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Énergie nucléaire

2013-02-26T19:42:44Z

Energetik : /* Place de l'énergie nucléaire */

{{Vivre ensemble}}
L''''énergie nucléaire''' désigne l'énergie libérée par la fission ou la fusion des noyaux des atomes.

Cet article traite essentiellement de son usage civil pour la production d'électricité.

== Introduction ==

Découverte dans les années 1930, la fission nucléaire est utilisée à des fins civiles et militaires. Elle consiste à scinder un noyau atomique lourd (uranium par exemple) en noyaux plus petits. 1% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé par les centrales nucléaires actuelles et par les premières bombes atomiques.

La fusion nucléaire consiste à fusionner deux petits noyaux en un plus gros (typiquement, deux noyaux d'hydrogène fusionnant en un noyau d'hélium). 10% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé actuellement par les bombes à hydrogène. D'éventuels usages civils sont théoriquement prometteurs (hydrogène et deutérium se trouvent aisément et l'hélium produit ne serait pas radioactif) mais les recherches menées depuis 40 ans n'ont toujours pas abouties.

== Place de l'énergie nucléaire ==
{{loupe|Limites des énergies renouvelables}}

Aujourd'hui, l'énergie nucléaire représente 75% de la production électrique française mais seulement 9.5% de la production électrique mondiale. Les énergies renouvelables produisent beaucoup plus, leur part (en augmentation continue) a dépassé 20% de la production mondiale (cf Key worl energy statistics, AIE), dont 17% d'hydroélectricité. Les renouvelables constituent donc la principale alternative aux énergies fossiles.

De plus, la puissance d'une centrale nucléaire ne peut pas être rapidement ajustée, il faut environ une heure pour arriver à pleine puissance en partant d'une centrale nucléaire au repos. Au mieux, elle ne peut donc fournir que le gros de la production. Les variations rapides de la consommation (ou de la production des renouvelables : baisse du vent ou de la luminosité) peuvent toujours être compensées par exemple par l'hydroélectricité.

Enfin, le nucléaire ne peut prétendre à se substituer largement dans le monde aux énergies fossiles : les stocks disponibles de combustible seraient trop faibles et tous les pays ne disposent pas des compétences et de la stabilité nécessaires.<ref>[http://www.notre-planete.info/actualites/actu_1291.php Le nucléaire : une solution d'avenir ?] - notre-planete.info</ref>

=== Alternatives pour la France ===
{{loupe|Propositions énergétiques pour la France}}
[[Image:Nuclear-futur.jpg|thumb|270px|Centrales nucléaires entre Beijing et Tianjin (Chine)]]
L'alternative la plus simple serait de faire ce qu'on l'on fait dans la plupart des pays développés (hormis ceux ayant un potentiel hydroélectrique exceptionnel, comme le Brésil) : utiliser principalement les [[Énergie fossile|énergies fossiles]], notamment le [[charbon]], pour un coût de l'électricité globalement similaire et des émissions de [[gaz à effet de serre]] fortement accrues. Mais serait-il possible de miser avant tout sur les [[énergies renouvelables]] ?

== Coûts financiers ==

Aujourd'hui, la France dispose d'un tarif électrique dans la moyenne européenne<ref>[http://www.vie-publique.fr/actualite/alaune/energie-prix-du-gaz-electricite-europe.html Viepublique.fr] - Le coût de l'électricité en France.</ref> et indépendant des cours des énergies fossiles qui augmenteront sur le long terme. Mais la question du coût réel et futur de l'énergie nucléaire fait l'objet d'une controverse. Les raisons en sont les suivantes :

* Les premiers investissements dans le nucléaire civil furent réalisés par l'État français et non par EDF, le budget de cette entreprise ne fut donc pas grévé par les emprunts correspondants. Or, la France va devoir renouveler son parc si elle maintient son choix nucléaire. En France, ce coût serait estimé à 345 milliards d'euros<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/dossiers/energie/flop-economique.pdf Sortir du nucléaire - Le flop économique]</ref> (plutôt 500 milliards en fait : ces chiffres étaient basés sur l'expérience anglaise alors que la France miserait sur l'EPR, plus coûteux au départ). La somme semble gigantesque mais il faut relativiser : sur 40 ans et en conservant la production actuelle de 400 TWh, cela représenterait 2 centimes par kWh.

* Un autre facteur est le coût de la matière première. En réponse aux tendances inflationnistes sur le long terme des énergies fossiles, l'énergie nucléaire connaît un nouvel essor mondial, ce qui exerce une pression sur les prix des combustibles. Cela dit, le coût de ces matières premières ne représente aujourd'hui que 12% du coût de production.<ref>[http://nucleaire.cea.fr/fr/repere/nucleaire_economie.htm CEA - L'économie du nucléaire]</ref> et l'EPR devrait consommer moins de combustible (22% de gain d'efficacité annoncés). Même si ce coût venait à doubler, le prix final n'en serait que peu affecté.

* Le coût du démantèlement est également souvent évoqué comme une autre source d'énigme. Initialement grandement sous-estimé, les expériences se sont multipliées ces dernières années, en France et à l'étranger, et on commence à en avoir une meilleure idée. Celui-ci serait en fait supérieur à dix milliards.<ref>[http://www.romandie.com/infos/news2/100721095124.4f1ixszu.asp Romandie News] - EDF envisage d'affecter 50% de RTE au démantèlement des centrales.</ref> Là encore, il n'y pas vraiment de quoi questionner le choix nucléaire.

* Dans le contexte nucléaire, l'État français a poussé au développement de dispositifs électriques de confort thermique, peu coûteux à l'achat mais ayant un faible rendement énergétique : pour produire une calorie thermique, il a fallu produire plus de deux calories électrique. Qui plus est, durant les pointes hivernales, on fait appel à de l'électricité d'origine fossile (jusqu'à 30%) en partie importée d'Allemagne. Sur le plan des émissions de {{CO2}}, l'opération reste légèrement avantageuse mais pas en termes de dépenses pour les usagers.<ref>[http://www.manicore.com/documentation/chauffage_electrique.html Manicore - Chauffage électrique]</ref>

* Certains coûts sont externalisés : la pollution environnementale (problème existant aussi pour les centrales fossiles), le coût de la sécurité (prise en charge par l'armée) et surtout les déchets pour lesquels aucune stratégie de long terme n'a été définie et ne font pas l'objet de provisions financières.

Enfin, il faut prendre en compte que puisque la seule alternative au nucléaire ayant des émissions faibles de {{CO2}} est un mélange renouvelables-fossiles, et puisque ces solutions sont elles-mêmes coûteuses (redondance des installations, cours à long terme des combustibles fossiles, coûts élevés des solutions renouvelables), le nucléaire semble bien apparaître comme économiquement pérenne et avantageux.

== Sécurité ==
''Le court article sur la [[radioactivité]] vous éclairera sur ces problèmes et les unités utilisées.''

En substance, une installation nucléaire civile présente des risques comparables à d'autres activités industrielles : déflagration et contamination. Mais la nature de la radioactivité place les installations nucléaires parmi les industries les plus dangereuses. Concernant la contamination, nous verrons ce qu'il en est plus tard, en examinant les accidents qui eurent lieu dans le passé.

A propos de déflagrations, on parle de risques d'explosion chimique et non nucléaire : les installations nucléaires conventionnelles (tous les réacteurs français) n'utilisent pas de réactifs susceptibles de causer une explosion nucléaire. En revanche, certains réacteurs militaires ou des réacteurs civils expérimentaux à neutrons rapides (comme le fut Superphénix mais il n'en existe plus en France) peuvent manipuler ce genre de produits. Ça ne signifie pas que le risque soit négligeable : une explosion chimique peut être particulièrement violente, il suffit de se rappeler celle de l'usine AZF de Toulouse. Et, surtout, une telle explosion disperse les produits radioactifs qui sont sur place.

Enfin, notons que même si les accidents sont rendus improbables, ils finiront toujours par arriver sur une période suffisamment longue. La question est donc de savoir si le nucléaire constitue un risque acceptable ou non.

=== Différences entre les réacteurs conventionnels et Tchernobyl ===
[[Image:Thermal_reactor_diagram.png|thumb|Schéma du fonctionnement d'un réacteur nucléaire conventionnel]]

Une condition généralement admise pour qu'un réacteur nucléaire ne puisse s'emballer est qu'il soit conçu de façon à ce que la réaction de fission ne puisse se produire que lorsque les systèmes sont actifs et générer lui-même, naturellement, les conditions qui le pousseront à s'arrêter en cas de problème. Autrement dit il doit présenter des rétro-actions négatives.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/inf06.html World Nuclear - Safety of Nuclear Reactors]</ref>

Par exemple, dans les réacteurs conventionnels (y compris l'EPR), l'eau agit à la fois comme modérateur (la couche qui ralentit les neutrons) et fluide caloporteur (chargé de refroidir le réacteur). Si la réaction s'accroît, l'eau chauffe (caloporteur) et sa densité diminue. Puisque l'eau est aussi le modérateur, les neutrons ne sont plus ralentis et arrivent trop vite pour provoquer d'autres fissions : ils s'échappent alors vers les couches de confinement et la réaction tend à s'éteindre. On parle pour de tels réacteurs de coefficients de vide négatifs.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/chernobyl/voidcoef.htm World Nuclear - Positive Void Coefficient]</ref>. Toutefois, on a vu à Fukushima que dans certains cas des conditions persistent qui permettent à la réaction de se dérouler sans toutefois s'emballer.

Le réacteur de Tchernobyl, en revanche, présentait un coefficient de vide positif. Voilà pourquoi, en 3 à 5s, la réaction a pu s'emballer et être multipliée par cent, restant par la suite 15 jours en activité. Tous les réacteurs français ont un coefficient de vide négatif et il est interdit aux États-Unis de construire des réacteurs à coefficient de vide positif. Beaucoup de centrales soviétiques ont encore un coefficient de vide positif mais des aménagements de sécurité ont été ajoutés suite à Tchernobyl. Au Canada, tous les réacteurs CANDU présentent un coefficient de vide positif mais assez faible. Les autorités canadiennes arguent que ce faible coefficient leur laisserait assez de temps avant l'emballement pour prendre les mesures nécessaires, ce qui est vrai tant que les conditions le leur permettent et que les systèmes de secours se comportent normalement (à Tchernobyl, le retrait des barres de combustible fut impossible, les mécanismes ayant été tordus par la chaleur).<ref>[http://www.nuclearfaq.ca/cnf_sectionD.htm Nuclearfaq.ca]</ref>

=== Accidents passés : bilan et leçons ===
{{loupe|Accidents nucléaires}}
A part de l'étude de la liste des accidents graves liés à l'énergie nucléaire civile, on peut tenter d'évaluer le risque posé par ceux-ci. Il ressort que seuls deux accidents à ce jour eurent des effets majeurs sur l'environnement et les populations : des centaines de morts, des dizaines de milliers de cancers développés dans les années ou décennies qui suivirent, peut-être des milliers de malformations infantiles, et des centaines de km² interdits pour longtemps. Ce bilan est également comparable à celui d'une autre catastrophe industrielle : Bhopal.

Remarquons aussi que trois de ces quatre accidents furent causés par de graves erreurs de conception et témoignent de l'amateurisme des débuts du nucléaire. Les erreurs qui ont causé ces problèmes ont depuis été corrigées (certaines l'étaient déjà ou avaient été évitées dans d'autres pays avant qu'elles ne se produisent) et chaque accident a permis d'améliorer les procédures de sécurité, la conception des installations et la façon de minimiser les erreurs humaines, considérées comme inévitables. Bien entendu, rien ne dit que toutes les erreurs de conception possibles ont été éliminées, ni que de nouvelles n'ont pas été introduites depuis.

Par ailleurs, les deux accidents les plus graves se sont produits sous l'ère soviétique, ce qui n'est pas anodin : les responsables étaient souvent incompétents (nommés du fait de leur fidélité). Par ailleurs ils étaient soumis à une forte pression et promus en fonction des résultats de productivité, récompensant ceux qui ignoraient les procédures de sécurité. Malheureusement, on ne peut que faire le parallèle avec les méthodes modernes de gestion, en particulier dans le secteur privé mais pas exclusivement. Faut-il considérer que la privatisation des entreprises gérant le nucléaire, ou leur mise en concurrence avec des acteurs privés, est une grave prise de risque, sachant que même lorsque l'État reste majoritaire l'ouverture du capital conduit systématiquement à des changements de méthode de gestion, afin de satisfaire les actionnaires et leur fournir rapidement les dividendes attendus, et une croissance rapide et soutenue ?

=== Risques d'accidents futurs et gravité potentielle ===

Afin d'évaluer les conséquences d'un accident moderne, il faudrait regarder quelles quantités de matières radioactives seraient éjectées et leur nature (demi-vie, influence sur l'organisme, etc). Pour les centrales modernes, leur puissance est légèrement supérieure à celle de Tchernobyl mais elles utilisent moins de combustible pour une même quantité d'énergie produite. En revanche, pour les usines de retraitement de la Hague et de Marcoule, qui stockent des décennies de déchets à haute activité des centrales françaises, il existe un risque extrême. Certes, Areva argue de la très haute sécurité du site et du conditionnement des déchets, capables de faire face à la chute d'un avion de ligne.<ref>[http://areva.com/FR/actualites-5379/le-point-sur-la-surete-de-l-usine-de-la-hague-face-au-risque-de-chute-d-avion.html Communiqué] d'Areva sur la sûreté de l'usine de la Hague face au risque de chute d'avion.</ref> Mais quand bien même... Un accident indéterminé pourrait après tout provoquer la volatilisation et la dispersion des déchets à haute activité aujourd'hui vitrifiés, ce qui causerait une catastrophe incomparablement plus grande que Tchernobyl au vu des quantités entreposées. Et toutes les mesures de sécurité ne garantissent pas que cela ne surviendra jamais, aucune loi physique ne l'empêche. C'est là un mode gestion peu prudent, il conviendrait plutôt de limiter les conséquences possibles de toute forme d'événement.

Enfin, il existe des risques toxiques autres que la radioactivité : le plutonium en lui-même est un poison très puissant, quelques microgrammes suffisant à tuer un homme. Or, la France en produit en quantité et la Hague en stocke plus de 50 tonnes. Qui plus est, des controverses se tiennent autour des rejets radioactifs et chimiques pratiqués dans le cadre normal, non-accidentel, d'exploitation. Voir à ce sujet le chapitre [[#Environnement]].

== Environnement ==

=== Émissions de gaz à effet de serre ===
L'énergie nucléaire se distingue par ses très faibles émissions en {{CO2}}, probablement les plus faibles par unité d'énergie produite, bien plus faibles que celles des énergies fossiles ou du solaire photovoltaïque.<ref>[http://www.planetoscope.com/nucleaire/884-Kilos-d-uranium-consommes-par-les-centrales-nucleaires.html Statistiques sur l'uranium consommés par les centrales nucléaires]</ref> A tel point que tout changement important de stratégie énergétique se traduirait par des hausses des émissions, sans doute au point de rendre les engagements internationaux de la France en matière de réduction des émissions de {{CO2}} inatteignables. En effet, le nucléaire a permis à la France d'avoir aujourd'hui des émissions de {{CO2}} par habitant très basses, loin derrière des pays pourtant plus "verts" dans leur quotidien et promoteurs des énergies éolienne et photovoltaïque (France : 6,2 t/hab ; Allemagne : 9,8 t/hab ; Norvège : 12,2 t/hab ; États-Unis : 20,1 t/hab).<ref>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_pays_par_%C3%A9missions_de_dioxyde_de_carbone_par_habitant Wikipedia - Liste des pays par émissions de dioxyde de carbone par habitant]</ref>

=== Déchets ===
{{loupe|Déchets nucléaires}}
La gestion des déchets nucléaires est sans doute le problème le plus crucial de l'énergie nucléaire civile. Voici leur catégories et le montant de la production française :

* '''Déchets à haute et moyenne activité à vie longue''' : moins de deux tonnes par an. Ce sont les matériaux issus du cœur du réacteur. Il s'agit de déchets très dangereux dont la durée de vie est de plusieurs centaines de milliers d'années, voire millions d'années. Ils bénéficient d'un conditionnement très particulier (vitrification pour les plus dangereux) mais sont pour l'heure entreposés sur les sites de la Hague et de Marcoul en du choix d'un site de stockage en couche géologique profonde. Ce stockage temporaire pose des problèmes de sécurité puisque leur potentiel de nocivité est immense, bien supérieur aux dégâts produits par Tchernobyl.
* '''Déchets à faible activité à vie courte''' : plusieurs tonnes par an, concentrant 99% de la radioactivité des déchets produits. Il s'agit d'outils utilisés dans l'exploitation du nucléaire (gants, etc). Ces déchets font l'objet d'un conditionnement simple mais diversifié selon les matériaux : soit coulés dans des matrices (de bitume, résine, ciment, etc) soit simplement stockés dans des futs de même matière. Ils sont stockés sur les sites de la Manche et de l'Aube, soit enfouis sous des tumulus de terre, soit scellés dans des casemates remplies de béton.
* '''Déchets à très faible activité''' : des dizaines de tonnes par an. Il s'agit de déchets n'ayant pas d'activité radioactive mais ayant été utilisés dans l'industrie nucléaire. Il peut par exemple s'agir des débris de centrales démantelées. Leur traitement spécifique était une exception française, ils vont désormais être traités comme des déchets conventionnels et généralement recycles pour être utilisés dans les industries conventionnelles.
* '''Déchets issus de l'activité minière''' : des centaines de milliers de tonnes de matériaux par an (roches, terre, etc), qui sont de faible activité à vie longue (FAVL). Ils ont été produits et stockés dans les pays producteurs (Niger, Canada, Australie, etc) mais aussi en France par le passé. Ces déchets sont comparables avec ceux d'autres activités minières (les quantités générées pour les besoins des centrales au [[charbon]] sont même bien plus importantes par kWh produit par exemple) même si la radioactivité y est plus prononcée.
* '''Déchets issus de la préparation du combustible''' : des dizaines de milliers de tonnes par an de boues FAVL contenant de l'uranium.<ref>[http://www.languedoc-roussillon.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Compte_Rendu_10_cle22ab28.pdf Compte-rendu de la réunion du CLIC Narbonne-Malvesi]</ref> Beaucoup de ces déchets sont entreposés dans d'anciennes mines françaises ou éparpillés sur de nombreux sites en France.

=== Autres pollutions ===
[[Image:Cominak.png|thumb|Stockage à ciel ouvert de déchets à faible activité sur le site de Cominak]]
* L'usine de la Hague opère, dans son fonctionnement normal, des rejets radioactifs, pour 36.000 sieverts par an. Ceux-ci sont versés en mer, au large et en profondeur, dans les lieux de forts courant marins (ce qui motiva le choix de cet emplacement) afin de procéder à une dilution, ce qui a en principe un impact nul sur l'environnement. Cela dit, au lieu même des rejets sous-marin et au-dessus des cheminées de l'usine, la radioactivité est importante même s'il ne semble pas y avoir de conséquences pour les populations voisines. En revanche, on estime que les divers rejets accidentels qui se sont produits à la Hague seraient responsables d'un surcroît de 36% de leucémies autour du site. Enfin,les pêcheurs présentaient une irradiation moyenne 3,5 fois supérieure à l'irradiation naturelle, même si les connaissances sur la [[radioactivité]] laissent penser que ce serait sans conséquence sanitaire.<ref>[http://nucleaire-nonmerci.net/STOA.pdf Rapport final de WISE Paris pour le panel STOA] - Effets toxiques éventuels engendrés par les usines de retraitement nucléaire à Sellafield et au cap de la Hague.</ref>

* Les réacteurs en eux-même n'opèrent pas de rejets radioactifs dans l'environnement : le voisinage d'une centrale présente une radioactivité normale, naturelle. Des incidents se produisent certes régulièrement (quelques dizaines par an en France) mais très peu conduisent à des rejets extérieurs et il est encore plus rare que ces rejets soient préoccupants pour la santé des populations proches ou la sécurité du site. Ces incidents sont signalés à l'ASN (autorité de sûreté nucléaire) et rendus publics, et sont régulièrement publiés dans les médias. En tout état de cause, ils ne semblent pas plus graves que les incidents qui se produisent dans d'autres industries. Toutefois, un surcroît de cas de légionellose a été détecté autour de certaines centrales nucléaires.<ref>[http://www.asn.fr/index.php/S-informer/Actualites/2006/Renforcement-de-la-prevention-de-la-legionellose-autour-des-centrales-nucleaires Autorité de Sûreté Nucléaire] - Renforcement de la prévention de la légionellose autour des centrales nucléaires.</ref> Le seuil exact de contamination étant mal connu, EDF bénéficie de dérogations qui lui accordent des latitudes sur les concentrations de légionelles.

* Comme toute industrie, celle-ci recourt massivement aux produits chimiques, notamment dans les sites en amont et en aval des réacteurs dans le processus industriel : acide nitrique (retraitement des déchets), acide fluorhydrique (concentration du combustible), etc. Et, bien sûr, elle produit également divers composés nocifs, tel que l'oxyde d'uranium. Ces produits ne sont pas relâchés de façon sauvage, ils font l'objet d'un retraitement et sont soumis à des normes. Mais, malgré le respect des normes, diverses pollutions sont générées, telle que l'eutrophisation à l'azote de l'étang de Bages-Sigean. Par ailleurs, des incidents sont inévitables et causent régulièrement des pollutions chimiques locales.<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/communiques/affiche.php?aff=486 Communiqué] du [[Réseau Sortir du nucléaire]] - Le nucléaire, une énergie propre ?</ref> Là aussi, ces incidents sont signalés en France à l'ASN qui les rend publics.

* La Commission de Recherche et d'Information Indépendantes sur la Radioactivité (Criirad, organisation non-gouvernementale) a établi de nombreux documents<ref>[http://www.mondialisation.ca/index.php?context=va&aid=5476 Article] de la Crirad sur les conditions d'exploitation des mines d'uranium par les filliales d'AREVA et les normes ISO</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/somniger.html Page] de la collaboration 2010 Greenpeace/Criirad sur l'exploitation de l'uranium au Niger</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/notecriiradarlit.pdf Bilan des analyses 2004-2005] sur l'impact de l'exploitation de l'uranium sur les filliales d'Areva-Cogema au Niger</ref> sur l'exploitation des mines au Niger et ailleurs. Il en ressort plusieurs problèmes de contaminations environnementales au-dessus des normes légales (la plupart sans doute inoffensives mais d'autres plusieurs dizaines de fois au-dessus des seuils) affectant les habitats civils dans le voisinage des mines, ainsi qu'un laxisme certain dans la gestion des déchets radioactifs, comme le stockage définitif à ciel ouvert sur le site de Cominak. Elle note aussi l'exploitation en plein désert des eaux de la nappe fossile (''i.e.'' non-renouvelable) de Tarat, 275 millions de mètres cubes ayant été pompés jusqu'à aujourd'hui, dont 40% pour les installation industrielles.

== Approvisionnement en combustible ==

Comme pour les centrales fossiles, les stocks d'uranium sont limités. Les réserves accessibles avec un coût inférieur à 130$ par kilo sont aujourd'hui de 60 années<ref>[http://www.sfen.org/fr/question/uranium.htm SFEN]</ref> en se basant sur la consommation actuelle. Or, cette consommation augmentera à l'avenir même si les réacteurs deviennent plus efficaces (l'EPR revendique un usage du combustible 22% plus efficace que l'ancienne génération de centrales). Cependant, on estime que le fonctionnement de la prochaine génération de centrales nucléaires serait au moins assuré.

L'uranium est extrait sur quatre continents. Les six premiers pays producteurs sont le Canada (30% du total), l’Australie (21%), le Niger (8%), la Namibie (7.5%), l’Ouzbékistan (6%) et la Russie (6%). Une autre partie de l'approvisionnement provient des stocks militaires surnuméraires (États-Unis et Russie) et du retraitement d'une partie du combustible usé.

Enfin, la France utilise également du combustible MOX, constitué de plutonium (assez commun) et d'uranium appauvri (un déchet de l'enrichissement de l'uranium, la phase qui permet, à partir de l'uranium naturellement extrait, de produire l'uranium enrichi utilisée dans les centrales nucléaires conventionnelles). Peu rentable à l'époque, ce choix devrait désormais être fait par d'autres pays.

