facteur de capacité est seulement 29%, donc la puissance moyenne est

seulement 8MW.

20

Voici une image d’une ferme solaire. Elle a été prise la nuit. On voit bien – il ne se

passe pas grande chose.

Les énergies renouvelables sont intermittentes, ce qui est un gros problème quand

on essaye de vendre de l’électricité, parce qu’elle est très difficile à stocker.

Elles ne produisent pas beaucoup d’énergie et couvrent beaucoup de terrain – c’est

une source d’énergie diffuse.

Et ça les rend chères. Sans de lourdes subventions, payés de vos impôts, on

n’aurait pas beaucoup d’éoliens ni de panneaux solaires. Donc si on arrive à

produire

21

10 à 15% de notre énergie à partir de renouvelables, ce sera un accomplissement

technique et économique énorme. Qu’on soit bien d’accord, les renouvelables sont

supers pour le CO2 et on devrait faire autant qu’on peut se permettre. Je ne suis en

aucun cas anti-renouvelables, mais je suis très pro-arithmétique.

Mais ça nous laisse avec un sandwich de l’énergie, entre les négawatts et les

renouvelables. Et il y a beaucoup de viande dans ce sandwich. Pour résoudre le

problème, pour atteindre zéro émissions, d’où viendront les 70% qui restent ?

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Alors, quand Renault et Nissan ont annoncé qu’ils allaient faire des voitures

électriques, j’étais ravi ! Je me suis dit : « enfin, des voitures à zéro émission ! ».

Mais après on commence à réfléchir et on se dit « attends …. d’où vient

l’électricité ? » Comment les voitures électriques se situent si on considère leurs

émissions du puits à la roue? Et la réponse, c’est que là où tu charges ta voiture

électrique fait une différence énorme.

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Le club automobile allemand ADAC a mesuré une Renault Zoé en Octobre 2013, et

ils ont trouvé

qu’en utilisant le même cycle mixte que pour une voiture thermique, elle a

consommé en moyenne 19,7 kWh par 100km.

24

Ce que j’ai fait ici, c’est de convertir ça en grammes de CO2 par km, pour les pays

européens, avec des données de l’agence internationale de l’énergie. J’ai pris en

compte l’électricité pour charger la voiture et les pertes réseau entre la centrale et la

prise, mais pas les émissions de CO2 de la fabrication de la voiture, donc certains

diraient que les barres devraient être un peu plus hautes. Mais ce qu’on voit surtout,

c’est qu’il y a des différences énormes en fonction de quel pays tu habites.

Si on rajoute une voiture avec un moteur diesel assez efficace, parfois la Zoé est

beaucoup mieux, parfois c’est kif kif, et parfois c’est bien pire.

Alors, regardons quatre de ces pays de plus près.

25

En Pologne 87% de leur électricité vient du charbon, et 9 de leurs voitures

électriques sur 10 sont alimentées par des combustibles fossiles. Le charbon est

bon marché, il est abondant, et il est vraiment, vraiment sale. Si tu conduis une Zoé

en Pologne, tes émissions sont 164 grammes de CO2 par km.

26

Voici comment fonctionnent les voitures électriques en Pologne.

27

A l’opposé, en Norvège, 95% de l’électricité est d’origine hydroélectrique. Les

norvégiens ont de la chance – ils ont plein de pluie, et d’altitude. En Norvège, notre

Zoé émet juste 2,8 grammes de CO2 par km. Clairement, conduire une voiture

électrique en Norvège est une très bonne idée.

28

Les allemands ont un gros mélange pour la génération de leur électricité : 45% de

charbon, 14% de gaz, 1% de pétrôle, ça fait 60% de combustibles fossiles, et donc

notre Zoé allemand va pousser 98 grammes de CO2 dans l’atmosphère par km –

sensiblement pareil que le diesel. Ils ont un petit peu d’hydroélectrique, et ils ont

investi massivement dans les renouvelables : 18%. Alors, les données ici sont pour

2011, l’année de Fukushima, et l’Allemagne a commencé à fermer ses réacteurs

nucléaires, donc la partie jaune là a commencé à diminuer et ils ont l’ambition de la

faire disparaitre. Mais il ne l’ont pas encore fait, parce qu’il faut la remplacer avec

quelque chose. Ils vont construire un peu plus de renouvelables, mais la plupart de

cette énergie viendra du charbon.

29

Le « World Resources Institute » a recensé les centrales à charbon planifiées ou en

construction.

L’Allemagne en construit 10, pour une capacité de 12 GW.

Les américains 36,

La russie 48

La chine construit 363 centrales à charbon.

Et l’Inde en construit 455. Bonne nouvelle pour des milliards de personnes ! Leur

prospérité est très dépendante de l’énergie, pour le chauffage et le refroidissement,

le traitement de l’eau, la médecine, le transport, les communications, l’industrie :

toutes ces choses dépendent de l’énergie électrique. Les gens dans les pays en

développement veulent cette prospérité, mais ils ne peuvent pas se payer des

solutions chères, diffuses et intermittentes comme les renouvelables. Donc ils

brûlent du charbon. Très, très mauvaise nouvelle pour l’environnement.

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Dans les années 70, la France a décidé de miser fort sur l’énergie nucléaire, et en

2011 le nucléaire a généré 79% de l’électricité. On a des alpes et un peu de

renouvelables, mais il y a toujours 9% de l’électricité qui vient des combustibles

fossiles. Donc en France, notre Zoé émet environ 12 grammes de CO2 par km, ce

qui est plutôt bien,

31

Et donc en France 3 Zoé sur 4 sont des voitures nucléaires. Et en fait, dans la

plupart des pays les émissions d’une voiture électrique sont assez liées

32

à la quantité d’électricité générée par le nucléaire.

Mais le nucléaire fait peur. Alors pour arrêter d’avoir peur, prenons quelques

minutes pour comprendre comment marche cette énergie.

33

L’univers est composé d’atomes, dont le noyau contient des protons, avec une

charge positive. Pour les empêcher de se répulser on a une sorte de « colle »

nucléaire : les neutrons.

34

Alors, si on a un élément avec 92 protons, on appelle ça Uranium, et l’uranium

existe dans la nature avec deux isotopes qui sont mélangés ensemble.

L’uranium 235 est fissile - il peut se séparer en deux et libérer de l’énergie. En

mettant ensemble plein de ces atomes fissiles, on atteint une masse critique, et ils

commencent à fissionner. Le problème, c’est qu’il n’y a que 0,7% de l’uranium

naturel qui est fissile : pas assez pour démarrer la réaction. Donc il faut l’enrichir.

35

Donc on va aller creuser une mine comme celle-ci, et on va extraire du minerai

d’uranium, et le broyer pour extraire son oxyde.

36

On le transporte dans une usine comme celle-ci où ils utilisent des

centrifuges pour augmenter progressivement la quantité d’uranium 235 dans

l’uranium.

37

Si on veut générer un Gigawatt d’électricité pendant un an,

on aura besoin de 250 tonnes d’uranium.

Après l’enrichissement, on obtient 35 tonnes d’uranium enrichi, mais aussi

215 tonnes d’uranium appauvri, qui est juste stocké en tant que déchet nucléaire.

Ensuite, on envoie la partie enrichie dans une usine de fabrication de combustible,

38

où ils le compriment dans des petites pastilles, puis ils le cuisent à 1700°C pour

créer

39

des pastilles céramiques dures d’uranium enrichi. On étale les pastilles dans une

ligne, puis on les réorganise avec une pince à épiler pour que ceux qui ont une

plus grande concentration d’uranium se trouvent au milieu de chaque ligne.

40

Après, on fabrique des tubes avec un alliage de zirconium

41

et on pousse les pastilles dans le tube, on le rempli avec de l’hélium et on soude un

bouchon au bout, pour fabriquer un crayon de combustible. On regroupe les

crayons pour fabriquer un assemblé, et quand on assez d’assemblés, on est prêt

pour aller fabriquer de l’énergie nucléaire.

42

(video) http://www.youtube.com/watch?v=b4Q9O1vICWs

Il y a environ 430 réacteurs nucléaires en opération dans le monde, et ils sont tous

de la même conception – ce sont des réacteurs à eau pressurisée. Le réacteur est

situé dans un énorme bâtiment en béton, et l’énergie vient des assemblés de

combustible qui sont les trucs rouges en bas là, donc faisons un zoom pour

regarder ce qui se passe.