=== Surgénérateurs ===
À long terme, il existerait un moyen de prolonger l'exploitation du nucléaire, en consommant 50 à 100 fois moins d'uranium pour produire les mêmes quantités d'énergie : la surgénération (réacteurs à neutrons rapides, ''fast breeders''). Ce sujet est, une fois encore, source de nombreuses controverses.

Un surgénérateur est un réacteur nucléaire qui crée plus de noyaux fissiles (noyaux pouvant être scindé en noyaux plus petits selon le principe de la fission nucléaire) qu'il n'en consomme. Cela est possible en transmutant des noyaux fertiles (des noyaux non-fissiles, tels que l'uranium appauvri ou le thorium, et disponibles en grandes quantités) en noyaux fissiles (plutonium par exemple). Le réacteur ne crée évidemment pas de la matière à partir de rien, disons simplement qu'il suffit de lui fournir des éléments plutôt communs qu'il transmutera en combustible et brûlera. Économiquement cela semble attirant mais, en pratique, de nombreuses difficultés techniques font que ce type de réacteur n'est intéressant qu'à partir d'un certain prix de l'uranium. Évidemment, cette technologie prendra plus de valeur à l'avenir. Qui plus est, elle permettrait la transmutation de déchets hautement actifs en combustibles.

Mais ces surgénérateurs ont un défaut rédhibitoire : le risque d'emballement. Tchernobyl n'était pas un surgénérateur mais, comme lui, ces réacteurs présentent des rétro-actions positives qui poussent le réacteur à s'emballer. Il faut des contrôles actifs (qui peuvent échouer) pour maintenir le cœur à son niveau de réaction et prévenir l'emballement. D'autant qu'un surgénérateur est exploité en-dessous de son régime maximal. Même s'il est vrai que le réacteur de Tchernobyl présentait d'autres problèmes de conception et de gestion et que les surgénérateurs modernes s'emballeraient moins vite, c'est un risque bien supérieur à celui des réacteurs conventionnels.<ref>[http://www.thebulletin.org/web-edition/features/the-safety-inadequacies-of-indias-fast-breeder-reactor Article de] The Nuclear Bulletin - The safety inadequacies of India's fast breeder reactor</ref>

Enfin, ces surgénérateurs ont connu des destins malheureux dans le passé, souvent arrêtés prématurément. L'exemple le plus célèbre est français, avec Superphénix. Souvent raillé, ce réacteur n'a été exploité que 53 mois en onze années. Mais les problèmes techniques initiaux, dû à des erreurs de conceptions et une grande complexité technique, n'ont causé que 25 mois d'arrêt. Ce sont avant tout les fermetures administratives (suite à des actions en justice, des interventions parlementaires, la nécessité d'examens, etc) qui ont représenté 54 mois de fermeture. La dernière année, ce réacteur afficha même un excellent taux de disponibilité. Des débats subsistent sur les raisons de sa fermeture par Lionel Jospin en 1997 : pour les uns, cela était dû à un manque d'intérêt économique alors que les prix de l'uranium étaient bas. Pour d'autres, il s'agissait d'une concession faîte au parti des Verts, alors membre important de la "gauche plurielle". Notons un regain d'intérêt récent pour la surgénération : en Inde, du fait de la présence importante de thorium, et aux Etats-Unis avec le projet ''Generation-IV'' pour la prochaine génération de centrales.

== Perspectives futures ==

La fusion nucléaire est parfois présentée comme le Saint-Graal de l'énergie nucléaire civile : a priori économique (rendement dix fois plus grand que pour la fission), utilisant un combustible disponible à profusion (un milliard d'années de réserve), avec des risques plus faibles de contamination radioactive (combustibles et produits non-radioactifs) et a priori de meilleures conditions de sécurité (contesté par des scientifiques reconnus tels que Pierre-Gilles de Gennes<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/de-gennes.htm Recherche : le cri d'alarme d'un prix Nobel] - Les Echos - Jeudi 12 janvier 2006</ref> ou le japonais Koshiba), avec une absence totale de risque d'emballement (dans le cadre des recherches menées, l'un des problèmes est en fait d'empêcher la réaction de s'arrêter d'elle-même).

Mais les recherches ont débuté depuis plus de quarante ans. On estimait alors le temps nécessaires à quatre décennies et, aujourd'hui, on en donne toujours la même estimation. Qui plus est, les coûts de recherche sont estimés en milliards d'euros et ne cessent d'augmenter.<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/la-rech.htm Le coût d'ITER pourrait flamber] - La Recherche n°422 - septembre 2008</ref> Le défi est en effet important puisqu'il faut projeter les noyaux atomiques l'un contre l'autre à des vitesses extraordinaires (des centaines de millions de degrés) en luttant contre leur répulsion naturelle, le plasma étant comprimé au moyen de champs magnétiques très intenses et de lasers. Des progrès ont toutefois été accomplis durant cette période puisqu'on parvient désormais à maintenir la réaction pendant plus d'une minute tout en produisant plus d'énergie que l'on en consomme.

La fusion nucléaire est l'objet de plusieurs expériences colossales, telles que le projet international ITER (à Cadarache) ou le laser français Mégajoule, ainsi qu'aux États-Unis ou au Japon.

== Voir aussi ==
{{Base|Category:Nuclear energy|l'énergie nucléaire}}

===Liens internes===
* [[Énergies renouvelables]]
* [[Limites des énergies renouvelables]]
* [[Propositions énergétiques pour la France]]
* [[Réseau Sortir du nucléaire]]
* [[Accidents nucléaires]]
* [[Déchets nucléaires]]
* [[Radioactivité]]

===Liens externes===
* http://www.sortirdunucleaire.org
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/nucle.htm Un dossier diversifié sur l'énergie nucléaire]
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/generation4.htm Les réacteurs de génération IV arriveront trop tard et en trop petit nombre]
* http://www.criirad.org/
* [http://blog.newlimits.org/2009/07/demi-siecle-explosions-nucleaires-2053/ 2053 explosions nucléaires en un demi-siècle]

=== Références ===
<References />

===Bibliographie===
* ''L'eau et le champagne menacés par les déchets radioactifs'', article de Michel Marie, "L'Ecologiste" n°19, juin-juillet-août 2006, p. 28-29
* Film « [http://www.arte.tv/fr/Comprendre-le-monde/Dechets--le-cauchemar-du-nucleaire/2766888.html Déchets, le cauchemar du nucléaire] » de Eric Guéret et Laure Noualhat.

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[[Catégorie:Énergie nucléaire|*]]

Énergie nucléaire

2013-02-26T19:42:09Z

Energetik : /* Introduction */ On dit toujours ça...

{{Vivre ensemble}}
L''''énergie nucléaire''' désigne l'énergie libérée par la fission ou la fusion des noyaux des atomes.

Cet article traite essentiellement de son usage civil pour la production d'électricité.

== Introduction ==

Découverte dans les années 1930, la fission nucléaire est utilisée à des fins civiles et militaires. Elle consiste à scinder un noyau atomique lourd (uranium par exemple) en noyaux plus petits. 1% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé par les centrales nucléaires actuelles et par les premières bombes atomiques.

La fusion nucléaire consiste à fusionner deux petits noyaux en un plus gros (typiquement, deux noyaux d'hydrogène fusionnant en un noyau d'hélium). 10% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé actuellement par les bombes à hydrogène. D'éventuels usages civils sont théoriquement prometteurs (hydrogène et deutérium se trouvent aisément et l'hélium produit ne serait pas radioactif) mais les recherches menées depuis 40 ans n'ont toujours pas abouties.

== Place de l'énergie nucléaire ==
{{loupe|Limites des énergies renouvelables}}

Aujourd'hui, l'énergie nucléaire représente 80% de la production électrique française mais seulement 9.5% de la production électrique mondiale. Les énergies renouvelables produisent beaucoup plus, leur part (en augmentation continue) a dépassé 20% de la production mondiale (cf Key worl energy statistics, AIE), dont 17% d'hydroélectricité. Les renouvelables constituent donc la principale alternative aux énergies fossiles.

De plus, la puissance d'une centrale nucléaire ne peut pas être rapidement ajustée, il faut environ une heure pour arriver à pleine puissance en partant d'une centrale nucléaire au repos. Au mieux, elle ne peut donc fournir que le gros de la production. Les variations rapides de la consommation (ou de la production des renouvelables : baisse du vent ou de la luminosité) peuvent toujours être compensées par exemple par l'hydroélectricité.

Enfin, le nucléaire ne peut prétendre à se substituer largement dans le monde aux énergies fossiles : les stocks disponibles de combustible seraient trop faibles et tous les pays ne disposent pas des compétences et de la stabilité nécessaires.<ref>[http://www.notre-planete.info/actualites/actu_1291.php Le nucléaire : une solution d'avenir ?] - notre-planete.info</ref>

=== Alternatives pour la France ===
{{loupe|Propositions énergétiques pour la France}}
[[Image:Nuclear-futur.jpg|thumb|270px|Centrales nucléaires entre Beijing et Tianjin (Chine)]]
L'alternative la plus simple serait de faire ce qu'on l'on fait dans la plupart des pays développés (hormis ceux ayant un potentiel hydroélectrique exceptionnel, comme le Brésil) : utiliser principalement les [[Énergie fossile|énergies fossiles]], notamment le [[charbon]], pour un coût de l'électricité globalement similaire et des émissions de [[gaz à effet de serre]] fortement accrues. Mais serait-il possible de miser avant tout sur les [[énergies renouvelables]] ?

== Coûts financiers ==

Aujourd'hui, la France dispose d'un tarif électrique dans la moyenne européenne<ref>[http://www.vie-publique.fr/actualite/alaune/energie-prix-du-gaz-electricite-europe.html Viepublique.fr] - Le coût de l'électricité en France.</ref> et indépendant des cours des énergies fossiles qui augmenteront sur le long terme. Mais la question du coût réel et futur de l'énergie nucléaire fait l'objet d'une controverse. Les raisons en sont les suivantes :

* Les premiers investissements dans le nucléaire civil furent réalisés par l'État français et non par EDF, le budget de cette entreprise ne fut donc pas grévé par les emprunts correspondants. Or, la France va devoir renouveler son parc si elle maintient son choix nucléaire. En France, ce coût serait estimé à 345 milliards d'euros<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/dossiers/energie/flop-economique.pdf Sortir du nucléaire - Le flop économique]</ref> (plutôt 500 milliards en fait : ces chiffres étaient basés sur l'expérience anglaise alors que la France miserait sur l'EPR, plus coûteux au départ). La somme semble gigantesque mais il faut relativiser : sur 40 ans et en conservant la production actuelle de 400 TWh, cela représenterait 2 centimes par kWh.

* Un autre facteur est le coût de la matière première. En réponse aux tendances inflationnistes sur le long terme des énergies fossiles, l'énergie nucléaire connaît un nouvel essor mondial, ce qui exerce une pression sur les prix des combustibles. Cela dit, le coût de ces matières premières ne représente aujourd'hui que 12% du coût de production.<ref>[http://nucleaire.cea.fr/fr/repere/nucleaire_economie.htm CEA - L'économie du nucléaire]</ref> et l'EPR devrait consommer moins de combustible (22% de gain d'efficacité annoncés). Même si ce coût venait à doubler, le prix final n'en serait que peu affecté.

* Le coût du démantèlement est également souvent évoqué comme une autre source d'énigme. Initialement grandement sous-estimé, les expériences se sont multipliées ces dernières années, en France et à l'étranger, et on commence à en avoir une meilleure idée. Celui-ci serait en fait supérieur à dix milliards.<ref>[http://www.romandie.com/infos/news2/100721095124.4f1ixszu.asp Romandie News] - EDF envisage d'affecter 50% de RTE au démantèlement des centrales.</ref> Là encore, il n'y pas vraiment de quoi questionner le choix nucléaire.

* Dans le contexte nucléaire, l'État français a poussé au développement de dispositifs électriques de confort thermique, peu coûteux à l'achat mais ayant un faible rendement énergétique : pour produire une calorie thermique, il a fallu produire plus de deux calories électrique. Qui plus est, durant les pointes hivernales, on fait appel à de l'électricité d'origine fossile (jusqu'à 30%) en partie importée d'Allemagne. Sur le plan des émissions de {{CO2}}, l'opération reste légèrement avantageuse mais pas en termes de dépenses pour les usagers.<ref>[http://www.manicore.com/documentation/chauffage_electrique.html Manicore - Chauffage électrique]</ref>

* Certains coûts sont externalisés : la pollution environnementale (problème existant aussi pour les centrales fossiles), le coût de la sécurité (prise en charge par l'armée) et surtout les déchets pour lesquels aucune stratégie de long terme n'a été définie et ne font pas l'objet de provisions financières.

Enfin, il faut prendre en compte que puisque la seule alternative au nucléaire ayant des émissions faibles de {{CO2}} est un mélange renouvelables-fossiles, et puisque ces solutions sont elles-mêmes coûteuses (redondance des installations, cours à long terme des combustibles fossiles, coûts élevés des solutions renouvelables), le nucléaire semble bien apparaître comme économiquement pérenne et avantageux.

== Sécurité ==
''Le court article sur la [[radioactivité]] vous éclairera sur ces problèmes et les unités utilisées.''

En substance, une installation nucléaire civile présente des risques comparables à d'autres activités industrielles : déflagration et contamination. Mais la nature de la radioactivité place les installations nucléaires parmi les industries les plus dangereuses. Concernant la contamination, nous verrons ce qu'il en est plus tard, en examinant les accidents qui eurent lieu dans le passé.

A propos de déflagrations, on parle de risques d'explosion chimique et non nucléaire : les installations nucléaires conventionnelles (tous les réacteurs français) n'utilisent pas de réactifs susceptibles de causer une explosion nucléaire. En revanche, certains réacteurs militaires ou des réacteurs civils expérimentaux à neutrons rapides (comme le fut Superphénix mais il n'en existe plus en France) peuvent manipuler ce genre de produits. Ça ne signifie pas que le risque soit négligeable : une explosion chimique peut être particulièrement violente, il suffit de se rappeler celle de l'usine AZF de Toulouse. Et, surtout, une telle explosion disperse les produits radioactifs qui sont sur place.

Enfin, notons que même si les accidents sont rendus improbables, ils finiront toujours par arriver sur une période suffisamment longue. La question est donc de savoir si le nucléaire constitue un risque acceptable ou non.

=== Différences entre les réacteurs conventionnels et Tchernobyl ===
[[Image:Thermal_reactor_diagram.png|thumb|Schéma du fonctionnement d'un réacteur nucléaire conventionnel]]

Une condition généralement admise pour qu'un réacteur nucléaire ne puisse s'emballer est qu'il soit conçu de façon à ce que la réaction de fission ne puisse se produire que lorsque les systèmes sont actifs et générer lui-même, naturellement, les conditions qui le pousseront à s'arrêter en cas de problème. Autrement dit il doit présenter des rétro-actions négatives.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/inf06.html World Nuclear - Safety of Nuclear Reactors]</ref>

Par exemple, dans les réacteurs conventionnels (y compris l'EPR), l'eau agit à la fois comme modérateur (la couche qui ralentit les neutrons) et fluide caloporteur (chargé de refroidir le réacteur). Si la réaction s'accroît, l'eau chauffe (caloporteur) et sa densité diminue. Puisque l'eau est aussi le modérateur, les neutrons ne sont plus ralentis et arrivent trop vite pour provoquer d'autres fissions : ils s'échappent alors vers les couches de confinement et la réaction tend à s'éteindre. On parle pour de tels réacteurs de coefficients de vide négatifs.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/chernobyl/voidcoef.htm World Nuclear - Positive Void Coefficient]</ref>. Toutefois, on a vu à Fukushima que dans certains cas des conditions persistent qui permettent à la réaction de se dérouler sans toutefois s'emballer.

Le réacteur de Tchernobyl, en revanche, présentait un coefficient de vide positif. Voilà pourquoi, en 3 à 5s, la réaction a pu s'emballer et être multipliée par cent, restant par la suite 15 jours en activité. Tous les réacteurs français ont un coefficient de vide négatif et il est interdit aux États-Unis de construire des réacteurs à coefficient de vide positif. Beaucoup de centrales soviétiques ont encore un coefficient de vide positif mais des aménagements de sécurité ont été ajoutés suite à Tchernobyl. Au Canada, tous les réacteurs CANDU présentent un coefficient de vide positif mais assez faible. Les autorités canadiennes arguent que ce faible coefficient leur laisserait assez de temps avant l'emballement pour prendre les mesures nécessaires, ce qui est vrai tant que les conditions le leur permettent et que les systèmes de secours se comportent normalement (à Tchernobyl, le retrait des barres de combustible fut impossible, les mécanismes ayant été tordus par la chaleur).<ref>[http://www.nuclearfaq.ca/cnf_sectionD.htm Nuclearfaq.ca]</ref>

=== Accidents passés : bilan et leçons ===
{{loupe|Accidents nucléaires}}
A part de l'étude de la liste des accidents graves liés à l'énergie nucléaire civile, on peut tenter d'évaluer le risque posé par ceux-ci. Il ressort que seuls deux accidents à ce jour eurent des effets majeurs sur l'environnement et les populations : des centaines de morts, des dizaines de milliers de cancers développés dans les années ou décennies qui suivirent, peut-être des milliers de malformations infantiles, et des centaines de km² interdits pour longtemps. Ce bilan est également comparable à celui d'une autre catastrophe industrielle : Bhopal.

Remarquons aussi que trois de ces quatre accidents furent causés par de graves erreurs de conception et témoignent de l'amateurisme des débuts du nucléaire. Les erreurs qui ont causé ces problèmes ont depuis été corrigées (certaines l'étaient déjà ou avaient été évitées dans d'autres pays avant qu'elles ne se produisent) et chaque accident a permis d'améliorer les procédures de sécurité, la conception des installations et la façon de minimiser les erreurs humaines, considérées comme inévitables. Bien entendu, rien ne dit que toutes les erreurs de conception possibles ont été éliminées, ni que de nouvelles n'ont pas été introduites depuis.

Par ailleurs, les deux accidents les plus graves se sont produits sous l'ère soviétique, ce qui n'est pas anodin : les responsables étaient souvent incompétents (nommés du fait de leur fidélité). Par ailleurs ils étaient soumis à une forte pression et promus en fonction des résultats de productivité, récompensant ceux qui ignoraient les procédures de sécurité. Malheureusement, on ne peut que faire le parallèle avec les méthodes modernes de gestion, en particulier dans le secteur privé mais pas exclusivement. Faut-il considérer que la privatisation des entreprises gérant le nucléaire, ou leur mise en concurrence avec des acteurs privés, est une grave prise de risque, sachant que même lorsque l'État reste majoritaire l'ouverture du capital conduit systématiquement à des changements de méthode de gestion, afin de satisfaire les actionnaires et leur fournir rapidement les dividendes attendus, et une croissance rapide et soutenue ?

=== Risques d'accidents futurs et gravité potentielle ===

Afin d'évaluer les conséquences d'un accident moderne, il faudrait regarder quelles quantités de matières radioactives seraient éjectées et leur nature (demi-vie, influence sur l'organisme, etc). Pour les centrales modernes, leur puissance est légèrement supérieure à celle de Tchernobyl mais elles utilisent moins de combustible pour une même quantité d'énergie produite. En revanche, pour les usines de retraitement de la Hague et de Marcoule, qui stockent des décennies de déchets à haute activité des centrales françaises, il existe un risque extrême. Certes, Areva argue de la très haute sécurité du site et du conditionnement des déchets, capables de faire face à la chute d'un avion de ligne.<ref>[http://areva.com/FR/actualites-5379/le-point-sur-la-surete-de-l-usine-de-la-hague-face-au-risque-de-chute-d-avion.html Communiqué] d'Areva sur la sûreté de l'usine de la Hague face au risque de chute d'avion.</ref> Mais quand bien même... Un accident indéterminé pourrait après tout provoquer la volatilisation et la dispersion des déchets à haute activité aujourd'hui vitrifiés, ce qui causerait une catastrophe incomparablement plus grande que Tchernobyl au vu des quantités entreposées. Et toutes les mesures de sécurité ne garantissent pas que cela ne surviendra jamais, aucune loi physique ne l'empêche. C'est là un mode gestion peu prudent, il conviendrait plutôt de limiter les conséquences possibles de toute forme d'événement.

Enfin, il existe des risques toxiques autres que la radioactivité : le plutonium en lui-même est un poison très puissant, quelques microgrammes suffisant à tuer un homme. Or, la France en produit en quantité et la Hague en stocke plus de 50 tonnes. Qui plus est, des controverses se tiennent autour des rejets radioactifs et chimiques pratiqués dans le cadre normal, non-accidentel, d'exploitation. Voir à ce sujet le chapitre [[#Environnement]].

== Environnement ==

=== Émissions de gaz à effet de serre ===
L'énergie nucléaire se distingue par ses très faibles émissions en {{CO2}}, probablement les plus faibles par unité d'énergie produite, bien plus faibles que celles des énergies fossiles ou du solaire photovoltaïque.<ref>[http://www.planetoscope.com/nucleaire/884-Kilos-d-uranium-consommes-par-les-centrales-nucleaires.html Statistiques sur l'uranium consommés par les centrales nucléaires]</ref> A tel point que tout changement important de stratégie énergétique se traduirait par des hausses des émissions, sans doute au point de rendre les engagements internationaux de la France en matière de réduction des émissions de {{CO2}} inatteignables. En effet, le nucléaire a permis à la France d'avoir aujourd'hui des émissions de {{CO2}} par habitant très basses, loin derrière des pays pourtant plus "verts" dans leur quotidien et promoteurs des énergies éolienne et photovoltaïque (France : 6,2 t/hab ; Allemagne : 9,8 t/hab ; Norvège : 12,2 t/hab ; États-Unis : 20,1 t/hab).<ref>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_pays_par_%C3%A9missions_de_dioxyde_de_carbone_par_habitant Wikipedia - Liste des pays par émissions de dioxyde de carbone par habitant]</ref>

=== Déchets ===
{{loupe|Déchets nucléaires}}
La gestion des déchets nucléaires est sans doute le problème le plus crucial de l'énergie nucléaire civile. Voici leur catégories et le montant de la production française :

* '''Déchets à haute et moyenne activité à vie longue''' : moins de deux tonnes par an. Ce sont les matériaux issus du cœur du réacteur. Il s'agit de déchets très dangereux dont la durée de vie est de plusieurs centaines de milliers d'années, voire millions d'années. Ils bénéficient d'un conditionnement très particulier (vitrification pour les plus dangereux) mais sont pour l'heure entreposés sur les sites de la Hague et de Marcoul en du choix d'un site de stockage en couche géologique profonde. Ce stockage temporaire pose des problèmes de sécurité puisque leur potentiel de nocivité est immense, bien supérieur aux dégâts produits par Tchernobyl.
* '''Déchets à faible activité à vie courte''' : plusieurs tonnes par an, concentrant 99% de la radioactivité des déchets produits. Il s'agit d'outils utilisés dans l'exploitation du nucléaire (gants, etc). Ces déchets font l'objet d'un conditionnement simple mais diversifié selon les matériaux : soit coulés dans des matrices (de bitume, résine, ciment, etc) soit simplement stockés dans des futs de même matière. Ils sont stockés sur les sites de la Manche et de l'Aube, soit enfouis sous des tumulus de terre, soit scellés dans des casemates remplies de béton.
* '''Déchets à très faible activité''' : des dizaines de tonnes par an. Il s'agit de déchets n'ayant pas d'activité radioactive mais ayant été utilisés dans l'industrie nucléaire. Il peut par exemple s'agir des débris de centrales démantelées. Leur traitement spécifique était une exception française, ils vont désormais être traités comme des déchets conventionnels et généralement recycles pour être utilisés dans les industries conventionnelles.
* '''Déchets issus de l'activité minière''' : des centaines de milliers de tonnes de matériaux par an (roches, terre, etc), qui sont de faible activité à vie longue (FAVL). Ils ont été produits et stockés dans les pays producteurs (Niger, Canada, Australie, etc) mais aussi en France par le passé. Ces déchets sont comparables avec ceux d'autres activités minières (les quantités générées pour les besoins des centrales au [[charbon]] sont même bien plus importantes par kWh produit par exemple) même si la radioactivité y est plus prononcée.
* '''Déchets issus de la préparation du combustible''' : des dizaines de milliers de tonnes par an de boues FAVL contenant de l'uranium.<ref>[http://www.languedoc-roussillon.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Compte_Rendu_10_cle22ab28.pdf Compte-rendu de la réunion du CLIC Narbonne-Malvesi]</ref> Beaucoup de ces déchets sont entreposés dans d'anciennes mines françaises ou éparpillés sur de nombreux sites en France.