Voici un atome d’uranium 235. Il est impacté par un neutron et il se sépare en deux

fragments qui s’appellent des produits de fission. On obtient aussi 2 ou 3

neutrons, qui impactent d’autres atomes d’uranium, ce qui fait une réaction en

chaîne qui produit une quantité phénoménale de chaleur dans les assemblés de

combustible. Pour éviter que la réaction ne s’emballe, on a des barres de contrôle

qui absorbent les neutrons. Quand on les descend la réaction ralentie, quand on

les remonte le réacteur génère plus de puissance.

Pour sortir la chaleur, on fait circuler de l’eau autour des crayons puis on l’envoie à

un échangeur de chaleur. Un deuxième circuit d’eau est transformé en vapeur et

envoyé vers une turbine. La vapeur fait tourner la turbine, puis elle est reconvertie

en eau liquide pour être renvoyée vers le générateur de vapeur.

La turbine est connectée à une grande dynamo, et la chaleur du réacteur est

convertie en électricité avec une efficacité d’environ 33%. Donc pour 3GW d’énergie

thermique on obtient 1GW d’électricité qui passe dans les lignes du réseau de

distribution.

43

Si seulement un tiers de la chaleur est convertie en électricité, c’est parce

qu’on a à faire avec la deuxième loi de la thermodynamique, qui dit

essentiellement que si on veut qu’une machine rende un travail plus fort,

plu(s) elle est chaude, mieux on se porte. Nous, on utilise de l’eau pour

porter la chaleur, et il faut qu’elle reste liquide, sinon des mauvaises choses

commencent à se produire dans notre réacteur.

44

Quand je mets en route le robinet d’eau chaude chez moi, il y a de l’eau qui sort à

une barre de pression et 50°C. Mais si on veut de l’eau liquide à plus que 100°C il

faut la mettre sous pression, pour qu’elle reste dans cette région verte. Donc un

EPR par exemple fonctionne à

327°C et 155 barres de pression. Ca fait beaucoup d’énergie stockée, et si le circuit

de refroidissement se met à fuir,

L’eau se transforme instantanément en vapeur.

45

Et du coup elle a un volume 1000 fois plus important que quand c’était de l’eau, et

c’est radioactif donc on voudra bien éviter qu’elle sorte dans l’environnement,

46

et donc c’est ça qui conditionne la conception du bâtiment réacteur – il faut qu’il soit

énorme pour contenir toute la vapeur en cas d'urgence. Cet EPR a deux enceintes

de confinement en béton, et chacune fait 130cm d'épaisseur. La cuve du réacteur

est juste le petit truc rouge au fond là.

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Voici une image de son installation – c’est une grande baignoire en acier avec une

épaisseur de plus de 20cm. Toute la tuyauterie est plutôt épaisse aussi – ils ont

vraiment pas envie que l’eau sorte de là.

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La deuxième chose qui fait suer les gens qui conçoivent ces réacteurs, est la

chaleur de désintégration. Comme on a vu, quand on fissionne l’atome on obtient

deux produits de fission. Et c’est toujours avec un petit et un grand. Par exemple, ici

on peut obtenir un Krypton 91 et un Baryum 142.

49

Voici une image de tous les isotopes qui existent dans l’univers. En bas on a le

nombre de protons, et sur le coté le nombre de neutrons. Les rouges et les noires

sont les isotopes stables, et les bleus sont les instables.

Nous, on commence avec de l’uranium 235. Donc quand on le fissionne, les

produits vont toujours se trouver

quelque part sur cette ligne.

Donc notre exemple était avec le Baryum 142

Et le Krypton 91. Et comme ils sont dans cette région bleue, ils sont très instables et

radioactifs. Tous ce qu’ils veulent faire est de retourner vers les rouges et noirs au

milieu du nuage,

Et donc ils se désintègrent. Principalement avec un rayonnement Béta. Et quand

ils font ça ils émettent de l’énergie.

50

Donc quand on fissionne un atome d’uranium 235, 93% de l’énergie vient de la

fission initiale, et 7% vient de la désintégration des produits de fission. Ca fait

toujours beaucoup de chaleur,

51

et tant qu’on est en train de pomper de l’eau autour de notre circuit de

refroidissement, tout va bien. Mais si on perd toute l’alimentation électrique ? Eh

bien on va faire un arrêt d’urgence : ça prend quelques secondes, et la fission

s’arrête tout de suite. Mais on ne peut pas arrêter la chaleur de désintégration.

52

Il faut absolument rétablir l’alimentation des pompes.

Donc pour cet EPR ils ont un générateur diesel de secours dans ce bâtiment.

Si ça, ça ne marche pas, il y a un deuxième générateur identique juste à coté.