=== Autres pollutions ===
[[Image:Cominak.png|thumb|Stockage à ciel ouvert de déchets à faible activité sur le site de Cominak]]
* L'usine de la Hague opère, dans son fonctionnement normal, des rejets radioactifs, pour 36.000 sieverts par an. Ceux-ci sont versés en mer, au large et en profondeur, dans les lieux de forts courant marins (ce qui motiva le choix de cet emplacement) afin de procéder à une dilution, ce qui a en principe un impact nul sur l'environnement. Cela dit, au lieu même des rejets sous-marin et au-dessus des cheminées de l'usine, la radioactivité est importante même s'il ne semble pas y avoir de conséquences pour les populations voisines. En revanche, on estime que les divers rejets accidentels qui se sont produits à la Hague seraient responsables d'un surcroît de 36% de leucémies autour du site. Enfin,les pêcheurs présentaient une irradiation moyenne 3,5 fois supérieure à l'irradiation naturelle, même si les connaissances sur la [[radioactivité]] laissent penser que ce serait sans conséquence sanitaire.<ref>[http://nucleaire-nonmerci.net/STOA.pdf Rapport final de WISE Paris pour le panel STOA] - Effets toxiques éventuels engendrés par les usines de retraitement nucléaire à Sellafield et au cap de la Hague.</ref>

* Les réacteurs en eux-même n'opèrent pas de rejets radioactifs dans l'environnement : le voisinage d'une centrale présente une radioactivité normale, naturelle. Des incidents se produisent certes régulièrement (quelques dizaines par an en France) mais très peu conduisent à des rejets extérieurs et il est encore plus rare que ces rejets soient préoccupants pour la santé des populations proches ou la sécurité du site. Ces incidents sont signalés à l'ASN (autorité de sûreté nucléaire) et rendus publics, et sont régulièrement publiés dans les médias. En tout état de cause, ils ne semblent pas plus graves que les incidents qui se produisent dans d'autres industries. Toutefois, un surcroît de cas de légionellose a été détecté autour de certaines centrales nucléaires.<ref>[http://www.asn.fr/index.php/S-informer/Actualites/2006/Renforcement-de-la-prevention-de-la-legionellose-autour-des-centrales-nucleaires Autorité de Sûreté Nucléaire] - Renforcement de la prévention de la légionellose autour des centrales nucléaires.</ref> Le seuil exact de contamination étant mal connu, EDF bénéficie de dérogations qui lui accordent des latitudes sur les concentrations de légionelles.

* Comme toute industrie, celle-ci recourt massivement aux produits chimiques, notamment dans les sites en amont et en aval des réacteurs dans le processus industriel : acide nitrique (retraitement des déchets), acide fluorhydrique (concentration du combustible), etc. Et, bien sûr, elle produit également divers composés nocifs, tel que l'oxyde d'uranium. Ces produits ne sont pas relâchés de façon sauvage, ils font l'objet d'un retraitement et sont soumis à des normes. Mais, malgré le respect des normes, diverses pollutions sont générées, telle que l'eutrophisation à l'azote de l'étang de Bages-Sigean. Par ailleurs, des incidents sont inévitables et causent régulièrement des pollutions chimiques locales.<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/communiques/affiche.php?aff=486 Communiqué] du [[Réseau Sortir du nucléaire]] - Le nucléaire, une énergie propre ?</ref> Là aussi, ces incidents sont signalés en France à l'ASN qui les rend publics.

* La Commission de Recherche et d'Information Indépendantes sur la Radioactivité (Criirad, organisation non-gouvernementale) a établi de nombreux documents<ref>[http://www.mondialisation.ca/index.php?context=va&aid=5476 Article] de la Crirad sur les conditions d'exploitation des mines d'uranium par les filliales d'AREVA et les normes ISO</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/somniger.html Page] de la collaboration 2010 Greenpeace/Criirad sur l'exploitation de l'uranium au Niger</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/notecriiradarlit.pdf Bilan des analyses 2004-2005] sur l'impact de l'exploitation de l'uranium sur les filliales d'Areva-Cogema au Niger</ref> sur l'exploitation des mines au Niger et ailleurs. Il en ressort plusieurs problèmes de contaminations environnementales au-dessus des normes légales (la plupart sans doute inoffensives mais d'autres plusieurs dizaines de fois au-dessus des seuils) affectant les habitats civils dans le voisinage des mines, ainsi qu'un laxisme certain dans la gestion des déchets radioactifs, comme le stockage définitif à ciel ouvert sur le site de Cominak. Elle note aussi l'exploitation en plein désert des eaux de la nappe fossile (''i.e.'' non-renouvelable) de Tarat, 275 millions de mètres cubes ayant été pompés jusqu'à aujourd'hui, dont 40% pour les installation industrielles.

== Approvisionnement en combustible ==

Comme pour les centrales fossiles, les stocks d'uranium sont limités. Les réserves accessibles avec un coût inférieur à 130$ par kilo sont aujourd'hui de 60 années<ref>[http://www.sfen.org/fr/question/uranium.htm SFEN]</ref> en se basant sur la consommation actuelle. Or, cette consommation augmentera à l'avenir même si les réacteurs deviennent plus efficaces (l'EPR revendique un usage du combustible 22% plus efficace que l'ancienne génération de centrales). Cependant, on estime que le fonctionnement de la prochaine génération de centrales nucléaires serait au moins assuré.

L'uranium est extrait sur quatre continents. Les six premiers pays producteurs sont le Canada (30% du total), l’Australie (21%), le Niger (8%), la Namibie (7.5%), l’Ouzbékistan (6%) et la Russie (6%). Une autre partie de l'approvisionnement provient des stocks militaires surnuméraires (États-Unis et Russie) et du retraitement d'une partie du combustible usé.

Enfin, la France utilise également du combustible MOX, constitué de plutonium (assez commun) et d'uranium appauvri (un déchet de l'enrichissement de l'uranium, la phase qui permet, à partir de l'uranium naturellement extrait, de produire l'uranium enrichi utilisée dans les centrales nucléaires conventionnelles). Peu rentable à l'époque, ce choix devrait désormais être fait par d'autres pays.

=== Surgénérateurs ===
À long terme, il existerait un moyen de prolonger l'exploitation du nucléaire, en consommant 50 à 100 fois moins d'uranium pour produire les mêmes quantités d'énergie : la surgénération (réacteurs à neutrons rapides, ''fast breeders''). Ce sujet est, une fois encore, source de nombreuses controverses.

Un surgénérateur est un réacteur nucléaire qui crée plus de noyaux fissiles (noyaux pouvant être scindé en noyaux plus petits selon le principe de la fission nucléaire) qu'il n'en consomme. Cela est possible en transmutant des noyaux fertiles (des noyaux non-fissiles, tels que l'uranium appauvri ou le thorium, et disponibles en grandes quantités) en noyaux fissiles (plutonium par exemple). Le réacteur ne crée évidemment pas de la matière à partir de rien, disons simplement qu'il suffit de lui fournir des éléments plutôt communs qu'il transmutera en combustible et brûlera. Économiquement cela semble attirant mais, en pratique, de nombreuses difficultés techniques font que ce type de réacteur n'est intéressant qu'à partir d'un certain prix de l'uranium. Évidemment, cette technologie prendra plus de valeur à l'avenir. Qui plus est, elle permettrait la transmutation de déchets hautement actifs en combustibles.

Mais ces surgénérateurs ont un défaut rédhibitoire : le risque d'emballement. Tchernobyl n'était pas un surgénérateur mais, comme lui, ces réacteurs présentent des rétro-actions positives qui poussent le réacteur à s'emballer. Il faut des contrôles actifs (qui peuvent échouer) pour maintenir le cœur à son niveau de réaction et prévenir l'emballement. D'autant qu'un surgénérateur est exploité en-dessous de son régime maximal. Même s'il est vrai que le réacteur de Tchernobyl présentait d'autres problèmes de conception et de gestion et que les surgénérateurs modernes s'emballeraient moins vite, c'est un risque bien supérieur à celui des réacteurs conventionnels.<ref>[http://www.thebulletin.org/web-edition/features/the-safety-inadequacies-of-indias-fast-breeder-reactor Article de] The Nuclear Bulletin - The safety inadequacies of India's fast breeder reactor</ref>

Enfin, ces surgénérateurs ont connu des destins malheureux dans le passé, souvent arrêtés prématurément. L'exemple le plus célèbre est français, avec Superphénix. Souvent raillé, ce réacteur n'a été exploité que 53 mois en onze années. Mais les problèmes techniques initiaux, dû à des erreurs de conceptions et une grande complexité technique, n'ont causé que 25 mois d'arrêt. Ce sont avant tout les fermetures administratives (suite à des actions en justice, des interventions parlementaires, la nécessité d'examens, etc) qui ont représenté 54 mois de fermeture. La dernière année, ce réacteur afficha même un excellent taux de disponibilité. Des débats subsistent sur les raisons de sa fermeture par Lionel Jospin en 1997 : pour les uns, cela était dû à un manque d'intérêt économique alors que les prix de l'uranium étaient bas. Pour d'autres, il s'agissait d'une concession faîte au parti des Verts, alors membre important de la "gauche plurielle". Notons un regain d'intérêt récent pour la surgénération : en Inde, du fait de la présence importante de thorium, et aux Etats-Unis avec le projet ''Generation-IV'' pour la prochaine génération de centrales.

== Perspectives futures ==

La fusion nucléaire est parfois présentée comme le Saint-Graal de l'énergie nucléaire civile : a priori économique (rendement dix fois plus grand que pour la fission), utilisant un combustible disponible à profusion (un milliard d'années de réserve), avec des risques plus faibles de contamination radioactive (combustibles et produits non-radioactifs) et a priori de meilleures conditions de sécurité (contesté par des scientifiques reconnus tels que Pierre-Gilles de Gennes<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/de-gennes.htm Recherche : le cri d'alarme d'un prix Nobel] - Les Echos - Jeudi 12 janvier 2006</ref> ou le japonais Koshiba), avec une absence totale de risque d'emballement (dans le cadre des recherches menées, l'un des problèmes est en fait d'empêcher la réaction de s'arrêter d'elle-même).

Mais les recherches ont débuté depuis plus de quarante ans. On estimait alors le temps nécessaires à quatre décennies et, aujourd'hui, on en donne toujours la même estimation. Qui plus est, les coûts de recherche sont estimés en milliards d'euros et ne cessent d'augmenter.<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/la-rech.htm Le coût d'ITER pourrait flamber] - La Recherche n°422 - septembre 2008</ref> Le défi est en effet important puisqu'il faut projeter les noyaux atomiques l'un contre l'autre à des vitesses extraordinaires (des centaines de millions de degrés) en luttant contre leur répulsion naturelle, le plasma étant comprimé au moyen de champs magnétiques très intenses et de lasers. Des progrès ont toutefois été accomplis durant cette période puisqu'on parvient désormais à maintenir la réaction pendant plus d'une minute tout en produisant plus d'énergie que l'on en consomme.

La fusion nucléaire est l'objet de plusieurs expériences colossales, telles que le projet international ITER (à Cadarache) ou le laser français Mégajoule, ainsi qu'aux États-Unis ou au Japon.

== Voir aussi ==
{{Base|Category:Nuclear energy|l'énergie nucléaire}}

===Liens internes===
* [[Énergies renouvelables]]
* [[Limites des énergies renouvelables]]
* [[Propositions énergétiques pour la France]]
* [[Réseau Sortir du nucléaire]]
* [[Accidents nucléaires]]
* [[Déchets nucléaires]]
* [[Radioactivité]]

===Liens externes===
* http://www.sortirdunucleaire.org
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/nucle.htm Un dossier diversifié sur l'énergie nucléaire]
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/generation4.htm Les réacteurs de génération IV arriveront trop tard et en trop petit nombre]
* http://www.criirad.org/
* [http://blog.newlimits.org/2009/07/demi-siecle-explosions-nucleaires-2053/ 2053 explosions nucléaires en un demi-siècle]

=== Références ===
<References />

===Bibliographie===
* ''L'eau et le champagne menacés par les déchets radioactifs'', article de Michel Marie, "L'Ecologiste" n°19, juin-juillet-août 2006, p. 28-29
* Film « [http://www.arte.tv/fr/Comprendre-le-monde/Dechets--le-cauchemar-du-nucleaire/2766888.html Déchets, le cauchemar du nucléaire] » de Eric Guéret et Laure Noualhat.

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[[Catégorie:Énergie nucléaire|*]]

Énergie nucléaire

2013-02-26T19:41:22Z

Energetik : /* Introduction */

{{Vivre ensemble}}
L''''énergie nucléaire''' désigne l'énergie libérée par la fission ou la fusion des noyaux des atomes.

Cet article traite essentiellement de son usage civil pour la production d'électricité.

== Introduction ==

Découverte dans les années 1930, la fission nucléaire est utilisée à des fins civiles et militaires. Elle consiste à scinder un noyau atomique lourd (uranium par exemple) en noyaux plus petits. 1% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé par les centrales nucléaires actuelles et par les premières bombes atomiques.

La fusion nucléaire consiste à fusionner deux petits noyaux en un plus gros (typiquement, deux noyaux d'hydrogène fusionnant en un noyau d'hélium). 10% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé actuellement par les bombes à hydrogène. D'éventuels usages civils sont théoriquement prometteurs (hydrogène et deutérium se trouvent aisément et l'hélium produit ne serait pas radioactif) mais les recherches menées depuis 40 ans n'ont toujours pas abouties même si des progrès ont été réalisés.

== Place de l'énergie nucléaire ==
{{loupe|Limites des énergies renouvelables}}

Aujourd'hui, l'énergie nucléaire représente 80% de la production électrique française mais seulement 9.5% de la production électrique mondiale. Les énergies renouvelables produisent beaucoup plus, leur part (en augmentation continue) a dépassé 20% de la production mondiale (cf Key worl energy statistics, AIE), dont 17% d'hydroélectricité. Les renouvelables constituent donc la principale alternative aux énergies fossiles.

De plus, la puissance d'une centrale nucléaire ne peut pas être rapidement ajustée, il faut environ une heure pour arriver à pleine puissance en partant d'une centrale nucléaire au repos. Au mieux, elle ne peut donc fournir que le gros de la production. Les variations rapides de la consommation (ou de la production des renouvelables : baisse du vent ou de la luminosité) peuvent toujours être compensées par exemple par l'hydroélectricité.

Enfin, le nucléaire ne peut prétendre à se substituer largement dans le monde aux énergies fossiles : les stocks disponibles de combustible seraient trop faibles et tous les pays ne disposent pas des compétences et de la stabilité nécessaires.<ref>[http://www.notre-planete.info/actualites/actu_1291.php Le nucléaire : une solution d'avenir ?] - notre-planete.info</ref>

=== Alternatives pour la France ===
{{loupe|Propositions énergétiques pour la France}}
[[Image:Nuclear-futur.jpg|thumb|270px|Centrales nucléaires entre Beijing et Tianjin (Chine)]]
L'alternative la plus simple serait de faire ce qu'on l'on fait dans la plupart des pays développés (hormis ceux ayant un potentiel hydroélectrique exceptionnel, comme le Brésil) : utiliser principalement les [[Énergie fossile|énergies fossiles]], notamment le [[charbon]], pour un coût de l'électricité globalement similaire et des émissions de [[gaz à effet de serre]] fortement accrues. Mais serait-il possible de miser avant tout sur les [[énergies renouvelables]] ?

== Coûts financiers ==

Aujourd'hui, la France dispose d'un tarif électrique dans la moyenne européenne<ref>[http://www.vie-publique.fr/actualite/alaune/energie-prix-du-gaz-electricite-europe.html Viepublique.fr] - Le coût de l'électricité en France.</ref> et indépendant des cours des énergies fossiles qui augmenteront sur le long terme. Mais la question du coût réel et futur de l'énergie nucléaire fait l'objet d'une controverse. Les raisons en sont les suivantes :

* Les premiers investissements dans le nucléaire civil furent réalisés par l'État français et non par EDF, le budget de cette entreprise ne fut donc pas grévé par les emprunts correspondants. Or, la France va devoir renouveler son parc si elle maintient son choix nucléaire. En France, ce coût serait estimé à 345 milliards d'euros<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/dossiers/energie/flop-economique.pdf Sortir du nucléaire - Le flop économique]</ref> (plutôt 500 milliards en fait : ces chiffres étaient basés sur l'expérience anglaise alors que la France miserait sur l'EPR, plus coûteux au départ). La somme semble gigantesque mais il faut relativiser : sur 40 ans et en conservant la production actuelle de 400 TWh, cela représenterait 2 centimes par kWh.

* Un autre facteur est le coût de la matière première. En réponse aux tendances inflationnistes sur le long terme des énergies fossiles, l'énergie nucléaire connaît un nouvel essor mondial, ce qui exerce une pression sur les prix des combustibles. Cela dit, le coût de ces matières premières ne représente aujourd'hui que 12% du coût de production.<ref>[http://nucleaire.cea.fr/fr/repere/nucleaire_economie.htm CEA - L'économie du nucléaire]</ref> et l'EPR devrait consommer moins de combustible (22% de gain d'efficacité annoncés). Même si ce coût venait à doubler, le prix final n'en serait que peu affecté.

* Le coût du démantèlement est également souvent évoqué comme une autre source d'énigme. Initialement grandement sous-estimé, les expériences se sont multipliées ces dernières années, en France et à l'étranger, et on commence à en avoir une meilleure idée. Celui-ci serait en fait supérieur à dix milliards.<ref>[http://www.romandie.com/infos/news2/100721095124.4f1ixszu.asp Romandie News] - EDF envisage d'affecter 50% de RTE au démantèlement des centrales.</ref> Là encore, il n'y pas vraiment de quoi questionner le choix nucléaire.

* Dans le contexte nucléaire, l'État français a poussé au développement de dispositifs électriques de confort thermique, peu coûteux à l'achat mais ayant un faible rendement énergétique : pour produire une calorie thermique, il a fallu produire plus de deux calories électrique. Qui plus est, durant les pointes hivernales, on fait appel à de l'électricité d'origine fossile (jusqu'à 30%) en partie importée d'Allemagne. Sur le plan des émissions de {{CO2}}, l'opération reste légèrement avantageuse mais pas en termes de dépenses pour les usagers.<ref>[http://www.manicore.com/documentation/chauffage_electrique.html Manicore - Chauffage électrique]</ref>

* Certains coûts sont externalisés : la pollution environnementale (problème existant aussi pour les centrales fossiles), le coût de la sécurité (prise en charge par l'armée) et surtout les déchets pour lesquels aucune stratégie de long terme n'a été définie et ne font pas l'objet de provisions financières.

Enfin, il faut prendre en compte que puisque la seule alternative au nucléaire ayant des émissions faibles de {{CO2}} est un mélange renouvelables-fossiles, et puisque ces solutions sont elles-mêmes coûteuses (redondance des installations, cours à long terme des combustibles fossiles, coûts élevés des solutions renouvelables), le nucléaire semble bien apparaître comme économiquement pérenne et avantageux.

== Sécurité ==
''Le court article sur la [[radioactivité]] vous éclairera sur ces problèmes et les unités utilisées.''

En substance, une installation nucléaire civile présente des risques comparables à d'autres activités industrielles : déflagration et contamination. Mais la nature de la radioactivité place les installations nucléaires parmi les industries les plus dangereuses. Concernant la contamination, nous verrons ce qu'il en est plus tard, en examinant les accidents qui eurent lieu dans le passé.

A propos de déflagrations, on parle de risques d'explosion chimique et non nucléaire : les installations nucléaires conventionnelles (tous les réacteurs français) n'utilisent pas de réactifs susceptibles de causer une explosion nucléaire. En revanche, certains réacteurs militaires ou des réacteurs civils expérimentaux à neutrons rapides (comme le fut Superphénix mais il n'en existe plus en France) peuvent manipuler ce genre de produits. Ça ne signifie pas que le risque soit négligeable : une explosion chimique peut être particulièrement violente, il suffit de se rappeler celle de l'usine AZF de Toulouse. Et, surtout, une telle explosion disperse les produits radioactifs qui sont sur place.

Enfin, notons que même si les accidents sont rendus improbables, ils finiront toujours par arriver sur une période suffisamment longue. La question est donc de savoir si le nucléaire constitue un risque acceptable ou non.

=== Différences entre les réacteurs conventionnels et Tchernobyl ===
[[Image:Thermal_reactor_diagram.png|thumb|Schéma du fonctionnement d'un réacteur nucléaire conventionnel]]

Une condition généralement admise pour qu'un réacteur nucléaire ne puisse s'emballer est qu'il soit conçu de façon à ce que la réaction de fission ne puisse se produire que lorsque les systèmes sont actifs et générer lui-même, naturellement, les conditions qui le pousseront à s'arrêter en cas de problème. Autrement dit il doit présenter des rétro-actions négatives.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/inf06.html World Nuclear - Safety of Nuclear Reactors]</ref>

Par exemple, dans les réacteurs conventionnels (y compris l'EPR), l'eau agit à la fois comme modérateur (la couche qui ralentit les neutrons) et fluide caloporteur (chargé de refroidir le réacteur). Si la réaction s'accroît, l'eau chauffe (caloporteur) et sa densité diminue. Puisque l'eau est aussi le modérateur, les neutrons ne sont plus ralentis et arrivent trop vite pour provoquer d'autres fissions : ils s'échappent alors vers les couches de confinement et la réaction tend à s'éteindre. On parle pour de tels réacteurs de coefficients de vide négatifs.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/chernobyl/voidcoef.htm World Nuclear - Positive Void Coefficient]</ref>. Toutefois, on a vu à Fukushima que dans certains cas des conditions persistent qui permettent à la réaction de se dérouler sans toutefois s'emballer.

Le réacteur de Tchernobyl, en revanche, présentait un coefficient de vide positif. Voilà pourquoi, en 3 à 5s, la réaction a pu s'emballer et être multipliée par cent, restant par la suite 15 jours en activité. Tous les réacteurs français ont un coefficient de vide négatif et il est interdit aux États-Unis de construire des réacteurs à coefficient de vide positif. Beaucoup de centrales soviétiques ont encore un coefficient de vide positif mais des aménagements de sécurité ont été ajoutés suite à Tchernobyl. Au Canada, tous les réacteurs CANDU présentent un coefficient de vide positif mais assez faible. Les autorités canadiennes arguent que ce faible coefficient leur laisserait assez de temps avant l'emballement pour prendre les mesures nécessaires, ce qui est vrai tant que les conditions le leur permettent et que les systèmes de secours se comportent normalement (à Tchernobyl, le retrait des barres de combustible fut impossible, les mécanismes ayant été tordus par la chaleur).<ref>[http://www.nuclearfaq.ca/cnf_sectionD.htm Nuclearfaq.ca]</ref>

=== Accidents passés : bilan et leçons ===
{{loupe|Accidents nucléaires}}
A part de l'étude de la liste des accidents graves liés à l'énergie nucléaire civile, on peut tenter d'évaluer le risque posé par ceux-ci. Il ressort que seuls deux accidents à ce jour eurent des effets majeurs sur l'environnement et les populations : des centaines de morts, des dizaines de milliers de cancers développés dans les années ou décennies qui suivirent, peut-être des milliers de malformations infantiles, et des centaines de km² interdits pour longtemps. Ce bilan est également comparable à celui d'une autre catastrophe industrielle : Bhopal.

Remarquons aussi que trois de ces quatre accidents furent causés par de graves erreurs de conception et témoignent de l'amateurisme des débuts du nucléaire. Les erreurs qui ont causé ces problèmes ont depuis été corrigées (certaines l'étaient déjà ou avaient été évitées dans d'autres pays avant qu'elles ne se produisent) et chaque accident a permis d'améliorer les procédures de sécurité, la conception des installations et la façon de minimiser les erreurs humaines, considérées comme inévitables. Bien entendu, rien ne dit que toutes les erreurs de conception possibles ont été éliminées, ni que de nouvelles n'ont pas été introduites depuis.

Par ailleurs, les deux accidents les plus graves se sont produits sous l'ère soviétique, ce qui n'est pas anodin : les responsables étaient souvent incompétents (nommés du fait de leur fidélité). Par ailleurs ils étaient soumis à une forte pression et promus en fonction des résultats de productivité, récompensant ceux qui ignoraient les procédures de sécurité. Malheureusement, on ne peut que faire le parallèle avec les méthodes modernes de gestion, en particulier dans le secteur privé mais pas exclusivement. Faut-il considérer que la privatisation des entreprises gérant le nucléaire, ou leur mise en concurrence avec des acteurs privés, est une grave prise de risque, sachant que même lorsque l'État reste majoritaire l'ouverture du capital conduit systématiquement à des changements de méthode de gestion, afin de satisfaire les actionnaires et leur fournir rapidement les dividendes attendus, et une croissance rapide et soutenue ?

=== Risques d'accidents futurs et gravité potentielle ===

Afin d'évaluer les conséquences d'un accident moderne, il faudrait regarder quelles quantités de matières radioactives seraient éjectées et leur nature (demi-vie, influence sur l'organisme, etc). Pour les centrales modernes, leur puissance est légèrement supérieure à celle de Tchernobyl mais elles utilisent moins de combustible pour une même quantité d'énergie produite. En revanche, pour les usines de retraitement de la Hague et de Marcoule, qui stockent des décennies de déchets à haute activité des centrales françaises, il existe un risque extrême. Certes, Areva argue de la très haute sécurité du site et du conditionnement des déchets, capables de faire face à la chute d'un avion de ligne.<ref>[http://areva.com/FR/actualites-5379/le-point-sur-la-surete-de-l-usine-de-la-hague-face-au-risque-de-chute-d-avion.html Communiqué] d'Areva sur la sûreté de l'usine de la Hague face au risque de chute d'avion.</ref> Mais quand bien même... Un accident indéterminé pourrait après tout provoquer la volatilisation et la dispersion des déchets à haute activité aujourd'hui vitrifiés, ce qui causerait une catastrophe incomparablement plus grande que Tchernobyl au vu des quantités entreposées. Et toutes les mesures de sécurité ne garantissent pas que cela ne surviendra jamais, aucune loi physique ne l'empêche. C'est là un mode gestion peu prudent, il conviendrait plutôt de limiter les conséquences possibles de toute forme d'événement.

Enfin, il existe des risques toxiques autres que la radioactivité : le plutonium en lui-même est un poison très puissant, quelques microgrammes suffisant à tuer un homme. Or, la France en produit en quantité et la Hague en stocke plus de 50 tonnes. Qui plus est, des controverses se tiennent autour des rejets radioactifs et chimiques pratiqués dans le cadre normal, non-accidentel, d'exploitation. Voir à ce sujet le chapitre [[#Environnement]].

== Environnement ==

=== Émissions de gaz à effet de serre ===
L'énergie nucléaire se distingue par ses très faibles émissions en {{CO2}}, probablement les plus faibles par unité d'énergie produite, bien plus faibles que celles des énergies fossiles ou du solaire photovoltaïque.<ref>[http://www.planetoscope.com/nucleaire/884-Kilos-d-uranium-consommes-par-les-centrales-nucleaires.html Statistiques sur l'uranium consommés par les centrales nucléaires]</ref> A tel point que tout changement important de stratégie énergétique se traduirait par des hausses des émissions, sans doute au point de rendre les engagements internationaux de la France en matière de réduction des émissions de {{CO2}} inatteignables. En effet, le nucléaire a permis à la France d'avoir aujourd'hui des émissions de {{CO2}} par habitant très basses, loin derrière des pays pourtant plus "verts" dans leur quotidien et promoteurs des énergies éolienne et photovoltaïque (France : 6,2 t/hab ; Allemagne : 9,8 t/hab ; Norvège : 12,2 t/hab ; États-Unis : 20,1 t/hab).<ref>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_pays_par_%C3%A9missions_de_dioxyde_de_carbone_par_habitant Wikipedia - Liste des pays par émissions de dioxyde de carbone par habitant]</ref>

=== Déchets ===
{{loupe|Déchets nucléaires}}
La gestion des déchets nucléaires est sans doute le problème le plus crucial de l'énergie nucléaire civile. Voici leur catégories et le montant de la production française :

* '''Déchets à haute et moyenne activité à vie longue''' : moins de deux tonnes par an. Ce sont les matériaux issus du cœur du réacteur. Il s'agit de déchets très dangereux dont la durée de vie est de plusieurs centaines de milliers d'années, voire millions d'années. Ils bénéficient d'un conditionnement très particulier (vitrification pour les plus dangereux) mais sont pour l'heure entreposés sur les sites de la Hague et de Marcoul en du choix d'un site de stockage en couche géologique profonde. Ce stockage temporaire pose des problèmes de sécurité puisque leur potentiel de nocivité est immense, bien supérieur aux dégâts produits par Tchernobyl.
* '''Déchets à faible activité à vie courte''' : plusieurs tonnes par an, concentrant 99% de la radioactivité des déchets produits. Il s'agit d'outils utilisés dans l'exploitation du nucléaire (gants, etc). Ces déchets font l'objet d'un conditionnement simple mais diversifié selon les matériaux : soit coulés dans des matrices (de bitume, résine, ciment, etc) soit simplement stockés dans des futs de même matière. Ils sont stockés sur les sites de la Manche et de l'Aube, soit enfouis sous des tumulus de terre, soit scellés dans des casemates remplies de béton.
* '''Déchets à très faible activité''' : des dizaines de tonnes par an. Il s'agit de déchets n'ayant pas d'activité radioactive mais ayant été utilisés dans l'industrie nucléaire. Il peut par exemple s'agir des débris de centrales démantelées. Leur traitement spécifique était une exception française, ils vont désormais être traités comme des déchets conventionnels et généralement recycles pour être utilisés dans les industries conventionnelles.
* '''Déchets issus de l'activité minière''' : des centaines de milliers de tonnes de matériaux par an (roches, terre, etc), qui sont de faible activité à vie longue (FAVL). Ils ont été produits et stockés dans les pays producteurs (Niger, Canada, Australie, etc) mais aussi en France par le passé. Ces déchets sont comparables avec ceux d'autres activités minières (les quantités générées pour les besoins des centrales au [[charbon]] sont même bien plus importantes par kWh produit par exemple) même si la radioactivité y est plus prononcée.
* '''Déchets issus de la préparation du combustible''' : des dizaines de milliers de tonnes par an de boues FAVL contenant de l'uranium.<ref>[http://www.languedoc-roussillon.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Compte_Rendu_10_cle22ab28.pdf Compte-rendu de la réunion du CLIC Narbonne-Malvesi]</ref> Beaucoup de ces déchets sont entreposés dans d'anciennes mines françaises ou éparpillés sur de nombreux sites en France.

=== Autres pollutions ===
[[Image:Cominak.png|thumb|Stockage à ciel ouvert de déchets à faible activité sur le site de Cominak]]
* L'usine de la Hague opère, dans son fonctionnement normal, des rejets radioactifs, pour 36.000 sieverts par an. Ceux-ci sont versés en mer, au large et en profondeur, dans les lieux de forts courant marins (ce qui motiva le choix de cet emplacement) afin de procéder à une dilution, ce qui a en principe un impact nul sur l'environnement. Cela dit, au lieu même des rejets sous-marin et au-dessus des cheminées de l'usine, la radioactivité est importante même s'il ne semble pas y avoir de conséquences pour les populations voisines. En revanche, on estime que les divers rejets accidentels qui se sont produits à la Hague seraient responsables d'un surcroît de 36% de leucémies autour du site. Enfin,les pêcheurs présentaient une irradiation moyenne 3,5 fois supérieure à l'irradiation naturelle, même si les connaissances sur la [[radioactivité]] laissent penser que ce serait sans conséquence sanitaire.<ref>[http://nucleaire-nonmerci.net/STOA.pdf Rapport final de WISE Paris pour le panel STOA] - Effets toxiques éventuels engendrés par les usines de retraitement nucléaire à Sellafield et au cap de la Hague.</ref>

* Les réacteurs en eux-même n'opèrent pas de rejets radioactifs dans l'environnement : le voisinage d'une centrale présente une radioactivité normale, naturelle. Des incidents se produisent certes régulièrement (quelques dizaines par an en France) mais très peu conduisent à des rejets extérieurs et il est encore plus rare que ces rejets soient préoccupants pour la santé des populations proches ou la sécurité du site. Ces incidents sont signalés à l'ASN (autorité de sûreté nucléaire) et rendus publics, et sont régulièrement publiés dans les médias. En tout état de cause, ils ne semblent pas plus graves que les incidents qui se produisent dans d'autres industries. Toutefois, un surcroît de cas de légionellose a été détecté autour de certaines centrales nucléaires.<ref>[http://www.asn.fr/index.php/S-informer/Actualites/2006/Renforcement-de-la-prevention-de-la-legionellose-autour-des-centrales-nucleaires Autorité de Sûreté Nucléaire] - Renforcement de la prévention de la légionellose autour des centrales nucléaires.</ref> Le seuil exact de contamination étant mal connu, EDF bénéficie de dérogations qui lui accordent des latitudes sur les concentrations de légionelles.

* Comme toute industrie, celle-ci recourt massivement aux produits chimiques, notamment dans les sites en amont et en aval des réacteurs dans le processus industriel : acide nitrique (retraitement des déchets), acide fluorhydrique (concentration du combustible), etc. Et, bien sûr, elle produit également divers composés nocifs, tel que l'oxyde d'uranium. Ces produits ne sont pas relâchés de façon sauvage, ils font l'objet d'un retraitement et sont soumis à des normes. Mais, malgré le respect des normes, diverses pollutions sont générées, telle que l'eutrophisation à l'azote de l'étang de Bages-Sigean. Par ailleurs, des incidents sont inévitables et causent régulièrement des pollutions chimiques locales.<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/communiques/affiche.php?aff=486 Communiqué] du [[Réseau Sortir du nucléaire]] - Le nucléaire, une énergie propre ?</ref> Là aussi, ces incidents sont signalés en France à l'ASN qui les rend publics.

* La Commission de Recherche et d'Information Indépendantes sur la Radioactivité (Criirad, organisation non-gouvernementale) a établi de nombreux documents<ref>[http://www.mondialisation.ca/index.php?context=va&aid=5476 Article] de la Crirad sur les conditions d'exploitation des mines d'uranium par les filliales d'AREVA et les normes ISO</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/somniger.html Page] de la collaboration 2010 Greenpeace/Criirad sur l'exploitation de l'uranium au Niger</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/notecriiradarlit.pdf Bilan des analyses 2004-2005] sur l'impact de l'exploitation de l'uranium sur les filliales d'Areva-Cogema au Niger</ref> sur l'exploitation des mines au Niger et ailleurs. Il en ressort plusieurs problèmes de contaminations environnementales au-dessus des normes légales (la plupart sans doute inoffensives mais d'autres plusieurs dizaines de fois au-dessus des seuils) affectant les habitats civils dans le voisinage des mines, ainsi qu'un laxisme certain dans la gestion des déchets radioactifs, comme le stockage définitif à ciel ouvert sur le site de Cominak. Elle note aussi l'exploitation en plein désert des eaux de la nappe fossile (''i.e.'' non-renouvelable) de Tarat, 275 millions de mètres cubes ayant été pompés jusqu'à aujourd'hui, dont 40% pour les installation industrielles.

== Approvisionnement en combustible ==

Comme pour les centrales fossiles, les stocks d'uranium sont limités. Les réserves accessibles avec un coût inférieur à 130$ par kilo sont aujourd'hui de 60 années<ref>[http://www.sfen.org/fr/question/uranium.htm SFEN]</ref> en se basant sur la consommation actuelle. Or, cette consommation augmentera à l'avenir même si les réacteurs deviennent plus efficaces (l'EPR revendique un usage du combustible 22% plus efficace que l'ancienne génération de centrales). Cependant, on estime que le fonctionnement de la prochaine génération de centrales nucléaires serait au moins assuré.

L'uranium est extrait sur quatre continents. Les six premiers pays producteurs sont le Canada (30% du total), l’Australie (21%), le Niger (8%), la Namibie (7.5%), l’Ouzbékistan (6%) et la Russie (6%). Une autre partie de l'approvisionnement provient des stocks militaires surnuméraires (États-Unis et Russie) et du retraitement d'une partie du combustible usé.

Enfin, la France utilise également du combustible MOX, constitué de plutonium (assez commun) et d'uranium appauvri (un déchet de l'enrichissement de l'uranium, la phase qui permet, à partir de l'uranium naturellement extrait, de produire l'uranium enrichi utilisée dans les centrales nucléaires conventionnelles). Peu rentable à l'époque, ce choix devrait désormais être fait par d'autres pays.

=== Surgénérateurs ===
À long terme, il existerait un moyen de prolonger l'exploitation du nucléaire, en consommant 50 à 100 fois moins d'uranium pour produire les mêmes quantités d'énergie : la surgénération (réacteurs à neutrons rapides, ''fast breeders''). Ce sujet est, une fois encore, source de nombreuses controverses.

Un surgénérateur est un réacteur nucléaire qui crée plus de noyaux fissiles (noyaux pouvant être scindé en noyaux plus petits selon le principe de la fission nucléaire) qu'il n'en consomme. Cela est possible en transmutant des noyaux fertiles (des noyaux non-fissiles, tels que l'uranium appauvri ou le thorium, et disponibles en grandes quantités) en noyaux fissiles (plutonium par exemple). Le réacteur ne crée évidemment pas de la matière à partir de rien, disons simplement qu'il suffit de lui fournir des éléments plutôt communs qu'il transmutera en combustible et brûlera. Économiquement cela semble attirant mais, en pratique, de nombreuses difficultés techniques font que ce type de réacteur n'est intéressant qu'à partir d'un certain prix de l'uranium. Évidemment, cette technologie prendra plus de valeur à l'avenir. Qui plus est, elle permettrait la transmutation de déchets hautement actifs en combustibles.

Mais ces surgénérateurs ont un défaut rédhibitoire : le risque d'emballement. Tchernobyl n'était pas un surgénérateur mais, comme lui, ces réacteurs présentent des rétro-actions positives qui poussent le réacteur à s'emballer. Il faut des contrôles actifs (qui peuvent échouer) pour maintenir le cœur à son niveau de réaction et prévenir l'emballement. D'autant qu'un surgénérateur est exploité en-dessous de son régime maximal. Même s'il est vrai que le réacteur de Tchernobyl présentait d'autres problèmes de conception et de gestion et que les surgénérateurs modernes s'emballeraient moins vite, c'est un risque bien supérieur à celui des réacteurs conventionnels.<ref>[http://www.thebulletin.org/web-edition/features/the-safety-inadequacies-of-indias-fast-breeder-reactor Article de] The Nuclear Bulletin - The safety inadequacies of India's fast breeder reactor</ref>

Enfin, ces surgénérateurs ont connu des destins malheureux dans le passé, souvent arrêtés prématurément. L'exemple le plus célèbre est français, avec Superphénix. Souvent raillé, ce réacteur n'a été exploité que 53 mois en onze années. Mais les problèmes techniques initiaux, dû à des erreurs de conceptions et une grande complexité technique, n'ont causé que 25 mois d'arrêt. Ce sont avant tout les fermetures administratives (suite à des actions en justice, des interventions parlementaires, la nécessité d'examens, etc) qui ont représenté 54 mois de fermeture. La dernière année, ce réacteur afficha même un excellent taux de disponibilité. Des débats subsistent sur les raisons de sa fermeture par Lionel Jospin en 1997 : pour les uns, cela était dû à un manque d'intérêt économique alors que les prix de l'uranium étaient bas. Pour d'autres, il s'agissait d'une concession faîte au parti des Verts, alors membre important de la "gauche plurielle". Notons un regain d'intérêt récent pour la surgénération : en Inde, du fait de la présence importante de thorium, et aux Etats-Unis avec le projet ''Generation-IV'' pour la prochaine génération de centrales.

== Perspectives futures ==

La fusion nucléaire est parfois présentée comme le Saint-Graal de l'énergie nucléaire civile : a priori économique (rendement dix fois plus grand que pour la fission), utilisant un combustible disponible à profusion (un milliard d'années de réserve), avec des risques plus faibles de contamination radioactive (combustibles et produits non-radioactifs) et a priori de meilleures conditions de sécurité (contesté par des scientifiques reconnus tels que Pierre-Gilles de Gennes<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/de-gennes.htm Recherche : le cri d'alarme d'un prix Nobel] - Les Echos - Jeudi 12 janvier 2006</ref> ou le japonais Koshiba), avec une absence totale de risque d'emballement (dans le cadre des recherches menées, l'un des problèmes est en fait d'empêcher la réaction de s'arrêter d'elle-même).

Mais les recherches ont débuté depuis plus de quarante ans. On estimait alors le temps nécessaires à quatre décennies et, aujourd'hui, on en donne toujours la même estimation. Qui plus est, les coûts de recherche sont estimés en milliards d'euros et ne cessent d'augmenter.<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/la-rech.htm Le coût d'ITER pourrait flamber] - La Recherche n°422 - septembre 2008</ref> Le défi est en effet important puisqu'il faut projeter les noyaux atomiques l'un contre l'autre à des vitesses extraordinaires (des centaines de millions de degrés) en luttant contre leur répulsion naturelle, le plasma étant comprimé au moyen de champs magnétiques très intenses et de lasers. Des progrès ont toutefois été accomplis durant cette période puisqu'on parvient désormais à maintenir la réaction pendant plus d'une minute tout en produisant plus d'énergie que l'on en consomme.

La fusion nucléaire est l'objet de plusieurs expériences colossales, telles que le projet international ITER (à Cadarache) ou le laser français Mégajoule, ainsi qu'aux États-Unis ou au Japon.

== Voir aussi ==
{{Base|Category:Nuclear energy|l'énergie nucléaire}}

===Liens internes===
* [[Énergies renouvelables]]
* [[Limites des énergies renouvelables]]
* [[Propositions énergétiques pour la France]]
* [[Réseau Sortir du nucléaire]]
* [[Accidents nucléaires]]
* [[Déchets nucléaires]]
* [[Radioactivité]]

===Liens externes===
* http://www.sortirdunucleaire.org
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/nucle.htm Un dossier diversifié sur l'énergie nucléaire]
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/generation4.htm Les réacteurs de génération IV arriveront trop tard et en trop petit nombre]
* http://www.criirad.org/
* [http://blog.newlimits.org/2009/07/demi-siecle-explosions-nucleaires-2053/ 2053 explosions nucléaires en un demi-siècle]

=== Références ===
<References />

===Bibliographie===
* ''L'eau et le champagne menacés par les déchets radioactifs'', article de Michel Marie, "L'Ecologiste" n°19, juin-juillet-août 2006, p. 28-29
* Film « [http://www.arte.tv/fr/Comprendre-le-monde/Dechets--le-cauchemar-du-nucleaire/2766888.html Déchets, le cauchemar du nucléaire] » de Eric Guéret et Laure Noualhat.

{{Multi bandeau|Portail Énergie|Portail Vivre ensemble}}
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[[Catégorie:Énergie nucléaire|*]]

Limites des énergies renouvelables

2013-02-22T19:38:21Z

Energetik :

{{Vivre ensemble}}

Au vu des technologies connues et de leurs besoins énergétiques, il serait impossible pour la quasi-totalité des pays industrialisés d'avoir une production énergétique uniquement, ou même essentiellement, issue des ''énergies renouvelables''. Globalement, seuls font exception les pays disposant d'un fort potentiel hydroélectrique. Pour les autres, les ressources fossiles, parfois complétées par du nucléaire, demeurent incontournables et ce pour longtemps sans doute.
En effet, les énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon) couvrent à ce jour 85% de la consommation mondiale d'énergie (énergie dit "finale"), les énergies renouvelables seulement 13% (le nucléaire étant marginal avec 2%).
La part des énergies renouvelables croît continuellement mais cette augmentation sera encore plus rapide lorsqu'il sera possible de stocker de grandes quantités d'énergie à un coût raisonnable.

== Production d'électricité de source renouvelable (TW·h)==
Pour référence et afin de mieux comprendre la suite de l'article, voici la liste des dix plus grand producteurs mondiaux d'électricité à base d'énergie renouvelable. Les chiffres sont exprimés en TW·h. Notez que les pays recourant massivement aux renouvelables sont ceux ayant un territoire avec un fort potentiel hydroélectrique (Brésil, Canada, Norvège). Si l'on omet cette énergie, la production d'énergie renouvelable chute drastiquement pour devenir anecdotique.

{| class="ekotable"
|-
! N°
! Pays
! Total<ref>[http://www.bp.com/productlanding.do?categoryId=6929&contentId=7044622 Statistical Review of World Energy 2008]</ref>
! Total renouvelable<ref>[http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_renewable_electricity_production List of countries by electricity production from renewable sources]</ref>
! [[Hydroélectricité|Hydro]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?d=EDATA&f=cmID%3aEH UN Energy Statistics Database] - 2006 hydroelectric power data</ref> 
! [[Énergie Éolienne|Éolien]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?d=EDATA&f=cmID%3aEW UN Energy Statistics Database] - 2006 wind power data</ref> 
! [[Biomasse]]
! [[Énergie solaire|Solaire]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?d=EDATA&f=cmID%3aES UN Energy Statistics Database] - 2006 solar electricity data (publicly produced)</ref> 
! [[Géothermie]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?q=null&d=EDATA&f=cmID%3aEG%3btrID%3a01 UN Energy Statistics Database] - 2006 geothermal power data</ref> 
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|-
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| 4316
| 375.6 (8,7%)
| 250.8<ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Hydroelectricity</ref>
| 52.0
| 55.4<ref name=usa>http://www.eia.doe.gov/cneaf/alternate/page/renew_energy_consump/table3.html</ref> (2007)
| 0.596
| 16.778
|
|-
|4
| Canada
| 599
| 369.7 (61,7%)
| 368.2
| 1.471
|
| 0.017
|
|
|-
|5
| Russie
| 1036
| 179.1 (17%)
| 174.604
| 0.007
|
|
|
| 0.41
|-
|6
| Norvège <ref>http://ec.europa.eu/dgs/energy_transport/figures/pocketbook/doc/2007/2007_energy_ext_renewables_gross_electricity_generation_en.pdf</ref>
| 142,7
| 137.3 (96%)
| 136.572
| 0.506
| 0.2<ref>http://www.sffe.no/documents/strategi/SFFE_RD-strategy_2008.pdf</ref>
|
|
|
|-
|7
| Inde
| 834
| 137.1 (16%)
| 122.4
| 14.7
|
|
|
|
|-
|8
| Japon
| 1154
| 95.0 (8%)
| 86.350
| 1.754
|
| 0.002
| 3.027
|
|-
|9
| Vénézuela
| 119,3
| 83.9 (70%)
| 83.9
|
|
|
|
|
|-
|10
| Allemagne
| 639
| 68.7 (10%)
| 26.717
| 38.5
|
| 3.5<ref>http://www.german-renewable-energy.com/Renewables/Redaktion/PDF/es/Vortraege-2008/es-Renewable-Energy-Asia-2008-Bard,property=pdf,bereich=renewables,sprache=es,rwb=true.pdf</ref>
|
|}
<nowiki>* </nowiki> Les autres sources incluent l'énergie [[Énergie marémotrice|marémotrice]] et la production d'énergie à base de déchets.