Et si ça, ça ne marche pas ils ont un troisième qui est fabriqué par un autre

fournisseur.

Et s’ils sont tous en panne, ils ont encore 3 générateurs dans un autre bâtiment à

l’arrière. Ils ont vraiment pas envie que les pompes s’arrêtent ! …

53

Parce que s’ils s’arrêtent, la chaleur monte et monte et ça fait une fusion du

coeur, qui est une phrase qui excite les journalistes. Et ça ne fait pas beaucoup de

bien au réacteur. Là c’est une image de la fusion du coeur à Three Mile Island – pas

très jolie.

54

Et en 50 ans d’opération il y a eu 3 accidents nucléaires majeurs. Three mile island

et Fukushima était causés par la chaleur de désintégration. A Tchernobyl ils ont

surcuit le réacteur.

Mais la cause racine derrière les trois est une conception fragile.

55

Le cauchemar numéro 3 pour le réacteur à eau pressurisée est les déchets

nucléaires.

On a déjà dit que quand on impacte l’uranium 235 avec un neutron il va fissionner.

On dit qu’il est fissile. Mais les neutrons vont impacter d’autres choses aussi.

Quand un neutron impacte un atome d’uranium 238 il peut se transformer en

plutonium,

qui va fissionner s’il est impacté par un autre neutron. Donc on dit que cet uranium

est fertile et le plutonium est fissile. Et en fait un tiers de la puissance d’un

réacteur vient de la fission du plutonium. Mais parfois le plutonium ne fissionne pas.

Parfois il absorbe le neutron et il se transforme en autre chose.

Et ça, c’est les soi-disant transuraniens – les éléments plus lourds que l’uranium,

qui s’accumulent dans les pastilles de combustible solides.

56

Après environ 4 ans de fonctionnement du réacteur, on l’arrête pendant quelques

semaines et on retire les assemblages avec leur crayons et pastilles et on les laisse

dans une grande piscine pour se refroidir. On ne peut plus les laisser dans le

réacteur, parce que certains des produits de fission absorbent des neutrons, et ça

empoisonne la réaction en chaîne. En particulier, le xénon, qui est un gaz, mange

beaucoup, beaucoup de neutrons.

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On avait mis 35 tonnes par an de combustible dans notre réacteur,

donc on en sort 35 tonnes de déchets. Et la plupart n’est pas vraiment des déchets

du tout

- c’est du combustible non utilisé – pour la plupart de l’uranium 238

Et un peu d’uranium 235.

Il y a une tonne de produits de fission

Et environ 300 kilos de plutonium et d’autres transuraniens. Et tout ça c’est

mélangé ensemble dans les pastilles de combustible solides, dans les gaines en

zirconium. Le combustible non utilisé n’est pas très dangereux. Les produits de

fission seront toxiques pendant environ 300 ans, mais les transuraniens sont

dangereux pendant des dizaines de milliers d’années. Donc ce n’est pas très

surprenant que personne ne veut l’enterrer près de chez lui.

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Donc, le nucléaire aujourd’hui est :

Très fiable

Assez bon marché, même si les réacteurs sont de plus en plus compliqués et

chers,

En effet, c’est une des sources d’énergie la plus sûre, mais la technologie est fragile

et elle a un problème d’image.

Ce n’est pas durable, parce qu’il y a juste assez d’uranium 235 pour environ 100

ans de production.

Et ce n’est pas particulièrement propre, parce que personne ne sait quoi faire avec

les déchets. Mais comme il n’y a pas d’émissions de CO2, on ne pollue pas

l’atmosphère.

59

Le réacteur à eau pressurisée était conçu initialement pour le premier sous-marin

nucléaire américain, le « USS Nautilus ».

60

Quand les US ont décidé de développer le nucléaire civile dans les années 50, ils

ont juste pris un de leurs réacteurs de sous-marin, puis ils l’ont construit à une

échelle plus grosse. Ca, c’était un de la première génération de réacteurs, et dans

les années 50 et 60 ils essayaient plein d’autres idées pour générer de l’énergie

nucléaire. Mais les militaires poussaient le réacteur à eau pressurisée, et il s’est

établi, même si c’est une conception vraiment mauvaise. Et tout le monde les a

copié.