== Aléas de la production ==
Ce problème concerne principalement l'[[énergie éolienne]] mais aussi l'[[énergie solaire]] photovoltaïque. En effet, celles-ci produisent de l'énergie lorsqu'il y a du vent ou du soleil. À contrario, les consommateurs réclament une électricité disponible à tout moment. En l'absence de moyen de stockage à large échelle et efficace de l'énergie, il y a donc une incompatibilité qui ne peut être résolue. C'est là une différence fondamentale par rapport aux énergies traditionnelles "actives" qui, toutes, fonctionnent sur demande. Pour simplifier, par une nuit sans vent, la production totale des éoliennes et panneaux solaires est nulle et rien n'alimente le réseau.

=== Intermittence ===
[[Image:Consommation_électrique_hivernale_en_PACA.gif|thumb|330px|right|Consommation hivernale quotidienne moyenne sur 24h en PACA]]
La consommation électrique est extrêmement variable. Les pics de consommation sont atteints, en France, en hiver et plus précisément aux alentours de 20h (comme illustré par le graphique ci-contre)<ref>[http://clients.rte-france.com/lang/fr/visiteurs/vie/courbes.jsp RTE - Courbes de consommation]</ref>. Durant cette saison, les panneaux solaires produisent durant huit heures par jour seulement et sous un ensoleillement réduit. À défaut de pouvoir stocker l'énergie produite durant la journée, l'[[énergie solaire]] ne peut que faire office de doublon puisqu’elle ne produit strictement rien lors des pics de consommation. Elle compte donc comme nulle par rapport à la capacité totale de production nécessaire à tout moment.

Un problème similaire se retrouve avec l'[[énergie éolienne]] : il arrive régulièrement que, certaines journées, la production éolienne soit très faible, et ce, même sur une très large étendue géographique (voir graphique de la section ci-dessous). En conséquence, même en installant une capacité de production par éolienne 10 fois supérieur à la consommation annuelle, cela serait absolument insuffisant en soi pour permettre d'assurer la disponibilité d'électricité à chaque instant : Il n'est pas rare que l'anti-cyclone sibérien s'étende à toute l'Europe pour créer une zone quasiment sans vent pour plusieurs jours voire semaines (Souvenez vous de la canicules de 2006). Les vendeurs d'éolienne eux-même parlent de nécessité de capacités de stockage égale à 8 fois la capacité de production éolienne journalière; mais comme on le verra ci-dessous, stocker l'électricité n'a rien d'évident.

=== Variabilité ===
[[Image:Variabilité de l'énergie éolienne.jpg|thumb|330px|right|Simulation de la production éolienne en décembre en Europe]]
Un autre problème est celui de la variabilité. Puisque le stockage est difficile, il faut donc pouvoir pallier les déficits de production par une production complémentaire. Mais la variabilité de ces énergies renouvelables est très rapide, même en atténuant le problème en interconnectant des installations sur de larges étendues géographiques<ref>[http://www.trade-wind.eu/index.php?id=13 TradeWind] - Projet public européen implémenté par des acteurs de l'éolien.</ref>. Or, toutes les productions "actives" ne peuvent pas satisfaire cette variabilité. Ainsi, les réacteurs nucléaires sont incapables de démarrer aussi rapidement et ce sont aujourd'hui les centrales fossiles qui doivent prendre le relai et amortir cette variabilité, en plus des dispositifs de stockage éventuellement mis en place.

Pour exemple, une étude<ref>[http://www.arer.org/pj/articles/457_rapport.pdf Etude] de l'influence des centrales photovoltaïques sur la stabilité du réseau réunionnais.</ref> réalisée pour l'Agence Régionale de l'Énergie à la Réunion observe que, sur un site donné, on peut observer des variations de production allant de +81% à -85% par demi-heure. Au niveau de l'île toute entière (superficie de 2500km², égale à 0,3% de celle de la métropole), cette variabilité va de -37% à +32% par demi-heure. Or, l'agence fixe une variabilité maximale de 15% par demi-heure afin que qu'elle soit supportable par l'opérateur du réseau, il est donc nécessaire de recourir à des dispositifs de stockage pour amortir ces variations rapides (et non pas pour stocker en vue de la nuit).

=== Les difficultés du stockage ===
En une nuit d'hiver, la France consomme plusieurs centaines de GWh. Soit plusieurs centaines de millions de kWh. Or, les batteries ont un coût s'échelonnant entre 200€ par kWh (batteries au plomb) et 2000$ par kWh (batteries Li-ion et Li-polymères) <ref>[http://www.mines-energie.org/Dossiers/Stock2005_15.pdf Note] de l'[[ADEME]] (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie)</ref> avec des caractéristiques - vitesse de charge, puissance délivrable, autodécharge, etc. - diverses et pas forcément adaptées au problème. Elles sont presque toujours polluantes, souvent même très polluantes et beaucoup font appel à des matériaux rares alors que leur espérance de vie n'est généralement que d'une poignée d'années (une à cinq pour la plupart) et le recyclage a un coût, aussi bien économique qu'énergétique. Leur encombrement est également loin d'être négligeable : de 3L à 13L par kWH.

Les piles à hydrogène, souvent jugées comme l'une des solutions de stockage les plus prometteuses pour l'avenir, mais outre le fait qu'elles utilisent du [[platine]], dont les réserves connues ne sont que de quelques milliers de tonnes - environ deux grammes par être humain, les différentes méthodes de production d'hydrogène possèdent un très mauvais rendement et seul le stockage géologique semble intéressant; en effet, par sa petitesse, la petite molécule d'hydrogène passe à travers les parois d'acier de qualité standard ou insuffisamment épaisse.

D'autres solutions existent. Par exemple la compression d'air, le pompage d'eau (on dépense de l'énergie pour élever l'eau dans un réservoir puis on la récupère en laissant chuter le liquide sur une turbine, comme dans un barrage) ou le chauffage d'un liquide (qui, en se refroidissant, rayonnera de l'énergie que l'on pourra récupérer). Là encore, ces solutions ont leurs propres caractéristiques et leurs propres limites. Il faut ainsi plus 36 mètres cubes d'eau élevés à dix mètres de hauteur pour stocker un kilowatt heure. Pour une nuit d'hiver française, c'est plus d'une centaine de fois le débit quotidien de la Loire qui serait nécessaire.

Parmi toutes les techniques de stockage actuelles, aucune à ce jour n'offre de solution suffisante pour résoudre le problème du stockage dans son ensemble. Certaines seraient adapté pour un stockage quotidien, et parfaitement impropre à un stockage saisonnier, et pour d'autres ce serait l'inverse. L’échelle des besoins si l'on devait reposer entièrement sur le stockage pour compléter des sources d'approvisionnement majoritairement intermittente serait proprement astronomique. Le stockage ne peut donc pas pallier seul aux problèmes d'intermittence. En revanche, il est nécessaire pour amortir les problèmes de variabilité.

=== Effet de foisonnement ===

Une solution efficace serait l'interconnexion à large échelle des réseaux électriques. Si l'on prenait l'exemple d'un réseau mondial, lorsqu'une moitié de la planète serait dans le noir, l'autre moitié recevrait les rayonnements du Soleil. Ce bénéfice se retrouverait également avec l'[[énergie éolienne]], quoique peut-être dans une moindre mesure. Cette réduction de l'intermittence et de la variabilité par la multiplication de sources éloignées est appelé ''effet de foisonnement''. Si un tel réseau pouvait être mis en œuvre, le solaire et l'éolien deviendraient alors beaucoup plus intéressants.

Toutefois, cela ne va pas sans poser de problèmes politiques et de sécurité : sachant qu'une poignée de défaillances dans le réseau européen ont pu entraîner des extinctions générales, ces problèmes de réseau peuvent-ils être circonvenus et à quel prix? Car en dehors de l'Occident il y a encore trop peu de pays à pouvoir garantir la stabilité, la sécurité et le professionnalisme nécessaires à une telle interconnexion. D'un autre côté, nous dépendons déjà de pays instables pour nos approvisionnements en pétrole. Enfin, sur le plan technique, il y a d'autres difficultés : si, sur cent kilomètres, une ligne à haute tension ne perd que 0.5% de son énergie, ce chiffre monterait à 50% sur 20000 km. Et ce, en conservant les puissances actuelles alors même que les besoins seraient plus importants et que les lignes haute-tension sont coûteuses. Baisser la puissance transportée en multipliant le nombre de lignes serait possible, mais augmenterait d'autant le coût.

Cela dit, l'idée fait son chemin. Au niveau européen, en hiver, grâce aux nombreux fuseaux horaires, la partie occidentale serait encore éclairée et pourrait produire de l'énergie solaire pour une Europe orientale en plein pic de consommation et plongée dans la nuit. Une idée dont tire partie la Roadmap 2050<ref name="roadmap">[http://www.roadmap2050.eu/ Roadmap 2050]</ref>. On peut également mentionner le projet Desertec<ref>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Projet_Desertec Projet Desertec]</ref>, qui consiste à bâtir des centrales solaires au Maghreb pour alimenter l'Europe, même s'il n'y a pas ici de décalage horaire, le but étant simplement d'abaisser les coûts de production.

=== Conséquences ===

La principale conséquence de tout ceci est que l'éolien et le solaire ne remplacent pas les centrales traditionnelles, ils ne peuvent être qu'un complément. Ils ne permettent pas ou peu de réduire le nombre et la puissance des centrales traditionnelles installées mais plutôt d'éteindre celles-ci par moment.

Sur le plan économique, il faut démultiplier les coûts d'investissement (installations traditionnelles + installations renouvelables) et y ajouter des dispositifs de stockage de l'énergie. Qui plus est, puisque les centrales traditionnelles sont moins utilisées, les investissements et la maintenance sont moins amortis. La moindre utilisation de ces installations signifie aussi davantage de temps passé en régime sub-optimal (un réacteur n'atteint son fonctionnement optimal qu'après un certain temps). Au final, ces surcoûts l'emportent sur les hausses des prix des combustibles. Aujourd'hui, recourir au solaire et à l'éolien pour 20% de la production entraîne une hausse du coût moyen du kWh supérieure à 20%. Même à l'horizon 2050, avec des ressources non-renouvelables bien plus coûteuses qu'aujourd'hui, une production impliquant fortement les renouvelables resterait plus coûteuse qu'une production fossile et beaucoup plus coûteuse qu'une production nucléaire.

Sur le plan technique, il est aujourd'hui improbable que tous les pays puissent développer des réseaux énergétiques fournissant de l'énergie à la demande et basés sur les seules énergies renouvelables. Même en ignorant les problèmes de coût, les ressources nécessaires au stockage (eau, terres rares, platine, etc) ne sont sans doute pas suffisantes.

== Rareté des énergies renouvelables ==

=== Énergie hydroélectrique ===
De toutes les énergies renouvelables, l'[[énergie hydroélectrique]] en est sans doute la championne. Même si elle n'est pas sans poser de problèmes (inondation de vallées par exemple, bouleversement des écosystèmes), elle reste parmi les plus propres, les plus économiques, et peut essentiellement être extraite à la demande (même s'il existe sans doute des cycles saisonniers). Malheureusement, les capacités de production que l'on peut en tirer dépendent de la géographie : débits des fleuves, reliefs, etc. À titre d'exemple, en France, 90% du potentiel hydroélectrique est exploité alors même que celui-ci ne pèse que pour moins d'un dixième dans la production électrique. À l'opposé, la province du Québec (Canada) offre des conditions idéales pour le développement de l'hydroélectricité. La quasi-totalité de l'énergie électrique consommée au Québec provient de centrales hydroélectriques (96,8 %)<ref>Ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec: [http://www.mrnf.gouv.qc.ca/publications/energie/statistiques/production-electricite.xls La production d'électricité disponible par source d'énergie (1981-2006)]</ref>.

=== Combustion de biomasse ===
[[Image:Cycle_carbone2.jpg|thumb|Cycle du carbone dans le bois]]Les végétaux, notamment le [[bois]], ont, durant toute leur croissance, stocké du carbone extrait depuis le dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère. Lors de leur combustion, ces végétaux ne font que relâcher dans l'atmosphère ce carbone stocké, voici pourquoi on parle d'un bilan de carbone neutre<ref>[http://vision2025.uqac.ca/forumnordique/presentation/presentationjeanfrancoisboucher.pdf Potentiel et enjeux à propos de la création de puits de carbone en forêt boréale]</ref>.

La pousse annuelle d'un hectare de forêt produit, en brûlant, dans le meilleur des cas, 60MWh<ref>[http://www.manicore.com/documentation/solaire.html#biomasse Jean-Marc Jancovici] - Biomasse</ref>. La consommation électrique annuelle française est de 550 TWh (T = tera = mille milliards). En tenant compte du rendement d'une centrale à bois (40% à 50%), il faudrait donc dédier 25% à 30% du territoire français à ces exploitations forestières industrielles alors même que seul un tiers du territoire français est boisé et 3% seulement exploités. Cela se ferait au détriment d'autres espaces (sauvages, agricoles, habités, etc). Par ailleurs, une exploitation forestière n'est pas une forêt, loin de là (monoculture fréquente, espèces productives, etc) et cela aurait des conséquences fortes sur la biodiversité. Enfin, ces changements d'usage modifieraient la biomasse végétale du territoire : si elle augmente (plus de carbone stocké à tout instant), c'est une réduction du {{CO2}} présent dans l'atmosphère, sinon c'est une augmentation.

On pourrait également comptabiliser les déchets du [[bois]] : avec 1,1 million de tonnes<ref>[http://www.arecpc.com/guide/dib/bois.html ADEME Poitou-Charentes] - Déchets de bois</ref> de déchets par an partants en décharge ou non-valorisés, cela représente 0.8TWh. De même une part des déchets agricoles ne sont pas valorisés et pourraient être brûlés.

Le bois-énergie est donc une des importantes solutions de substitution aux sources d'énergies "traditionnelles", mais ne peut à lui seul satisfaire à tous nos besoins énergétiques. D'ailleurs, en France, personne ne semble sérieusement envisager d'allouer 20% à 30% du territoire au bois.

=== Géothermie ===

La géothermie est exploitée depuis longtemps et avec succès dans des sous-sols à fort gradient de température (zones volcaniques et tectoniques), comme en Californie ou en Islande. Mais dans des zones avec des gradients intermédiaires (moitié est de la France par exemple), l'exploitation de la géothermie conventionnelle est encore discrète. Bien qu'elle y soit économiquement viable et intéressante, l'eau extraite présente une température et une pression beaucoup plus faibles qui la limitent au chauffage domestique. Par ailleurs les réserves de chaleur disponibles sont restreintes. Ainsi, la ville de Paris a relancé l'exploitation du potentiel géothermique de la nappe du Dogger<ref>[http://www.lemonde.fr/planete/article/2009/06/29/paris-redecouvre-les-vertus-ecologiques-et-fiscales-de-la-geothermie_1212966_3244.html Le Monde], 29/06/2009, Paris redécouvre les vertus écologiques et fiscales de la géothermie</ref>, plus grande nappe aquifère de France. Elle y pompe une eau à 57°C et y réinjecte une eau à 20°C en moyenne. Mais, avec seulement 300.000 logements approvisionnés, une limite sera atteinte au bout de 30 à 35 ans et une bulle froide se formera sous les installations de pompage, qui mettra 100 à 150 ans à pour se réchauffer. En attendant, il faudra fermer les installations et en construire de nouvelles, plus loin, organisant un système de "jachères".

Toutefois, à l'avenir, des forages profonds dans des zones à gradient intermédiaire (5km pour une eau à 125°C), déjà réalisables mais encore coûteux, permettraient d'extraire beaucoup plus d'énergie en vue de produire de l’électricité. Ainsi, le Bureau des Recherches Géologiques et Minières (BRGM, organisme public) évoque<ref>[http://www.geothermie-perspectives.fr/07-geothermie-france/04-geothermie-futur-02.html BRGM] La géothermie du futur en France</ref> pour la mise en exploitation profonde de 3% de la surface de l'Alsace (un des deux points chauds du sous-sol français), une production électrique suffisante pour satisfaire un cinquième de la consommation électrique française. Des projets de ce genre se développent ici ou là avec des résultats divers : l'un des plus emblématiques, le projet de Bâle, a été temporairement suspendu après avoir provoqué des séismes faibles mais suffisants pour être ressentis, en attendant les conclusions d'études de sûreté.

=== Valorisation des déchets ===
L'[[Incinérateur|incinération]] (beaucoup plus propre que par le passé), la [[méthanisation]] ou le [[compost]]age des déchets sont aussi soumis à une limite évidente : la quantité de déchets non recyclables. Aujourd'hui, la production annuelle des incinérateurs français (électricité et chaleur confondue) est de 13 TWh<ref>[http://www.industrie.gouv.fr/energie/renou/biomasse/incineration-om.htm Inudstrie.gouv.fr] - La valorisation des déchets</ref>, soit environ 2% de la seule consommation électrique française alors que 42% des déchets sont incinérés<ref>[http://www.incineration.org/123.cfm Incineration.org]</ref>.

=== Énergies maritimes<ref>[http://www.manicore.com/documentation/energie_mer.html Jean-Marc Jancovici] - La mer, nouvel eldorado énergétique ?</ref> ===
[[Image:Production hydrolienne.jpg|thumb|330px|right|Production hydrolienne cumulée de trois sites français.]]

Toutes les énergies maritimes ou plus ou moins les mêmes limites : les côtes disponibles et leurs configurations (profondeur, courant, etc.), ou la surface de la zone économique exclusive (ZEE) du pays, et la place qu'on peut y dédier à des installations énergétiques sans que celles-ci ne gênent les autres activités maritimes et les écosystèmes à préserver. Ces technologies sont donc intéressantes pour des pays comme la France ou la Grande-Bretagne (la France dispose avec ses territoires et départements d'Outre-mer de la plus importante ZEE).

De toutes les technologies maritimes, l'[[énergie hydrolienne]] (éoliennes sous-marines) semble constituer la plus intéressante. D'abord parce que les courants marins fluctuent de façon régulière, ensuite car ces fluctuations sont décalées d'un bout à l'autre des côtes, permettant aisément de lisser leur production globale et de rendre celle-ci plus ou moins constante en espaçant correctement les centrales (voir graphique ci-contre). Elle évite donc les aléas de production des éoliennes. EDF estime<ref>[http://www.edf.com/53971d/Accueilfr/LesenergiesEDF/PDFsEnergiesEDF/pdfhydrolienne EDF - Hydroliennes]</ref> que la France métropolitaine pourrait en extraire 10TWh par an, soit 2% de la consommation électrique française.

Les autres technologies sont plus limitées : l'énergie marémotrice impose de fermer un estuaire, ce qui n'est pas négligeable. L'exploitation de l'énergie de la houle, séduisante sur le papier, s'est révélée peu concluante jusque-là, réclamant des surfaces non négligeables pour des productions plutôt faibles. Elle est en revanche moins perturbatrice pour les écosystèmes.

=== Solaire thermique ===

La chaleur pouvant être accumulée dans des réservoirs isolés (au prix d'un certain encombrement), le [[énergie solaire|solaire thermique]] peut-être efficacement employé à un niveau local pour le chauffage de l'eau ou des installations, sans rencontrer les problèmes mentionnés plus haut pour le solaire photovoltaïque. Les chauffe-eau solaires constituent ainsi un moyen efficace pour réduire la consommation de gaz naturel par exemple. Toutefois, leur efficacité dépend du climat sous lesquels ils sont installés. En France métropolitaine, ces chauffe-eau doivent ainsi être couplés à un système plus traditionnel, à gaz ou électrique. Ils demeurent intéressants, mais ne constituent toujours qu'une réponse limitée au problème du réchauffement climatique.

=== Éolien ===

En plus des problèmes de variabilité et d'intermittence évoqués plus haut, le potentiel éolien de la France est lui aussi limité. Ainsi, en installant une éolienne de 100m de diamètre et 80m de hauteur tous les 450m (!) sur terre et une éolienne de 120m de diamètre 80m de hauteur tous les 840m, la production ne serait encore que de 200TWh par an<ref>[http://wikiwix.com/cache/?url=http://www.espace-eolien.fr/Eolien/200twh.htm Potentiel éolien en France] source : cabinet d’études Espace Éolien Développement, filiale de Poweo</ref>, pour trois quarts d'origine offshore.

== Passage d'un modèle centralisé à un modèle distribué ==

Le réseau électrique actuel est bâti pour acheminer l'électricité depuis quelques importants centres de production vers de nombreux consommateurs, l'ensemble de la production étant contrôlée et la distribution anticipée d'après les moyennes saisonnières et d'autres facteurs. Le passage à un modèle avec un grand nombre de sources à la production erratique n'est pas anodin et pose plusieurs problèmes.

=== Problème ===

En premier lieu, lorsque sur une boucle locale (petite échelle), en plus de la tension de 220V fournie par le réseau, sont superposés plusieurs sources indépendantes (panneaux solaires, éoliennes), la tension locale augmente et peut causer des coupures de courant localisées. En pratique, on estime qu'au-delà de 10% à 20% de photovoltaïque, des problèmes apparaissent. ERDF (Électricité Réseau Distribution France) a ainsi récemment communiqué<ref>[http://www.lemonde.fr/planete/article/2010/06/22/trop-de-panneaux-solaires-risque-de-provoquer-des-coupures-de-courant_1376733_3244.html Le Monde - 22 juin 2010 - Trop de panneaux solaires risque de provoquer des coupures de courant]</ref> que dans la département français des Landes, le développement rapide de projets photovoltaïques (profitant de l'aubaine de la rente créée par le tarif réglementaire élevé de rachat de cette électricité), pourrait sous peu causer des coupures locales. Cela dit, les arguments de sa directrice étaient approximatifs (mélangeant centrales photovoltaïques et production diffuse par de multiples petites sources) et intéressés (ERDF se passerait bien de racheter à prix élevé cette électricité). Malheureusement, ses contradicteurs étaient tout aussi approximatifs (assimilant échelles nationale et locale) et intéressés ou partisans.

En second lieu, on entend souvent dire que le photovoltaïque et l'éolienne, bien qu'intermittents, n'auraient pas une production erratique puisque prévisible, via les bulletins météo. Malheureusement, c'est essentiellement faux. Les prévisions météo sont grossières, pour de larges échelles (départements, grandes villes) et au mieux heure par heure. Impossible avec cela de prévoir la production photovoltaïque locale des vingt minutes à venir, surtout si les conditions venaient à changer rapidement (passage d'un nuage au-dessus d'une forte concentration de panneaux photovoltaïques, telle qu'une centrale). D'ailleurs, encore faudrait-il qu'un système recense les coordonnées exactes et la puissance de chaque installation. En somme, les prévisions météo permettent au mieux de fixer des limites de sûreté à la production heure-par-heure des centrales nucléaires mais pas d'évaluer les besoins à la minute près des centrales fossiles qui devront compenser les fluctuations des panneaux photovoltaïques et éoliennes.

En réponse à tout cela, les réseaux électriques vont devoir évoluer vers des [[smart grid|réseaux intelligents]] (smart grid), capables de mesurer et anticiper en temps réel, en de nombreux points du réseau, les variations subites de production et de consommation, afin de procéder aux redistributions nécessaires, au sein de la boucle locale ou même entre différentes régions, et de stocker, dans la limite du raisonnable, les excès afin de les absorber et pallier aux éventuelles carences soudaines. Plusieurs de ces technologies sont encore en cours de développement et des investissements importants sont en plus nécessaires. En plus du surcoût attendu, un développement trop rapide de certaines énergies renouvelables pourrait en effet être préjudiciable à la stabilité du réseau, au moins en certains points.<ref>[http://www.eu-deep.com/index.php?id=397 EU-Deep] - Consortium réunissant les différents acteurs de la production et la distribution d'électricité en Europe</ref>

=== Pertinence environnementale d'une production locale ===

Le concept d'autonomie séduit énormément dans nos sociétés fortement individualisées et permet parfois de s'acheter un vernis écologique à peu de frais et même au contraire de se constituer parfois une vraie petite rente (comme c'est le cas en France avec le photovoltaïque et l'éolienne dont les coûts de rachat par ERDF sont très élevés et font le bonheur de nombreux investisseurs). Il est même possible en France de revendre toute sa production à ERDF en même temps que l'on rachète sa propre consommation pour bien moins cher, omettant au passage l'auto-consommation supposée faire l'intérêt de ces installations. Pourtant, sur le principe, la production locale d'électricité n'a que peu d'intérêt vu le très faible coût écologique de son transport ; rien à voir ici avec des produits acheminés par bateau ou avion des quatre coins du monde. En revanche, on l'a vu, ces productions locales requièrent des investissements supplémentaires, ont une productivité plus faible (le coût de production du photovoltaïque reste supérieur en France au prix de revente de l'électricité) et, en France, poussent à produire plus d'électricité à partir d'énergie fossile, aux dépens du nucléaire, faible émetteur de gaz à effet de serre.

La logique vaut d'ailleurs pour d'autres produits que l'électricité : si dans l'ensemble produire localement a un sens, ce n'est pas systématiquement plus écologique, car la production locale est généralement moins efficace qu'une production centralisée, et la différence peut excéder assez vite le coût environnemental du transport. Il faut donc toujours vérifier si réduire ce coût en favorisant un mode de transport plus écologique, par exemple ferré ou fluvial, n'est pas une meilleure solution que de produire localement.

== Bilan du potentiel renouvelable pour la France ==
[[Image:Consommation_énergétique_française.gif|thumb|330px|right|Consommation énergétique française en 1995]]

=== Énergies disponibles à tout moment ===
En ignorant d'abord l'éolien et le solaire photovoltaïque, du fait des problèmes évoqués plus haut qui rend problématique leur intégration dans un réseau à la demande, quelle production énergétique la France pourrait-elle au maximum extraire des énergies renouvelables?
* On considère que les besoins thermiques seraient à 90% satisfaits avec une meilleure conception (isolation, conception, solaire thermique, géothermie, cogénération et réseaux de chaleur) et une meilleure isolation : besoins globaux en énergie réduits de 30%.
* Combustion de la biomasse, avec 30% du territoire converti en forêts d'exploitation : 600TWh électriques (hypothèse quasi-fantaisiste qui n'est aujourd'hui retenue par personne). La biomasse est normalement mieux utilisée pour l'énergie thermique mais les besoins thermiques seront satisfaits autrement. Une part pourrait toujours être utilisée pour cela mais nous la négligeons.
* Incinération des déchets, avec 100% des déchets non recyclables : 30 TWh électriques.
* Énergie hydroélectrique : 60 TWh électriques.
* Énergie hydrolienne : 10 TWh électriques

La consommation énergétique annuelle française étant actuellement de 3200 TWh par an, la première hypothèse la réduirait à 2250 TWh. Or notre bilan renouvelable ne couvre que 700 TWh, soit 30% des besoins. Malgré des hypothèses généreuses (bois notamment), il faudrait donc encore réduire de 70% la consommation énergétique (hors confort thermique). Ce qui reviendrait par exemple, en se basant sur notre consommation actuelle, à supprimer toutes les dépenses consacrées au transport (individuels et de marchandises) et à l'industrie.

=== En incluant l'éolien et le photovoltaïque ===
Par rapport à ce qui précède, il serait envisageable d'utiliser le solaire et l'éolien pour une part des besoins restants.
* L'énergie solaire photovoltaïque pourrait être développée jusqu'à satisfaire tous nos besoins... durant la journée. Le surcoût serait évidemment important, surtout si l'on veut que le photovoltaïque réponde également à nos besoins en cas de mauvais temps. Enfin, étant inactive la nuit, en particulier en hiver où se situent les pics de consommation, cette énergie ne pourrait sans doute pas couvrir plus de la moitié de la consommation annuelle.
* Un parc éolien important et bien implanté ne produirait de toute façon que quelques dizaines de TWh par an. Production qui sera inégalement répartie selon les jours selon leur activité venteuse.

Ceci laisserait encore quelque 2200 TWh à fournir, soit la tâche de réduire de 40% la consommation énergétique (hors confort thermique).

== Politiques énergétiques possibles ==
{{loupe|Propositions énergétiques pour la France}}

Certains pays jouissent de grands avantages naturels qu'ils n'ont pas hésité à exploiter, parfois depuis longtemps : le Québec, par exemple, qui dispose avec un immense potentiel hydroélectrique qui fournit aujourd'hui 96% de l'électricité, le reste venant pour moitié du nucléaire et, enfin, des énergies fossiles (gaz) et renouvelables (éolien, biomasse). Le Brésil est dans la même situation. L’Islande est quant à elle assise sur un fort gisement géothermique qui assure 70% de sa consommation d'énergie (et 30% de sa production électrique).

A contrario, pour la plupart des pays, la production électrique est essentiellement d'origine fossile. Ceux-ci peuvent aisément réduire leurs émissions de carbone par kWh en doublant leurs centrales fossiles avec des énergies renouvelables (on éteint les centrales fossiles en présence de soleil ou de vent) mais au prix d'une importante augmentation du coût de l'énergie, surcoût qui sera toutefois compensé à mesure que les prix des combustibles fossiles augmenteront. C'est notamment le cas des États-Unis, de l'Allemagne et de beaucoup d'autres. Pour ces pays, la piste actuellement privilégiée dans la plupart d'entre eux semble être un mix renouvelables-fossiles, s'appuyant lourdement sur le charbon (ressources estimées supérieures à un siècle) et l'[[Stockage géologique du dioxyde de carbone|enfouissement du CO2]], couplée à une amélioration de l'efficacité énergétique.

Le problème est très différent pour la France métropolitaine qui, avec le [[Énergie nucléaire|nucléaire]], n'a recours aux énergies fossiles que pour un dixième de sa production. Pour ce pays, le résultat attendu du développement des énergies renouvelables est celui d'une multiplication des centrales fossiles et une hausse des émissions de carbone par kWh, ainsi que des tarifs de l'électricité. Le seul bénéfice sera celui d'un usage moindre des réacteurs nucléaires. Soit moins de combustible, moins de déchets et, peut-être, moins de risques. Les raisons de ce choix sont sans doute plus politiques et industrielles qu'écologiques.

Les départements et territoires d'Outre-mer français sont dans une situation différente, beaucoup dépendant presque exclusivement d'importations d'hydrocarbures pour leur production électrique. Au vu de leur potentiel renouvelable (ensoleillement, vents, surface maritime) la stratégie mise en être est celle d'un pari sur ces énergies. La Réunion a d'ailleurs pris de l'avance et atteint aujourd'hui 40% de renouvelables dans sa production électrique (hydroélectrique, combustion des résidus de la canne à sucre) et des projets de géothermie autour du Piton de la Fournaise.

== Sur le long terme ==

=== Fin du nucléaire et des combustibles fossiles ===

Aujourd'hui, ces aléas de production imposent donc le recours à d'autres sources d'énergie, le plus souvent fossiles ou nucléaires. Malheureusement, ces énergies fossiles ne constituent pas des alternatives viables à moyen ou très long terme : même si l'on parvenait à mitiger leur impact écologique (via l'[[Stockage géologique du CO2|enfouissement du CO2]] capturant ces émissions, procédé dont l'intérêt et la sécurité sont âprement débattus), ces combustibles sont de toute façon en voie d'épuisement et leur coût augmentera fortement. La fission [[Énergie nucléaire|nucléaire]] souffre du même problème : là aussi le combustible s'épuise rapidement. Même si des réacteurs de quatrième génération (surgénérateurs) permettaient de brûler les déchets existants ainsi que des combustibles moins riches, cette technologie, si elle était généralisée et systématisée dans le monde, ne repousserait sans doute que de quelques décennies (peut-être plus) la limite existante.

Qui plus est, si l'on peut attendre des progrès technologiques, rien actuellement ne permet d'espérer dans un avenir prévisible un stockage radicalement plus efficace de l'énergie ou des sources d'énergie à la fois propres, inépuisables et consommables à la demande (sauf peut-être la fusion nucléaire). À priori, nous disposons donc d'un temps limité pour nous adapter aux outils qui seront à notre disposition. A long terme, donc, il est clair qu'en l'absence d'innovations techniques "magiques", des transformations profondes devront avoir lieu. Nous pourrons certes améliorer notre efficacité énergétique mais, en-dehors du confort thermique, les gains à attendre ne sont pas énormes.

=== Transformations sociétales ===

Il va donc falloir apprendre à fonctionner différemment, par exemple avoir recours aux énergies solaires et éoliennes tout en nous adaptant à leurs aléas de production : le chauffage, par exemple, pourrait n'être allumé que par intermittence, en présence de vent. Ou certains véhicules pourraient être rechargés lorsqu'il fait soleil (stationnements publics équipés, voitures collectives en location à la journée ou à l'heure). Cela pose bien sûr des problèmes sociologiques, d'équipements (nouveaux produits, prédiction facilement accessible de la production, établissement de priorités parmi les appareils électriques) et d'efficacité (un appareil de chauffage consomme moins s'il fonctionne en continu plutôt que par bouffées courtes et intenses, une batterie peut mal supporter les variations lorsqu'elle est en charge). Cela dit, si l'on peut imaginer se priver de certains appareils pendant une heure, il en va autrement s'il s'agit de trois jours.

Il serait également possible de produire plus souvent localement et de transporter pour un moindre coût écologique. Pour la France, les transports de personnes et de marchandises représentent 25% de la consommation énergétique. Si les coûts du transport augmentent, une production plus locale deviendra économiquement rationnelle mais cela signifie aussi un accroissement des coûts de production, ce qui est préjudiciable à l'intérêt général. On peut envisager d'autres solutions mais qui restent aujourd'hui minoritaires ou marginales, comme l'intensification du télétravail, certaines formes de [[faites-le vous-même]] (mais au détriment du temps libre et seulement quand cela conduit bien à une baisse des émissions de {{CO2}}), etc.

Enfin, la conception des biens de consommation pourrait elle-même changer avec le choix de matériaux différents, moins coûteux en énergie, transports, ressources non-renouvelables.

== Voir aussi ==
=== Liens internes ===
* [[Énergie renouvelable]]
* [[Gestion de l'énergie]]
* [[Propositions énergétiques pour la France]]

=== Liens externes ===
* [http://www.manicore.com/index.html Manicore] - Site de Jean-Marc Jancovici.

===Références===
<References/>

{{Multi bandeau|Portail Énergie|Portail Vivre ensemble}}
[[Catégorie:Énergies renouvelables]]

Limites des énergies renouvelables

2013-02-22T19:37:42Z

Energetik :

{{Vivre ensemble}}

Au vu des technologies connues et de leurs besoins énergétiques, il serait impossible pour la quasi-totalité des pays industrialisés d'avoir une production énergétique uniquement, ou même essentiellement, issue des ''énergies renouvelables''. Globalement, seuls font exception les pays disposant d'un fort potentiel hydroélectrique. Pour les autres, les ressources fossiles, parfois complétées par du nucléaire, demeurent incontournables et ce pour longtemps sans doute. En effet, les énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon) couvrent à ce jour 85% de la consommation mondiale d'énergie (énergie dit "finales), les énergies renouvelables seulement 13% (le nucléaire étant marginal avec 2%).
La part des énergies renouvelables croît continuellement mais cette augmentation sera encore plus rapide lorsqu'il sera possible de stocker de grandes quantités d'énergie à un coût raisonnable.

== Production d'électricité de source renouvelable (TW·h)==
Pour référence et afin de mieux comprendre la suite de l'article, voici la liste des dix plus grand producteurs mondiaux d'électricité à base d'énergie renouvelable. Les chiffres sont exprimés en TW·h. Notez que les pays recourant massivement aux renouvelables sont ceux ayant un territoire avec un fort potentiel hydroélectrique (Brésil, Canada, Norvège). Si l'on omet cette énergie, la production d'énergie renouvelable chute drastiquement pour devenir anecdotique.

{| class="ekotable"
|-
! N°
! Pays
! Total<ref>[http://www.bp.com/productlanding.do?categoryId=6929&contentId=7044622 Statistical Review of World Energy 2008]</ref>
! Total renouvelable<ref>[http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_renewable_electricity_production List of countries by electricity production from renewable sources]</ref>
! [[Hydroélectricité|Hydro]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?d=EDATA&f=cmID%3aEH UN Energy Statistics Database] - 2006 hydroelectric power data</ref> 
! [[Énergie Éolienne|Éolien]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?d=EDATA&f=cmID%3aEW UN Energy Statistics Database] - 2006 wind power data</ref> 
! [[Biomasse]]
! [[Énergie solaire|Solaire]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?d=EDATA&f=cmID%3aES UN Energy Statistics Database] - 2006 solar electricity data (publicly produced)</ref> 
! [[Géothermie]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?q=null&d=EDATA&f=cmID%3aEG%3btrID%3a01 UN Energy Statistics Database] - 2006 geothermal power data</ref> 
! Autre* 
|-
|1
| Chine
| 3433
| 576.1 (16,6%)
| 563.3
|12.8<ref>[http://en.wikipedia.org/wiki/Wind_Power Wikipedia] - Windpower</ref>
|
|
|
|
|-
|2
| Brésil
| 454
| 385.8 (84,9%) <ref>http://www.mme.gov.br/site/menu/select_main_menu_item.do?channelId=1432&pageId=14131</ref>
| 371.5
| 0.6
| 14.3
|
|
|
|-
|3
| États-Unis
| 4316
| 375.6 (8,7%)
| 250.8<ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Hydroelectricity</ref>
| 52.0
| 55.4<ref name=usa>http://www.eia.doe.gov/cneaf/alternate/page/renew_energy_consump/table3.html</ref> (2007)
| 0.596
| 16.778
|
|-
|4
| Canada
| 599
| 369.7 (61,7%)
| 368.2
| 1.471
|
| 0.017
|
|
|-
|5
| Russie
| 1036
| 179.1 (17%)
| 174.604
| 0.007
|
|
|
| 0.41
|-
|6
| Norvège <ref>http://ec.europa.eu/dgs/energy_transport/figures/pocketbook/doc/2007/2007_energy_ext_renewables_gross_electricity_generation_en.pdf</ref>
| 142,7
| 137.3 (96%)
| 136.572
| 0.506
| 0.2<ref>http://www.sffe.no/documents/strategi/SFFE_RD-strategy_2008.pdf</ref>
|
|
|
|-
|7
| Inde
| 834
| 137.1 (16%)
| 122.4
| 14.7
|
|
|
|
|-
|8
| Japon
| 1154
| 95.0 (8%)
| 86.350
| 1.754
|
| 0.002
| 3.027
|
|-
|9
| Vénézuela
| 119,3
| 83.9 (70%)
| 83.9
|
|
|
|
|
|-
|10
| Allemagne
| 639
| 68.7 (10%)
| 26.717
| 38.5
|
| 3.5<ref>http://www.german-renewable-energy.com/Renewables/Redaktion/PDF/es/Vortraege-2008/es-Renewable-Energy-Asia-2008-Bard,property=pdf,bereich=renewables,sprache=es,rwb=true.pdf</ref>
|
|}
<nowiki>* </nowiki> Les autres sources incluent l'énergie [[Énergie marémotrice|marémotrice]] et la production d'énergie à base de déchets.

== Aléas de la production ==
Ce problème concerne principalement l'[[énergie éolienne]] mais aussi l'[[énergie solaire]] photovoltaïque. En effet, celles-ci produisent de l'énergie lorsqu'il y a du vent ou du soleil. À contrario, les consommateurs réclament une électricité disponible à tout moment. En l'absence de moyen de stockage à large échelle et efficace de l'énergie, il y a donc une incompatibilité qui ne peut être résolue. C'est là une différence fondamentale par rapport aux énergies traditionnelles "actives" qui, toutes, fonctionnent sur demande. Pour simplifier, par une nuit sans vent, la production totale des éoliennes et panneaux solaires est nulle et rien n'alimente le réseau.

=== Intermittence ===
[[Image:Consommation_électrique_hivernale_en_PACA.gif|thumb|330px|right|Consommation hivernale quotidienne moyenne sur 24h en PACA]]
La consommation électrique est extrêmement variable. Les pics de consommation sont atteints, en France, en hiver et plus précisément aux alentours de 20h (comme illustré par le graphique ci-contre)<ref>[http://clients.rte-france.com/lang/fr/visiteurs/vie/courbes.jsp RTE - Courbes de consommation]</ref>. Durant cette saison, les panneaux solaires produisent durant huit heures par jour seulement et sous un ensoleillement réduit. À défaut de pouvoir stocker l'énergie produite durant la journée, l'[[énergie solaire]] ne peut que faire office de doublon puisqu’elle ne produit strictement rien lors des pics de consommation. Elle compte donc comme nulle par rapport à la capacité totale de production nécessaire à tout moment.

Un problème similaire se retrouve avec l'[[énergie éolienne]] : il arrive régulièrement que, certaines journées, la production éolienne soit très faible, et ce, même sur une très large étendue géographique (voir graphique de la section ci-dessous). En conséquence, même en installant une capacité de production par éolienne 10 fois supérieur à la consommation annuelle, cela serait absolument insuffisant en soi pour permettre d'assurer la disponibilité d'électricité à chaque instant : Il n'est pas rare que l'anti-cyclone sibérien s'étende à toute l'Europe pour créer une zone quasiment sans vent pour plusieurs jours voire semaines (Souvenez vous de la canicules de 2006). Les vendeurs d'éolienne eux-même parlent de nécessité de capacités de stockage égale à 8 fois la capacité de production éolienne journalière; mais comme on le verra ci-dessous, stocker l'électricité n'a rien d'évident.

=== Variabilité ===
[[Image:Variabilité de l'énergie éolienne.jpg|thumb|330px|right|Simulation de la production éolienne en décembre en Europe]]
Un autre problème est celui de la variabilité. Puisque le stockage est difficile, il faut donc pouvoir pallier les déficits de production par une production complémentaire. Mais la variabilité de ces énergies renouvelables est très rapide, même en atténuant le problème en interconnectant des installations sur de larges étendues géographiques<ref>[http://www.trade-wind.eu/index.php?id=13 TradeWind] - Projet public européen implémenté par des acteurs de l'éolien.</ref>. Or, toutes les productions "actives" ne peuvent pas satisfaire cette variabilité. Ainsi, les réacteurs nucléaires sont incapables de démarrer aussi rapidement et ce sont aujourd'hui les centrales fossiles qui doivent prendre le relai et amortir cette variabilité, en plus des dispositifs de stockage éventuellement mis en place.

Pour exemple, une étude<ref>[http://www.arer.org/pj/articles/457_rapport.pdf Etude] de l'influence des centrales photovoltaïques sur la stabilité du réseau réunionnais.</ref> réalisée pour l'Agence Régionale de l'Énergie à la Réunion observe que, sur un site donné, on peut observer des variations de production allant de +81% à -85% par demi-heure. Au niveau de l'île toute entière (superficie de 2500km², égale à 0,3% de celle de la métropole), cette variabilité va de -37% à +32% par demi-heure. Or, l'agence fixe une variabilité maximale de 15% par demi-heure afin que qu'elle soit supportable par l'opérateur du réseau, il est donc nécessaire de recourir à des dispositifs de stockage pour amortir ces variations rapides (et non pas pour stocker en vue de la nuit).

=== Les difficultés du stockage ===
En une nuit d'hiver, la France consomme plusieurs centaines de GWh. Soit plusieurs centaines de millions de kWh. Or, les batteries ont un coût s'échelonnant entre 200€ par kWh (batteries au plomb) et 2000$ par kWh (batteries Li-ion et Li-polymères) <ref>[http://www.mines-energie.org/Dossiers/Stock2005_15.pdf Note] de l'[[ADEME]] (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie)</ref> avec des caractéristiques - vitesse de charge, puissance délivrable, autodécharge, etc. - diverses et pas forcément adaptées au problème. Elles sont presque toujours polluantes, souvent même très polluantes et beaucoup font appel à des matériaux rares alors que leur espérance de vie n'est généralement que d'une poignée d'années (une à cinq pour la plupart) et le recyclage a un coût, aussi bien économique qu'énergétique. Leur encombrement est également loin d'être négligeable : de 3L à 13L par kWH.

Les piles à hydrogène, souvent jugées comme l'une des solutions de stockage les plus prometteuses pour l'avenir, mais outre le fait qu'elles utilisent du [[platine]], dont les réserves connues ne sont que de quelques milliers de tonnes - environ deux grammes par être humain, les différentes méthodes de production d'hydrogène possèdent un très mauvais rendement et seul le stockage géologique semble intéressant; en effet, par sa petitesse, la petite molécule d'hydrogène passe à travers les parois d'acier de qualité standard ou insuffisamment épaisse.

D'autres solutions existent. Par exemple la compression d'air, le pompage d'eau (on dépense de l'énergie pour élever l'eau dans un réservoir puis on la récupère en laissant chuter le liquide sur une turbine, comme dans un barrage) ou le chauffage d'un liquide (qui, en se refroidissant, rayonnera de l'énergie que l'on pourra récupérer). Là encore, ces solutions ont leurs propres caractéristiques et leurs propres limites. Il faut ainsi plus 36 mètres cubes d'eau élevés à dix mètres de hauteur pour stocker un kilowatt heure. Pour une nuit d'hiver française, c'est plus d'une centaine de fois le débit quotidien de la Loire qui serait nécessaire.

Parmi toutes les techniques de stockage actuelles, aucune à ce jour n'offre de solution suffisante pour résoudre le problème du stockage dans son ensemble. Certaines seraient adapté pour un stockage quotidien, et parfaitement impropre à un stockage saisonnier, et pour d'autres ce serait l'inverse. L’échelle des besoins si l'on devait reposer entièrement sur le stockage pour compléter des sources d'approvisionnement majoritairement intermittente serait proprement astronomique. Le stockage ne peut donc pas pallier seul aux problèmes d'intermittence. En revanche, il est nécessaire pour amortir les problèmes de variabilité.

=== Effet de foisonnement ===

Une solution efficace serait l'interconnexion à large échelle des réseaux électriques. Si l'on prenait l'exemple d'un réseau mondial, lorsqu'une moitié de la planète serait dans le noir, l'autre moitié recevrait les rayonnements du Soleil. Ce bénéfice se retrouverait également avec l'[[énergie éolienne]], quoique peut-être dans une moindre mesure. Cette réduction de l'intermittence et de la variabilité par la multiplication de sources éloignées est appelé ''effet de foisonnement''. Si un tel réseau pouvait être mis en œuvre, le solaire et l'éolien deviendraient alors beaucoup plus intéressants.

Toutefois, cela ne va pas sans poser de problèmes politiques et de sécurité : sachant qu'une poignée de défaillances dans le réseau européen ont pu entraîner des extinctions générales, ces problèmes de réseau peuvent-ils être circonvenus et à quel prix? Car en dehors de l'Occident il y a encore trop peu de pays à pouvoir garantir la stabilité, la sécurité et le professionnalisme nécessaires à une telle interconnexion. D'un autre côté, nous dépendons déjà de pays instables pour nos approvisionnements en pétrole. Enfin, sur le plan technique, il y a d'autres difficultés : si, sur cent kilomètres, une ligne à haute tension ne perd que 0.5% de son énergie, ce chiffre monterait à 50% sur 20000 km. Et ce, en conservant les puissances actuelles alors même que les besoins seraient plus importants et que les lignes haute-tension sont coûteuses. Baisser la puissance transportée en multipliant le nombre de lignes serait possible, mais augmenterait d'autant le coût.

Cela dit, l'idée fait son chemin. Au niveau européen, en hiver, grâce aux nombreux fuseaux horaires, la partie occidentale serait encore éclairée et pourrait produire de l'énergie solaire pour une Europe orientale en plein pic de consommation et plongée dans la nuit. Une idée dont tire partie la Roadmap 2050<ref name="roadmap">[http://www.roadmap2050.eu/ Roadmap 2050]</ref>. On peut également mentionner le projet Desertec<ref>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Projet_Desertec Projet Desertec]</ref>, qui consiste à bâtir des centrales solaires au Maghreb pour alimenter l'Europe, même s'il n'y a pas ici de décalage horaire, le but étant simplement d'abaisser les coûts de production.

=== Conséquences ===

La principale conséquence de tout ceci est que l'éolien et le solaire ne remplacent pas les centrales traditionnelles, ils ne peuvent être qu'un complément. Ils ne permettent pas ou peu de réduire le nombre et la puissance des centrales traditionnelles installées mais plutôt d'éteindre celles-ci par moment.