61

Les réacteurs de la génération une ne fonctionne plus. Ce qu’on utilise aujourd’hui,

c’est la génération 2, mais ils arrivent proche de l’âge de retraite. Donc aujourd’hui

les réacteurs de génération 3 comme les EPR sont prêts à aller travailler.

Fondamentalement, c’est la même chose que les générations 2 et 1, mais avec

plus de sécurité. Ils sont plus sûrs, mais aussi plus chers. Donc aujourd’hui le

monde est verrouillé sur une seule technologie. Mais il y a des centaines de façons

de faire l’énergie nucléaire. Je veux vous parler d’une autre façon, une des idées de

la génération 4, et tout ce qu’on va faire c’est de changer une chose. On va

changer le combustible d’un solide

62

à un liquide. Au lieu de fabriquer des petites pastilles, on va laisser la chimie faire

le travail.

63

Alors, quel liquide ?

Idéalement ce sera quelque chose qui est chimiquement et physiquement stable,

qui est un liquide à des températures élevées, et dans lequel on peut dissoudre

l’uranium. Et il y a un type de substance qui répond bien à ces besoins :

Les sels fondus.

64

Votre sel de table est du chlorure de sodium, mais il y a plein d’autres sels.

Chimiquement, ils sont extrêmement stables, et certains sont bien adaptés pour

une utilisation dans un réacteur nucléaire.

Comme le fluorure de Lithium

Et le fluorure de Béryllium. Quand on combine ces deux on obtient un mélange

qu’on appelle du « FLiBe »

65

A température ambiante il forme des cristaux solides, mais il fond en liquide clair

quand on le chauffe à environ 400°C. Ce mélange bout à plu(s) de 1400°C, donc on

a une plage énorme de température liquide avec laquelle travailler. Et on a fait la

fusion du coeur AVANT de le mettre dans le réacteur, donc c’est impossible d’en

avoir quand il fonctionne, parce que c’est déjà fondu.

66

Le concept du réacteur est tout simple.

C’est une grosse marmite remplie de cette soupe de sels fondus, avec une pompe et un

échangeur. La pompe fait circuler le combustible liquide rapidement en permanence entre

le coeur et l’échangeur. Ca fonctionne à pression atmosphérique, donc toute la plomberie

est beaucoup plus simple et moins chère. Et il n’y a pas besoin de barres de contrôle non

plus.

67

Au dessus du coeur il y a une sorte de trop plein. Quand la réaction démarre dans le coeur,

ça fait monter la température, et le liquide se dilate.

Avec moins de masse de sel dans le coeur, la réaction ralentit.

68

Quand la température diminue,

le liquide se contracte et le niveau dans le trop plein descend.

Donc maintenant il y a plus de masse de sel dans le coeur et la réaction commence à

accélérer. Donc on a un fort mécanisme de contre réaction, et il va très rapidement

trouver une température d’opération autour de 700°C, et il reste là.

69

Et comme notre combustible est un liquide, on peut avoir une sécurité intrinsèque.

En opération normale, il y a un bouchon juste en dessous du coeur avec du sel gelé

dedans, et on le maintien gelé en soufflant de l’air frais dessus. Donc si

soudainement on perd toute l’alimentation électrique dans la centrale,

La soufflerie s’arrête, le bouchon fond, et le sel fondu s’écoule dans un réservoir de

vidange conçu pour évacuer la chaleur passivement. Et comme on a enlevé le sel

du coeur on a changé sa géométrie, donc une réaction en chaîne est impossible.

On aura toujours besoin d’une enceinte de confinement, parce qu’il y a un niveau

fort de rayonnement, mais ça n’a rien à voir avec les énormes bâtiments autour des

réacteurs actuels.

70

Pour le traitement des déchets, il y a une autre astuce. J’ai dit toute à l’heure que

certains des produits de fission sont des gaz. Eh bien, comme le combustible est un

liquide ils se séparent du combustible tous seuls.

Donc avec un bullage d’hélium en continu on peut les ramasser et enlever environ

la moitié des produits de fission, y compris le xénon. Bonne nouvelle, parce que le

xénon mange beaucoup de neutrons, ce qui est mauvais pour la performance du

réacteur.

71

Pour les autres produits de fission, chaque jour on enlève un petit peu de sel du

système.

La plupart de ces 40 litres est le sel porteur, mais il y a aussi les méchants

transuraniens, le combustible et les produits de fission.

Avec un retraitement pyrochimique on extrait juste les produits de fission, ce qui

nous laisse avec les transuraniens et le combustible dissous dans le sel.