Sur le plan économique, il faut démultiplier les coûts d'investissement (installations traditionnelles + installations renouvelables) et y ajouter des dispositifs de stockage de l'énergie. Qui plus est, puisque les centrales traditionnelles sont moins utilisées, les investissements et la maintenance sont moins amortis. La moindre utilisation de ces installations signifie aussi davantage de temps passé en régime sub-optimal (un réacteur n'atteint son fonctionnement optimal qu'après un certain temps). Au final, ces surcoûts l'emportent sur les hausses des prix des combustibles. Aujourd'hui, recourir au solaire et à l'éolien pour 20% de la production entraîne une hausse du coût moyen du kWh supérieure à 20%. Même à l'horizon 2050, avec des ressources non-renouvelables bien plus coûteuses qu'aujourd'hui, une production impliquant fortement les renouvelables resterait plus coûteuse qu'une production fossile et beaucoup plus coûteuse qu'une production nucléaire.

Sur le plan technique, il est aujourd'hui improbable que tous les pays puissent développer des réseaux énergétiques fournissant de l'énergie à la demande et basés sur les seules énergies renouvelables. Même en ignorant les problèmes de coût, les ressources nécessaires au stockage (eau, terres rares, platine, etc) ne sont sans doute pas suffisantes.

== Rareté des énergies renouvelables ==

=== Énergie hydroélectrique ===
De toutes les énergies renouvelables, l'[[énergie hydroélectrique]] en est sans doute la championne. Même si elle n'est pas sans poser de problèmes (inondation de vallées par exemple, bouleversement des écosystèmes), elle reste parmi les plus propres, les plus économiques, et peut essentiellement être extraite à la demande (même s'il existe sans doute des cycles saisonniers). Malheureusement, les capacités de production que l'on peut en tirer dépendent de la géographie : débits des fleuves, reliefs, etc. À titre d'exemple, en France, 90% du potentiel hydroélectrique est exploité alors même que celui-ci ne pèse que pour moins d'un dixième dans la production électrique. À l'opposé, la province du Québec (Canada) offre des conditions idéales pour le développement de l'hydroélectricité. La quasi-totalité de l'énergie électrique consommée au Québec provient de centrales hydroélectriques (96,8 %)<ref>Ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec: [http://www.mrnf.gouv.qc.ca/publications/energie/statistiques/production-electricite.xls La production d'électricité disponible par source d'énergie (1981-2006)]</ref>.

=== Combustion de biomasse ===
[[Image:Cycle_carbone2.jpg|thumb|Cycle du carbone dans le bois]]Les végétaux, notamment le [[bois]], ont, durant toute leur croissance, stocké du carbone extrait depuis le dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère. Lors de leur combustion, ces végétaux ne font que relâcher dans l'atmosphère ce carbone stocké, voici pourquoi on parle d'un bilan de carbone neutre<ref>[http://vision2025.uqac.ca/forumnordique/presentation/presentationjeanfrancoisboucher.pdf Potentiel et enjeux à propos de la création de puits de carbone en forêt boréale]</ref>.

La pousse annuelle d'un hectare de forêt produit, en brûlant, dans le meilleur des cas, 60MWh<ref>[http://www.manicore.com/documentation/solaire.html#biomasse Jean-Marc Jancovici] - Biomasse</ref>. La consommation électrique annuelle française est de 550 TWh (T = tera = mille milliards). En tenant compte du rendement d'une centrale à bois (40% à 50%), il faudrait donc dédier 25% à 30% du territoire français à ces exploitations forestières industrielles alors même que seul un tiers du territoire français est boisé et 3% seulement exploités. Cela se ferait au détriment d'autres espaces (sauvages, agricoles, habités, etc). Par ailleurs, une exploitation forestière n'est pas une forêt, loin de là (monoculture fréquente, espèces productives, etc) et cela aurait des conséquences fortes sur la biodiversité. Enfin, ces changements d'usage modifieraient la biomasse végétale du territoire : si elle augmente (plus de carbone stocké à tout instant), c'est une réduction du {{CO2}} présent dans l'atmosphère, sinon c'est une augmentation.

On pourrait également comptabiliser les déchets du [[bois]] : avec 1,1 million de tonnes<ref>[http://www.arecpc.com/guide/dib/bois.html ADEME Poitou-Charentes] - Déchets de bois</ref> de déchets par an partants en décharge ou non-valorisés, cela représente 0.8TWh. De même une part des déchets agricoles ne sont pas valorisés et pourraient être brûlés.

Le bois-énergie est donc une des importantes solutions de substitution aux sources d'énergies "traditionnelles", mais ne peut à lui seul satisfaire à tous nos besoins énergétiques. D'ailleurs, en France, personne ne semble sérieusement envisager d'allouer 20% à 30% du territoire au bois.

=== Géothermie ===

La géothermie est exploitée depuis longtemps et avec succès dans des sous-sols à fort gradient de température (zones volcaniques et tectoniques), comme en Californie ou en Islande. Mais dans des zones avec des gradients intermédiaires (moitié est de la France par exemple), l'exploitation de la géothermie conventionnelle est encore discrète. Bien qu'elle y soit économiquement viable et intéressante, l'eau extraite présente une température et une pression beaucoup plus faibles qui la limitent au chauffage domestique. Par ailleurs les réserves de chaleur disponibles sont restreintes. Ainsi, la ville de Paris a relancé l'exploitation du potentiel géothermique de la nappe du Dogger<ref>[http://www.lemonde.fr/planete/article/2009/06/29/paris-redecouvre-les-vertus-ecologiques-et-fiscales-de-la-geothermie_1212966_3244.html Le Monde], 29/06/2009, Paris redécouvre les vertus écologiques et fiscales de la géothermie</ref>, plus grande nappe aquifère de France. Elle y pompe une eau à 57°C et y réinjecte une eau à 20°C en moyenne. Mais, avec seulement 300.000 logements approvisionnés, une limite sera atteinte au bout de 30 à 35 ans et une bulle froide se formera sous les installations de pompage, qui mettra 100 à 150 ans à pour se réchauffer. En attendant, il faudra fermer les installations et en construire de nouvelles, plus loin, organisant un système de "jachères".

Toutefois, à l'avenir, des forages profonds dans des zones à gradient intermédiaire (5km pour une eau à 125°C), déjà réalisables mais encore coûteux, permettraient d'extraire beaucoup plus d'énergie en vue de produire de l’électricité. Ainsi, le Bureau des Recherches Géologiques et Minières (BRGM, organisme public) évoque<ref>[http://www.geothermie-perspectives.fr/07-geothermie-france/04-geothermie-futur-02.html BRGM] La géothermie du futur en France</ref> pour la mise en exploitation profonde de 3% de la surface de l'Alsace (un des deux points chauds du sous-sol français), une production électrique suffisante pour satisfaire un cinquième de la consommation électrique française. Des projets de ce genre se développent ici ou là avec des résultats divers : l'un des plus emblématiques, le projet de Bâle, a été temporairement suspendu après avoir provoqué des séismes faibles mais suffisants pour être ressentis, en attendant les conclusions d'études de sûreté.

=== Valorisation des déchets ===
L'[[Incinérateur|incinération]] (beaucoup plus propre que par le passé), la [[méthanisation]] ou le [[compost]]age des déchets sont aussi soumis à une limite évidente : la quantité de déchets non recyclables. Aujourd'hui, la production annuelle des incinérateurs français (électricité et chaleur confondue) est de 13 TWh<ref>[http://www.industrie.gouv.fr/energie/renou/biomasse/incineration-om.htm Inudstrie.gouv.fr] - La valorisation des déchets</ref>, soit environ 2% de la seule consommation électrique française alors que 42% des déchets sont incinérés<ref>[http://www.incineration.org/123.cfm Incineration.org]</ref>.

=== Énergies maritimes<ref>[http://www.manicore.com/documentation/energie_mer.html Jean-Marc Jancovici] - La mer, nouvel eldorado énergétique ?</ref> ===
[[Image:Production hydrolienne.jpg|thumb|330px|right|Production hydrolienne cumulée de trois sites français.]]

Toutes les énergies maritimes ou plus ou moins les mêmes limites : les côtes disponibles et leurs configurations (profondeur, courant, etc.), ou la surface de la zone économique exclusive (ZEE) du pays, et la place qu'on peut y dédier à des installations énergétiques sans que celles-ci ne gênent les autres activités maritimes et les écosystèmes à préserver. Ces technologies sont donc intéressantes pour des pays comme la France ou la Grande-Bretagne (la France dispose avec ses territoires et départements d'Outre-mer de la plus importante ZEE).

De toutes les technologies maritimes, l'[[énergie hydrolienne]] (éoliennes sous-marines) semble constituer la plus intéressante. D'abord parce que les courants marins fluctuent de façon régulière, ensuite car ces fluctuations sont décalées d'un bout à l'autre des côtes, permettant aisément de lisser leur production globale et de rendre celle-ci plus ou moins constante en espaçant correctement les centrales (voir graphique ci-contre). Elle évite donc les aléas de production des éoliennes. EDF estime<ref>[http://www.edf.com/53971d/Accueilfr/LesenergiesEDF/PDFsEnergiesEDF/pdfhydrolienne EDF - Hydroliennes]</ref> que la France métropolitaine pourrait en extraire 10TWh par an, soit 2% de la consommation électrique française.

Les autres technologies sont plus limitées : l'énergie marémotrice impose de fermer un estuaire, ce qui n'est pas négligeable. L'exploitation de l'énergie de la houle, séduisante sur le papier, s'est révélée peu concluante jusque-là, réclamant des surfaces non négligeables pour des productions plutôt faibles. Elle est en revanche moins perturbatrice pour les écosystèmes.

=== Solaire thermique ===

La chaleur pouvant être accumulée dans des réservoirs isolés (au prix d'un certain encombrement), le [[énergie solaire|solaire thermique]] peut-être efficacement employé à un niveau local pour le chauffage de l'eau ou des installations, sans rencontrer les problèmes mentionnés plus haut pour le solaire photovoltaïque. Les chauffe-eau solaires constituent ainsi un moyen efficace pour réduire la consommation de gaz naturel par exemple. Toutefois, leur efficacité dépend du climat sous lesquels ils sont installés. En France métropolitaine, ces chauffe-eau doivent ainsi être couplés à un système plus traditionnel, à gaz ou électrique. Ils demeurent intéressants, mais ne constituent toujours qu'une réponse limitée au problème du réchauffement climatique.

=== Éolien ===

En plus des problèmes de variabilité et d'intermittence évoqués plus haut, le potentiel éolien de la France est lui aussi limité. Ainsi, en installant une éolienne de 100m de diamètre et 80m de hauteur tous les 450m (!) sur terre et une éolienne de 120m de diamètre 80m de hauteur tous les 840m, la production ne serait encore que de 200TWh par an<ref>[http://wikiwix.com/cache/?url=http://www.espace-eolien.fr/Eolien/200twh.htm Potentiel éolien en France] source : cabinet d’études Espace Éolien Développement, filiale de Poweo</ref>, pour trois quarts d'origine offshore.

== Passage d'un modèle centralisé à un modèle distribué ==

Le réseau électrique actuel est bâti pour acheminer l'électricité depuis quelques importants centres de production vers de nombreux consommateurs, l'ensemble de la production étant contrôlée et la distribution anticipée d'après les moyennes saisonnières et d'autres facteurs. Le passage à un modèle avec un grand nombre de sources à la production erratique n'est pas anodin et pose plusieurs problèmes.

=== Problème ===

En premier lieu, lorsque sur une boucle locale (petite échelle), en plus de la tension de 220V fournie par le réseau, sont superposés plusieurs sources indépendantes (panneaux solaires, éoliennes), la tension locale augmente et peut causer des coupures de courant localisées. En pratique, on estime qu'au-delà de 10% à 20% de photovoltaïque, des problèmes apparaissent. ERDF (Électricité Réseau Distribution France) a ainsi récemment communiqué<ref>[http://www.lemonde.fr/planete/article/2010/06/22/trop-de-panneaux-solaires-risque-de-provoquer-des-coupures-de-courant_1376733_3244.html Le Monde - 22 juin 2010 - Trop de panneaux solaires risque de provoquer des coupures de courant]</ref> que dans la département français des Landes, le développement rapide de projets photovoltaïques (profitant de l'aubaine de la rente créée par le tarif réglementaire élevé de rachat de cette électricité), pourrait sous peu causer des coupures locales. Cela dit, les arguments de sa directrice étaient approximatifs (mélangeant centrales photovoltaïques et production diffuse par de multiples petites sources) et intéressés (ERDF se passerait bien de racheter à prix élevé cette électricité). Malheureusement, ses contradicteurs étaient tout aussi approximatifs (assimilant échelles nationale et locale) et intéressés ou partisans.

En second lieu, on entend souvent dire que le photovoltaïque et l'éolienne, bien qu'intermittents, n'auraient pas une production erratique puisque prévisible, via les bulletins météo. Malheureusement, c'est essentiellement faux. Les prévisions météo sont grossières, pour de larges échelles (départements, grandes villes) et au mieux heure par heure. Impossible avec cela de prévoir la production photovoltaïque locale des vingt minutes à venir, surtout si les conditions venaient à changer rapidement (passage d'un nuage au-dessus d'une forte concentration de panneaux photovoltaïques, telle qu'une centrale). D'ailleurs, encore faudrait-il qu'un système recense les coordonnées exactes et la puissance de chaque installation. En somme, les prévisions météo permettent au mieux de fixer des limites de sûreté à la production heure-par-heure des centrales nucléaires mais pas d'évaluer les besoins à la minute près des centrales fossiles qui devront compenser les fluctuations des panneaux photovoltaïques et éoliennes.

En réponse à tout cela, les réseaux électriques vont devoir évoluer vers des [[smart grid|réseaux intelligents]] (smart grid), capables de mesurer et anticiper en temps réel, en de nombreux points du réseau, les variations subites de production et de consommation, afin de procéder aux redistributions nécessaires, au sein de la boucle locale ou même entre différentes régions, et de stocker, dans la limite du raisonnable, les excès afin de les absorber et pallier aux éventuelles carences soudaines. Plusieurs de ces technologies sont encore en cours de développement et des investissements importants sont en plus nécessaires. En plus du surcoût attendu, un développement trop rapide de certaines énergies renouvelables pourrait en effet être préjudiciable à la stabilité du réseau, au moins en certains points.<ref>[http://www.eu-deep.com/index.php?id=397 EU-Deep] - Consortium réunissant les différents acteurs de la production et la distribution d'électricité en Europe</ref>

=== Pertinence environnementale d'une production locale ===

Le concept d'autonomie séduit énormément dans nos sociétés fortement individualisées et permet parfois de s'acheter un vernis écologique à peu de frais et même au contraire de se constituer parfois une vraie petite rente (comme c'est le cas en France avec le photovoltaïque et l'éolienne dont les coûts de rachat par ERDF sont très élevés et font le bonheur de nombreux investisseurs). Il est même possible en France de revendre toute sa production à ERDF en même temps que l'on rachète sa propre consommation pour bien moins cher, omettant au passage l'auto-consommation supposée faire l'intérêt de ces installations. Pourtant, sur le principe, la production locale d'électricité n'a que peu d'intérêt vu le très faible coût écologique de son transport ; rien à voir ici avec des produits acheminés par bateau ou avion des quatre coins du monde. En revanche, on l'a vu, ces productions locales requièrent des investissements supplémentaires, ont une productivité plus faible (le coût de production du photovoltaïque reste supérieur en France au prix de revente de l'électricité) et, en France, poussent à produire plus d'électricité à partir d'énergie fossile, aux dépens du nucléaire, faible émetteur de gaz à effet de serre.

La logique vaut d'ailleurs pour d'autres produits que l'électricité : si dans l'ensemble produire localement a un sens, ce n'est pas systématiquement plus écologique, car la production locale est généralement moins efficace qu'une production centralisée, et la différence peut excéder assez vite le coût environnemental du transport. Il faut donc toujours vérifier si réduire ce coût en favorisant un mode de transport plus écologique, par exemple ferré ou fluvial, n'est pas une meilleure solution que de produire localement.

== Bilan du potentiel renouvelable pour la France ==
[[Image:Consommation_énergétique_française.gif|thumb|330px|right|Consommation énergétique française en 1995]]

=== Énergies disponibles à tout moment ===
En ignorant d'abord l'éolien et le solaire photovoltaïque, du fait des problèmes évoqués plus haut qui rend problématique leur intégration dans un réseau à la demande, quelle production énergétique la France pourrait-elle au maximum extraire des énergies renouvelables?
* On considère que les besoins thermiques seraient à 90% satisfaits avec une meilleure conception (isolation, conception, solaire thermique, géothermie, cogénération et réseaux de chaleur) et une meilleure isolation : besoins globaux en énergie réduits de 30%.
* Combustion de la biomasse, avec 30% du territoire converti en forêts d'exploitation : 600TWh électriques (hypothèse quasi-fantaisiste qui n'est aujourd'hui retenue par personne). La biomasse est normalement mieux utilisée pour l'énergie thermique mais les besoins thermiques seront satisfaits autrement. Une part pourrait toujours être utilisée pour cela mais nous la négligeons.
* Incinération des déchets, avec 100% des déchets non recyclables : 30 TWh électriques.
* Énergie hydroélectrique : 60 TWh électriques.
* Énergie hydrolienne : 10 TWh électriques

La consommation énergétique annuelle française étant actuellement de 3200 TWh par an, la première hypothèse la réduirait à 2250 TWh. Or notre bilan renouvelable ne couvre que 700 TWh, soit 30% des besoins. Malgré des hypothèses généreuses (bois notamment), il faudrait donc encore réduire de 70% la consommation énergétique (hors confort thermique). Ce qui reviendrait par exemple, en se basant sur notre consommation actuelle, à supprimer toutes les dépenses consacrées au transport (individuels et de marchandises) et à l'industrie.

=== En incluant l'éolien et le photovoltaïque ===
Par rapport à ce qui précède, il serait envisageable d'utiliser le solaire et l'éolien pour une part des besoins restants.
* L'énergie solaire photovoltaïque pourrait être développée jusqu'à satisfaire tous nos besoins... durant la journée. Le surcoût serait évidemment important, surtout si l'on veut que le photovoltaïque réponde également à nos besoins en cas de mauvais temps. Enfin, étant inactive la nuit, en particulier en hiver où se situent les pics de consommation, cette énergie ne pourrait sans doute pas couvrir plus de la moitié de la consommation annuelle.
* Un parc éolien important et bien implanté ne produirait de toute façon que quelques dizaines de TWh par an. Production qui sera inégalement répartie selon les jours selon leur activité venteuse.

Ceci laisserait encore quelque 2200 TWh à fournir, soit la tâche de réduire de 40% la consommation énergétique (hors confort thermique).

== Politiques énergétiques possibles ==
{{loupe|Propositions énergétiques pour la France}}

Certains pays jouissent de grands avantages naturels qu'ils n'ont pas hésité à exploiter, parfois depuis longtemps : le Québec, par exemple, qui dispose avec un immense potentiel hydroélectrique qui fournit aujourd'hui 96% de l'électricité, le reste venant pour moitié du nucléaire et, enfin, des énergies fossiles (gaz) et renouvelables (éolien, biomasse). Le Brésil est dans la même situation. L’Islande est quant à elle assise sur un fort gisement géothermique qui assure 70% de sa consommation d'énergie (et 30% de sa production électrique).

A contrario, pour la plupart des pays, la production électrique est essentiellement d'origine fossile. Ceux-ci peuvent aisément réduire leurs émissions de carbone par kWh en doublant leurs centrales fossiles avec des énergies renouvelables (on éteint les centrales fossiles en présence de soleil ou de vent) mais au prix d'une importante augmentation du coût de l'énergie, surcoût qui sera toutefois compensé à mesure que les prix des combustibles fossiles augmenteront. C'est notamment le cas des États-Unis, de l'Allemagne et de beaucoup d'autres. Pour ces pays, la piste actuellement privilégiée dans la plupart d'entre eux semble être un mix renouvelables-fossiles, s'appuyant lourdement sur le charbon (ressources estimées supérieures à un siècle) et l'[[Stockage géologique du dioxyde de carbone|enfouissement du CO2]], couplée à une amélioration de l'efficacité énergétique.

Le problème est très différent pour la France métropolitaine qui, avec le [[Énergie nucléaire|nucléaire]], n'a recours aux énergies fossiles que pour un dixième de sa production. Pour ce pays, le résultat attendu du développement des énergies renouvelables est celui d'une multiplication des centrales fossiles et une hausse des émissions de carbone par kWh, ainsi que des tarifs de l'électricité. Le seul bénéfice sera celui d'un usage moindre des réacteurs nucléaires. Soit moins de combustible, moins de déchets et, peut-être, moins de risques. Les raisons de ce choix sont sans doute plus politiques et industrielles qu'écologiques.

Les départements et territoires d'Outre-mer français sont dans une situation différente, beaucoup dépendant presque exclusivement d'importations d'hydrocarbures pour leur production électrique. Au vu de leur potentiel renouvelable (ensoleillement, vents, surface maritime) la stratégie mise en être est celle d'un pari sur ces énergies. La Réunion a d'ailleurs pris de l'avance et atteint aujourd'hui 40% de renouvelables dans sa production électrique (hydroélectrique, combustion des résidus de la canne à sucre) et des projets de géothermie autour du Piton de la Fournaise.

== Sur le long terme ==

=== Fin du nucléaire et des combustibles fossiles ===

Aujourd'hui, ces aléas de production imposent donc le recours à d'autres sources d'énergie, le plus souvent fossiles ou nucléaires. Malheureusement, ces énergies fossiles ne constituent pas des alternatives viables à moyen ou très long terme : même si l'on parvenait à mitiger leur impact écologique (via l'[[Stockage géologique du CO2|enfouissement du CO2]] capturant ces émissions, procédé dont l'intérêt et la sécurité sont âprement débattus), ces combustibles sont de toute façon en voie d'épuisement et leur coût augmentera fortement. La fission [[Énergie nucléaire|nucléaire]] souffre du même problème : là aussi le combustible s'épuise rapidement. Même si des réacteurs de quatrième génération (surgénérateurs) permettaient de brûler les déchets existants ainsi que des combustibles moins riches, cette technologie, si elle était généralisée et systématisée dans le monde, ne repousserait sans doute que de quelques décennies (peut-être plus) la limite existante.

Qui plus est, si l'on peut attendre des progrès technologiques, rien actuellement ne permet d'espérer dans un avenir prévisible un stockage radicalement plus efficace de l'énergie ou des sources d'énergie à la fois propres, inépuisables et consommables à la demande (sauf peut-être la fusion nucléaire). À priori, nous disposons donc d'un temps limité pour nous adapter aux outils qui seront à notre disposition. A long terme, donc, il est clair qu'en l'absence d'innovations techniques "magiques", des transformations profondes devront avoir lieu. Nous pourrons certes améliorer notre efficacité énergétique mais, en-dehors du confort thermique, les gains à attendre ne sont pas énormes.

=== Transformations sociétales ===

Il va donc falloir apprendre à fonctionner différemment, par exemple avoir recours aux énergies solaires et éoliennes tout en nous adaptant à leurs aléas de production : le chauffage, par exemple, pourrait n'être allumé que par intermittence, en présence de vent. Ou certains véhicules pourraient être rechargés lorsqu'il fait soleil (stationnements publics équipés, voitures collectives en location à la journée ou à l'heure). Cela pose bien sûr des problèmes sociologiques, d'équipements (nouveaux produits, prédiction facilement accessible de la production, établissement de priorités parmi les appareils électriques) et d'efficacité (un appareil de chauffage consomme moins s'il fonctionne en continu plutôt que par bouffées courtes et intenses, une batterie peut mal supporter les variations lorsqu'elle est en charge). Cela dit, si l'on peut imaginer se priver de certains appareils pendant une heure, il en va autrement s'il s'agit de trois jours.

Il serait également possible de produire plus souvent localement et de transporter pour un moindre coût écologique. Pour la France, les transports de personnes et de marchandises représentent 25% de la consommation énergétique. Si les coûts du transport augmentent, une production plus locale deviendra économiquement rationnelle mais cela signifie aussi un accroissement des coûts de production, ce qui est préjudiciable à l'intérêt général. On peut envisager d'autres solutions mais qui restent aujourd'hui minoritaires ou marginales, comme l'intensification du télétravail, certaines formes de [[faites-le vous-même]] (mais au détriment du temps libre et seulement quand cela conduit bien à une baisse des émissions de {{CO2}}), etc.