On remplit le seau avec du combustible, puis le tout est pompé dans le réacteur

pour continuer à fissionner et à produire de l’énergie. Et c’est possible uniquement

avec un combustible liquide.

72

Donc pour démarrer ce réacteur on utilise de l’uranium 235.

Mais si on a un stock de plutonium, et si on est inquiet de la prolifération nucléaire,

on peut mélanger un peu de ça dans la soupe et le bruler pour produire de

l’énergie.

On peut même incinérer les soi-disant « déchets » des réacteurs existants. Donc on

a enfin une réponse au problème des déchets des réacteurs de génération 2 et 3.

Au lieu de les enfouir, transformons-les en énergie ! Mais encore mieux que ça,

on peut le nourrir avec du thorium.

73

Alors, c’est vrai que le thorium n’est pas une panacée. Les bénéfices d’un

combustible liquide sont bien plus importants que les bénéfices du thorium versus

l’uranium. Mais c’est vrai aussi que le meilleur réacteur à sels fondus serait bien

alimenté par du thorium.

74

Comme l’uranium 238, le thorium est un combustible nucléaire fertile.

Quand il est impacté par un neutron il peut se transformer en uranium 233.

Et quand ça c’est impacté par un autre neutron il fissionne.

75

Le thorium est 3 à 4 fois plus abondant dans la croute terrestre que

l’uranium. Quand on l’utilise dans un combustible liquide on peut extraire

toute son énergie, comparé à seulement 0,5% de l’énergie extraite de

l’uranium dans un réacteur à eau pressurisé.

76

Et ça veut dire moins d’exploitation minière, et beaucoup moins de déchets. Pour

produire notre Gigawatt-Année d’électricité, on a besoin de

juste une tonne de thorium.

Le réacteur va la transformer en une tonne de produits de fission.

On stock ça sur la surface pendant 10 ans, et dans ce temps 83% de la masse va

se désintégrer dans des éléments stables, et la plupart de la chaleur de

désintégration est partie.

Puis on va enterrer le reste, et après 300 ans il a un niveau de radioactivité moins

élevé que le niveau de fond de la terre.

Et on a filtré presque tout le plutonium, donc on va enterrer une quantité infime –

environ 100 grammes.

77

Les inducteurs de coût pour le stockage géologique sont le volume des déchets, la

chaleur qu’ils dégagent et le temps nécessaire pour leur désintégration. Aujourd’hui,

personne ne peut prédire ce qui va se passer avec certains matériaux après 10.000

ans. Mais stocker quelque chose pendant 300 ans est un problème que les

géologues et les ingénieurs savent résoudre.

78

Mais je garde le meilleur pour la fin ! Comme on a des températures

hautes, la deuxième loi de la thermodynamique nous donne un taux

d’échange beaucoup plus favorable – presque 50%.

79

Donc on peut accrocher ce machin a une grosse dynamo pour produire de

l’électricité.

80

Mais on peut aussi l’installer à côté d’un site d’industrie lourde et leur envoyer de la

chaleur directement.

81

afin qu’ils produisent des choses comme des produits chimiques nucléaires, des

plastiques nucléaires

82

ou de l’acier nucléaire. Donc maintenant on peut réduire la quantité de CO2 utilisée

pour fabriquer nos voitures nucléaires aussi.

83

Mais le « killer app » de la fission liquide sera les carburants de synthèse. Dans

un moteur à combustion on prend un hydrocarbure et on le brule en présence

d’oxygène pour produire du CO2, de l’eau et de l’énergie.

Mais il est possible d’inverser ce processus, à condition d’avoir plein d’énergie

propre et pas chère.

84

Donc si on veut faire une voiture nucléaire, on peut prendre du thorium de la terre

Et le brûler dans un réacteur à sels fondus. On remet les produits de fission dans la terre et

on obtient beaucoup d’énergie sous la forme de sel chaud.

On peut utiliser ça pour casser l’eau pour produire de l’oxygène et de l’hydrogène. Mais

comme l’hydrogène est difficile à distribuer

on peut extraire du CO2 de l’atmosphère ou de l’océan et le combiner avec l’hydrogène

pour produire de l’eau et du méthanol.

Et on peut brûler le méthanol en remplacement direct de l’essence. Donc on utilise toute la

technologie et l’infrastructure existante des carburants liquides, et on a des voitures

nucléaires à zéro carbone !

85

Mais pas que des voitures !

Pour transporter des gens

Ou des matières, on peut utiliser des carburants de synthèse à forte densité

d’énergie, neutres en carbone, et fabriqués à partir de chaleur nucléaire. On aurait

des avions, des camions, des bateaux et des bus nucléaires, et on a résolu la crise

de l’énergie, et le réchauffement climatique. Wow ! Et tout ça grâce au combustible

liquide. Alors maintenant vous vous demandez « c’est très bien sur Powerpoint,

mais est-ce que ça marche vraiment »?

86

Dans les années 50 et 60 il y avait un homme remarquable nommé Alvin Weinberg,

qui était le directeur du

87

Oak Ridge National Laboratory dans le Tennessee. Weinberg et son équipe one

inventé, conçu et construit les premiers réacteurs à fission liquide, y compris le

« Molten Salt Reactor Experiment ».

88

Voici une photo de sa cellule chaude. Le gars debout en haut là vous donne une

idée de l'échelle.

On voit la cuve du réacteur, l'échangeur de chaleur et la pompe du circuit primaire.

Ce réacteur a fonctionné, générant 8 MW de chaleur, pendant 4 ans, de 1965 à ’69.

Et il s’est très bien comporté - il était facile à utiliser et à contrôler et il était très

fiable. Donc Weinberg est allé demander plus d'argent.

89

Mais l’industrie nucléaire aux US était verrouillée sur les combustibles solides. Elle

ne comprenait pas la fission liquide, et la voyait comme une menace. Et le

gouvernement de Richard Nixon avait engagé d’énormes sommes dans une

conception rivale de surgénérateur avec refroidissement au sodium. Donc ils ont

arrêté le programme sur les combustibles liquides, viré Weinberg et dispersé son

équipe, pour des raisons politiques, pas techniques.

90

Et c’est la même histoire en France. Pour faire un développement dans le nucléaire

ici, la suite logique est de commencer avec le CNRS,

puis le CEA,

AREVA et

enfin EDF.

Au CNRS un petit groupe de chercheurs étudie les combustibles liquides depuis

longtemps et ils disent qu’il y aurait beaucoup de bénéfices de développer la

technologie. Mais comme dans le nucléaire en France on a toujours copié les

américains,

le CEA dit « Non, nous a mis tous nos oeufs dans un panier qui s’appelle ASTRID »

qui est un Superphénix bis. Et dans le domaine de la fission nucléaire, la France

entraine toute l’Europe. Mais le monde est en train de se réveiller.

91

L’académie des sciences de la Chine a démarré en 2011 à Shanghai, un

programme avec un budget de 350 millions de dollars et une équipe de 400

personnes.

Il est piloté et soutenu par Jiang Mianheng qui est le fils de l’ex premier de la Chine,

Jiang Zemin

Au CERN en octobre le directeur du programme a présenté ce planning qui vise un

premier réacteur refroidi aux sels fondus en 2015, et un premier réacteur avec

combustible liquide aux sels fondus avant 2020. Ils y vont.

92

Au Canada, l’entreprise « Terrestrial Energy » a été créé fin 2012 autour de David

Leblanc, qui veut développer un réacteur à sels fondus initialement pour l’industrie

pétrolière.

Ce serait utilisé comme source de chaleur pour replacer le gaz dans l’extraction des

sables bitumineux. Ils ont annoncé en mars qu’ils ont terminé leur premier tour de

financement. Ils y vont.

93

Donc, au 21ième siècle, je pense que quelqu’un, quelque part va construire une de

ces machines. Et quand ils le feront je pense que ça marchera très bien, tout

comme celui de Weinberg en 1965.

La fission liquide peut fournir une énergie qui est fiable, moins chère que le

charbon, intrinsèquement sûre, durable et propre. Elle coche toutes les cases. On

peut imaginer la construction de ces réacteurs en usine, une nouvelle industrie de

plusieurs dizaines de milliards d’Euros, avec des dizaines de milliers d’emplois –

une sorte de « Airbus de l’énergie » si on veut. C’est une technologie de

rupture qui a le potentiel de faire une grande contribution à la résolution du

problème de réchauffement climatique. Ca nous donne un espoir que la technologie

peut nous sortir des problèmes que la technologie a créés.

94

C’est tellement différent de la technologie actuelle que,

qui sait, peut-être que la fission nucléaire peut redevenir cool ?!

95

Merci

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