Enfin, la conception des biens de consommation pourrait elle-même changer avec le choix de matériaux différents, moins coûteux en énergie, transports, ressources non-renouvelables.

== Voir aussi ==
=== Liens internes ===
* [[Énergie renouvelable]]
* [[Gestion de l'énergie]]
* [[Propositions énergétiques pour la France]]

=== Liens externes ===
* [http://www.manicore.com/index.html Manicore] - Site de Jean-Marc Jancovici.

===Références===
<References/>

{{Multi bandeau|Portail Énergie|Portail Vivre ensemble}}
[[Catégorie:Énergies renouvelables]]

Limites des énergies renouvelables

2013-02-22T19:34:19Z

Energetik : On se demande bien pourquoi le nucléaire serait forcément massif ! certains pays ont juste un petit réacteur...

{{Vivre ensemble}}

Au vu des technologies connues et de leurs besoins énergétiques, il serait impossible pour la quasi-totalité des pays industrialisés d'avoir une production énergétique uniquement, ou même essentiellement, issue des ''énergies renouvelables''. Globalement, seuls font exception les pays disposant d'un fort potentiel hydroélectrique. Pour les autres, les ressources fossiles, parfois complétées par du nucléaire, demeurent incontournables et ce pour longtemps sans doute. En effet, les énergies renouvelables connaissent des problèmes qui demeurent aujourd'hui insolubles, liés à leur rareté ou à l'incapacité de stocker de grandes quantités d'énergie pour un coût économique et écologique raisonnable.

== Production d'électricité de source renouvelable (TW·h)==
Pour référence et afin de mieux comprendre la suite de l'article, voici la liste des dix plus grand producteurs mondiaux d'électricité à base d'énergie renouvelable. Les chiffres sont exprimés en TW·h. Notez que les pays recourant massivement aux renouvelables sont ceux ayant un territoire avec un fort potentiel hydroélectrique (Brésil, Canada, Norvège). Si l'on omet cette énergie, la production d'énergie renouvelable chute drastiquement pour devenir anecdotique.

{| class="ekotable"
|-
! N°
! Pays
! Total<ref>[http://www.bp.com/productlanding.do?categoryId=6929&contentId=7044622 Statistical Review of World Energy 2008]</ref>
! Total renouvelable<ref>[http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_renewable_electricity_production List of countries by electricity production from renewable sources]</ref>
! [[Hydroélectricité|Hydro]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?d=EDATA&f=cmID%3aEH UN Energy Statistics Database] - 2006 hydroelectric power data</ref> 
! [[Énergie Éolienne|Éolien]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?d=EDATA&f=cmID%3aEW UN Energy Statistics Database] - 2006 wind power data</ref> 
! [[Biomasse]]
! [[Énergie solaire|Solaire]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?d=EDATA&f=cmID%3aES UN Energy Statistics Database] - 2006 solar electricity data (publicly produced)</ref> 
! [[Géothermie]]<ref>[http://data.un.org/Data.aspx?q=null&d=EDATA&f=cmID%3aEG%3btrID%3a01 UN Energy Statistics Database] - 2006 geothermal power data</ref> 
! Autre* 
|-
|1
| Chine
| 3433
| 576.1 (16,6%)
| 563.3
|12.8<ref>[http://en.wikipedia.org/wiki/Wind_Power Wikipedia] - Windpower</ref>
|
|
|
|
|-
|2
| Brésil
| 454
| 385.8 (84,9%) <ref>http://www.mme.gov.br/site/menu/select_main_menu_item.do?channelId=1432&pageId=14131</ref>
| 371.5
| 0.6
| 14.3
|
|
|
|-
|3
| États-Unis
| 4316
| 375.6 (8,7%)
| 250.8<ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Hydroelectricity</ref>
| 52.0
| 55.4<ref name=usa>http://www.eia.doe.gov/cneaf/alternate/page/renew_energy_consump/table3.html</ref> (2007)
| 0.596
| 16.778
|
|-
|4
| Canada
| 599
| 369.7 (61,7%)
| 368.2
| 1.471
|
| 0.017
|
|
|-
|5
| Russie
| 1036
| 179.1 (17%)
| 174.604
| 0.007
|
|
|
| 0.41
|-
|6
| Norvège <ref>http://ec.europa.eu/dgs/energy_transport/figures/pocketbook/doc/2007/2007_energy_ext_renewables_gross_electricity_generation_en.pdf</ref>
| 142,7
| 137.3 (96%)
| 136.572
| 0.506
| 0.2<ref>http://www.sffe.no/documents/strategi/SFFE_RD-strategy_2008.pdf</ref>
|
|
|
|-
|7
| Inde
| 834
| 137.1 (16%)
| 122.4
| 14.7
|
|
|
|
|-
|8
| Japon
| 1154
| 95.0 (8%)
| 86.350
| 1.754
|
| 0.002
| 3.027
|
|-
|9
| Vénézuela
| 119,3
| 83.9 (70%)
| 83.9
|
|
|
|
|
|-
|10
| Allemagne
| 639
| 68.7 (10%)
| 26.717
| 38.5
|
| 3.5<ref>http://www.german-renewable-energy.com/Renewables/Redaktion/PDF/es/Vortraege-2008/es-Renewable-Energy-Asia-2008-Bard,property=pdf,bereich=renewables,sprache=es,rwb=true.pdf</ref>
|
|}
<nowiki>* </nowiki> Les autres sources incluent l'énergie [[Énergie marémotrice|marémotrice]] et la production d'énergie à base de déchets.

== Aléas de la production ==
Ce problème concerne principalement l'[[énergie éolienne]] mais aussi l'[[énergie solaire]] photovoltaïque. En effet, celles-ci produisent de l'énergie lorsqu'il y a du vent ou du soleil. À contrario, les consommateurs réclament une électricité disponible à tout moment. En l'absence de moyen de stockage à large échelle et efficace de l'énergie, il y a donc une incompatibilité qui ne peut être résolue. C'est là une différence fondamentale par rapport aux énergies traditionnelles "actives" qui, toutes, fonctionnent sur demande. Pour simplifier, par une nuit sans vent, la production totale des éoliennes et panneaux solaires est nulle et rien n'alimente le réseau.

=== Intermittence ===
[[Image:Consommation_électrique_hivernale_en_PACA.gif|thumb|330px|right|Consommation hivernale quotidienne moyenne sur 24h en PACA]]
La consommation électrique est extrêmement variable. Les pics de consommation sont atteints, en France, en hiver et plus précisément aux alentours de 20h (comme illustré par le graphique ci-contre)<ref>[http://clients.rte-france.com/lang/fr/visiteurs/vie/courbes.jsp RTE - Courbes de consommation]</ref>. Durant cette saison, les panneaux solaires produisent durant huit heures par jour seulement et sous un ensoleillement réduit. À défaut de pouvoir stocker l'énergie produite durant la journée, l'[[énergie solaire]] ne peut que faire office de doublon puisqu’elle ne produit strictement rien lors des pics de consommation. Elle compte donc comme nulle par rapport à la capacité totale de production nécessaire à tout moment.

Un problème similaire se retrouve avec l'[[énergie éolienne]] : il arrive régulièrement que, certaines journées, la production éolienne soit très faible, et ce, même sur une très large étendue géographique (voir graphique de la section ci-dessous). En conséquence, même en installant une capacité de production par éolienne 10 fois supérieur à la consommation annuelle, cela serait absolument insuffisant en soi pour permettre d'assurer la disponibilité d'électricité à chaque instant : Il n'est pas rare que l'anti-cyclone sibérien s'étende à toute l'Europe pour créer une zone quasiment sans vent pour plusieurs jours voire semaines (Souvenez vous de la canicules de 2006). Les vendeurs d'éolienne eux-même parlent de nécessité de capacités de stockage égale à 8 fois la capacité de production éolienne journalière; mais comme on le verra ci-dessous, stocker l'électricité n'a rien d'évident.

=== Variabilité ===
[[Image:Variabilité de l'énergie éolienne.jpg|thumb|330px|right|Simulation de la production éolienne en décembre en Europe]]
Un autre problème est celui de la variabilité. Puisque le stockage est difficile, il faut donc pouvoir pallier les déficits de production par une production complémentaire. Mais la variabilité de ces énergies renouvelables est très rapide, même en atténuant le problème en interconnectant des installations sur de larges étendues géographiques<ref>[http://www.trade-wind.eu/index.php?id=13 TradeWind] - Projet public européen implémenté par des acteurs de l'éolien.</ref>. Or, toutes les productions "actives" ne peuvent pas satisfaire cette variabilité. Ainsi, les réacteurs nucléaires sont incapables de démarrer aussi rapidement et ce sont aujourd'hui les centrales fossiles qui doivent prendre le relai et amortir cette variabilité, en plus des dispositifs de stockage éventuellement mis en place.

Pour exemple, une étude<ref>[http://www.arer.org/pj/articles/457_rapport.pdf Etude] de l'influence des centrales photovoltaïques sur la stabilité du réseau réunionnais.</ref> réalisée pour l'Agence Régionale de l'Énergie à la Réunion observe que, sur un site donné, on peut observer des variations de production allant de +81% à -85% par demi-heure. Au niveau de l'île toute entière (superficie de 2500km², égale à 0,3% de celle de la métropole), cette variabilité va de -37% à +32% par demi-heure. Or, l'agence fixe une variabilité maximale de 15% par demi-heure afin que qu'elle soit supportable par l'opérateur du réseau, il est donc nécessaire de recourir à des dispositifs de stockage pour amortir ces variations rapides (et non pas pour stocker en vue de la nuit).

=== Les difficultés du stockage ===
En une nuit d'hiver, la France consomme plusieurs centaines de GWh. Soit plusieurs centaines de millions de kWh. Or, les batteries ont un coût s'échelonnant entre 200€ par kWh (batteries au plomb) et 2000$ par kWh (batteries Li-ion et Li-polymères) <ref>[http://www.mines-energie.org/Dossiers/Stock2005_15.pdf Note] de l'[[ADEME]] (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie)</ref> avec des caractéristiques - vitesse de charge, puissance délivrable, autodécharge, etc. - diverses et pas forcément adaptées au problème. Elles sont presque toujours polluantes, souvent même très polluantes et beaucoup font appel à des matériaux rares alors que leur espérance de vie n'est généralement que d'une poignée d'années (une à cinq pour la plupart) et le recyclage a un coût, aussi bien économique qu'énergétique. Leur encombrement est également loin d'être négligeable : de 3L à 13L par kWH.

Les piles à hydrogène, souvent jugées comme l'une des solutions de stockage les plus prometteuses pour l'avenir, mais outre le fait qu'elles utilisent du [[platine]], dont les réserves connues ne sont que de quelques milliers de tonnes - environ deux grammes par être humain, les différentes méthodes de production d'hydrogène possèdent un très mauvais rendement et seul le stockage géologique semble intéressant; en effet, par sa petitesse, la petite molécule d'hydrogène passe à travers les parois d'acier de qualité standard ou insuffisamment épaisse.

D'autres solutions existent. Par exemple la compression d'air, le pompage d'eau (on dépense de l'énergie pour élever l'eau dans un réservoir puis on la récupère en laissant chuter le liquide sur une turbine, comme dans un barrage) ou le chauffage d'un liquide (qui, en se refroidissant, rayonnera de l'énergie que l'on pourra récupérer). Là encore, ces solutions ont leurs propres caractéristiques et leurs propres limites. Il faut ainsi plus 36 mètres cubes d'eau élevés à dix mètres de hauteur pour stocker un kilowatt heure. Pour une nuit d'hiver française, c'est plus d'une centaine de fois le débit quotidien de la Loire qui serait nécessaire.

Parmi toutes les techniques de stockage actuelles, aucune à ce jour n'offre de solution suffisante pour résoudre le problème du stockage dans son ensemble. Certaines seraient adapté pour un stockage quotidien, et parfaitement impropre à un stockage saisonnier, et pour d'autres ce serait l'inverse. L’échelle des besoins si l'on devait reposer entièrement sur le stockage pour compléter des sources d'approvisionnement majoritairement intermittente serait proprement astronomique. Le stockage ne peut donc pas pallier seul aux problèmes d'intermittence. En revanche, il est nécessaire pour amortir les problèmes de variabilité.

=== Effet de foisonnement ===

Une solution efficace serait l'interconnexion à large échelle des réseaux électriques. Si l'on prenait l'exemple d'un réseau mondial, lorsqu'une moitié de la planète serait dans le noir, l'autre moitié recevrait les rayonnements du Soleil. Ce bénéfice se retrouverait également avec l'[[énergie éolienne]], quoique peut-être dans une moindre mesure. Cette réduction de l'intermittence et de la variabilité par la multiplication de sources éloignées est appelé ''effet de foisonnement''. Si un tel réseau pouvait être mis en œuvre, le solaire et l'éolien deviendraient alors beaucoup plus intéressants.

Toutefois, cela ne va pas sans poser de problèmes politiques et de sécurité : sachant qu'une poignée de défaillances dans le réseau européen ont pu entraîner des extinctions générales, ces problèmes de réseau peuvent-ils être circonvenus et à quel prix? Car en dehors de l'Occident il y a encore trop peu de pays à pouvoir garantir la stabilité, la sécurité et le professionnalisme nécessaires à une telle interconnexion. D'un autre côté, nous dépendons déjà de pays instables pour nos approvisionnements en pétrole. Enfin, sur le plan technique, il y a d'autres difficultés : si, sur cent kilomètres, une ligne à haute tension ne perd que 0.5% de son énergie, ce chiffre monterait à 50% sur 20000 km. Et ce, en conservant les puissances actuelles alors même que les besoins seraient plus importants et que les lignes haute-tension sont coûteuses. Baisser la puissance transportée en multipliant le nombre de lignes serait possible, mais augmenterait d'autant le coût.

Cela dit, l'idée fait son chemin. Au niveau européen, en hiver, grâce aux nombreux fuseaux horaires, la partie occidentale serait encore éclairée et pourrait produire de l'énergie solaire pour une Europe orientale en plein pic de consommation et plongée dans la nuit. Une idée dont tire partie la Roadmap 2050<ref name="roadmap">[http://www.roadmap2050.eu/ Roadmap 2050]</ref>. On peut également mentionner le projet Desertec<ref>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Projet_Desertec Projet Desertec]</ref>, qui consiste à bâtir des centrales solaires au Maghreb pour alimenter l'Europe, même s'il n'y a pas ici de décalage horaire, le but étant simplement d'abaisser les coûts de production.

=== Conséquences ===

La principale conséquence de tout ceci est que l'éolien et le solaire ne remplacent pas les centrales traditionnelles, ils ne peuvent être qu'un complément. Ils ne permettent pas ou peu de réduire le nombre et la puissance des centrales traditionnelles installées mais plutôt d'éteindre celles-ci par moment.

Sur le plan économique, il faut démultiplier les coûts d'investissement (installations traditionnelles + installations renouvelables) et y ajouter des dispositifs de stockage de l'énergie. Qui plus est, puisque les centrales traditionnelles sont moins utilisées, les investissements et la maintenance sont moins amortis. La moindre utilisation de ces installations signifie aussi davantage de temps passé en régime sub-optimal (un réacteur n'atteint son fonctionnement optimal qu'après un certain temps). Au final, ces surcoûts l'emportent sur les hausses des prix des combustibles. Aujourd'hui, recourir au solaire et à l'éolien pour 20% de la production entraîne une hausse du coût moyen du kWh supérieure à 20%. Même à l'horizon 2050, avec des ressources non-renouvelables bien plus coûteuses qu'aujourd'hui, une production impliquant fortement les renouvelables resterait plus coûteuse qu'une production fossile et beaucoup plus coûteuse qu'une production nucléaire.

Sur le plan technique, il est aujourd'hui improbable que tous les pays puissent développer des réseaux énergétiques fournissant de l'énergie à la demande et basés sur les seules énergies renouvelables. Même en ignorant les problèmes de coût, les ressources nécessaires au stockage (eau, terres rares, platine, etc) ne sont sans doute pas suffisantes.

== Rareté des énergies renouvelables ==

=== Énergie hydroélectrique ===
De toutes les énergies renouvelables, l'[[énergie hydroélectrique]] en est sans doute la championne. Même si elle n'est pas sans poser de problèmes (inondation de vallées par exemple, bouleversement des écosystèmes), elle reste parmi les plus propres, les plus économiques, et peut essentiellement être extraite à la demande (même s'il existe sans doute des cycles saisonniers). Malheureusement, les capacités de production que l'on peut en tirer dépendent de la géographie : débits des fleuves, reliefs, etc. À titre d'exemple, en France, 90% du potentiel hydroélectrique est exploité alors même que celui-ci ne pèse que pour moins d'un dixième dans la production électrique. À l'opposé, la province du Québec (Canada) offre des conditions idéales pour le développement de l'hydroélectricité. La quasi-totalité de l'énergie électrique consommée au Québec provient de centrales hydroélectriques (96,8 %)<ref>Ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec: [http://www.mrnf.gouv.qc.ca/publications/energie/statistiques/production-electricite.xls La production d'électricité disponible par source d'énergie (1981-2006)]</ref>.

=== Combustion de biomasse ===
[[Image:Cycle_carbone2.jpg|thumb|Cycle du carbone dans le bois]]Les végétaux, notamment le [[bois]], ont, durant toute leur croissance, stocké du carbone extrait depuis le dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère. Lors de leur combustion, ces végétaux ne font que relâcher dans l'atmosphère ce carbone stocké, voici pourquoi on parle d'un bilan de carbone neutre<ref>[http://vision2025.uqac.ca/forumnordique/presentation/presentationjeanfrancoisboucher.pdf Potentiel et enjeux à propos de la création de puits de carbone en forêt boréale]</ref>.

La pousse annuelle d'un hectare de forêt produit, en brûlant, dans le meilleur des cas, 60MWh<ref>[http://www.manicore.com/documentation/solaire.html#biomasse Jean-Marc Jancovici] - Biomasse</ref>. La consommation électrique annuelle française est de 550 TWh (T = tera = mille milliards). En tenant compte du rendement d'une centrale à bois (40% à 50%), il faudrait donc dédier 25% à 30% du territoire français à ces exploitations forestières industrielles alors même que seul un tiers du territoire français est boisé et 3% seulement exploités. Cela se ferait au détriment d'autres espaces (sauvages, agricoles, habités, etc). Par ailleurs, une exploitation forestière n'est pas une forêt, loin de là (monoculture fréquente, espèces productives, etc) et cela aurait des conséquences fortes sur la biodiversité. Enfin, ces changements d'usage modifieraient la biomasse végétale du territoire : si elle augmente (plus de carbone stocké à tout instant), c'est une réduction du {{CO2}} présent dans l'atmosphère, sinon c'est une augmentation.

On pourrait également comptabiliser les déchets du [[bois]] : avec 1,1 million de tonnes<ref>[http://www.arecpc.com/guide/dib/bois.html ADEME Poitou-Charentes] - Déchets de bois</ref> de déchets par an partants en décharge ou non-valorisés, cela représente 0.8TWh. De même une part des déchets agricoles ne sont pas valorisés et pourraient être brûlés.

Le bois-énergie est donc une des importantes solutions de substitution aux sources d'énergies "traditionnelles", mais ne peut à lui seul satisfaire à tous nos besoins énergétiques. D'ailleurs, en France, personne ne semble sérieusement envisager d'allouer 20% à 30% du territoire au bois.

=== Géothermie ===

La géothermie est exploitée depuis longtemps et avec succès dans des sous-sols à fort gradient de température (zones volcaniques et tectoniques), comme en Californie ou en Islande. Mais dans des zones avec des gradients intermédiaires (moitié est de la France par exemple), l'exploitation de la géothermie conventionnelle est encore discrète. Bien qu'elle y soit économiquement viable et intéressante, l'eau extraite présente une température et une pression beaucoup plus faibles qui la limitent au chauffage domestique. Par ailleurs les réserves de chaleur disponibles sont restreintes. Ainsi, la ville de Paris a relancé l'exploitation du potentiel géothermique de la nappe du Dogger<ref>[http://www.lemonde.fr/planete/article/2009/06/29/paris-redecouvre-les-vertus-ecologiques-et-fiscales-de-la-geothermie_1212966_3244.html Le Monde], 29/06/2009, Paris redécouvre les vertus écologiques et fiscales de la géothermie</ref>, plus grande nappe aquifère de France. Elle y pompe une eau à 57°C et y réinjecte une eau à 20°C en moyenne. Mais, avec seulement 300.000 logements approvisionnés, une limite sera atteinte au bout de 30 à 35 ans et une bulle froide se formera sous les installations de pompage, qui mettra 100 à 150 ans à pour se réchauffer. En attendant, il faudra fermer les installations et en construire de nouvelles, plus loin, organisant un système de "jachères".

Toutefois, à l'avenir, des forages profonds dans des zones à gradient intermédiaire (5km pour une eau à 125°C), déjà réalisables mais encore coûteux, permettraient d'extraire beaucoup plus d'énergie en vue de produire de l’électricité. Ainsi, le Bureau des Recherches Géologiques et Minières (BRGM, organisme public) évoque<ref>[http://www.geothermie-perspectives.fr/07-geothermie-france/04-geothermie-futur-02.html BRGM] La géothermie du futur en France</ref> pour la mise en exploitation profonde de 3% de la surface de l'Alsace (un des deux points chauds du sous-sol français), une production électrique suffisante pour satisfaire un cinquième de la consommation électrique française. Des projets de ce genre se développent ici ou là avec des résultats divers : l'un des plus emblématiques, le projet de Bâle, a été temporairement suspendu après avoir provoqué des séismes faibles mais suffisants pour être ressentis, en attendant les conclusions d'études de sûreté.

=== Valorisation des déchets ===
L'[[Incinérateur|incinération]] (beaucoup plus propre que par le passé), la [[méthanisation]] ou le [[compost]]age des déchets sont aussi soumis à une limite évidente : la quantité de déchets non recyclables. Aujourd'hui, la production annuelle des incinérateurs français (électricité et chaleur confondue) est de 13 TWh<ref>[http://www.industrie.gouv.fr/energie/renou/biomasse/incineration-om.htm Inudstrie.gouv.fr] - La valorisation des déchets</ref>, soit environ 2% de la seule consommation électrique française alors que 42% des déchets sont incinérés<ref>[http://www.incineration.org/123.cfm Incineration.org]</ref>.

=== Énergies maritimes<ref>[http://www.manicore.com/documentation/energie_mer.html Jean-Marc Jancovici] - La mer, nouvel eldorado énergétique ?</ref> ===
[[Image:Production hydrolienne.jpg|thumb|330px|right|Production hydrolienne cumulée de trois sites français.]]

Toutes les énergies maritimes ou plus ou moins les mêmes limites : les côtes disponibles et leurs configurations (profondeur, courant, etc.), ou la surface de la zone économique exclusive (ZEE) du pays, et la place qu'on peut y dédier à des installations énergétiques sans que celles-ci ne gênent les autres activités maritimes et les écosystèmes à préserver. Ces technologies sont donc intéressantes pour des pays comme la France ou la Grande-Bretagne (la France dispose avec ses territoires et départements d'Outre-mer de la plus importante ZEE).

De toutes les technologies maritimes, l'[[énergie hydrolienne]] (éoliennes sous-marines) semble constituer la plus intéressante. D'abord parce que les courants marins fluctuent de façon régulière, ensuite car ces fluctuations sont décalées d'un bout à l'autre des côtes, permettant aisément de lisser leur production globale et de rendre celle-ci plus ou moins constante en espaçant correctement les centrales (voir graphique ci-contre). Elle évite donc les aléas de production des éoliennes. EDF estime<ref>[http://www.edf.com/53971d/Accueilfr/LesenergiesEDF/PDFsEnergiesEDF/pdfhydrolienne EDF - Hydroliennes]</ref> que la France métropolitaine pourrait en extraire 10TWh par an, soit 2% de la consommation électrique française.

Les autres technologies sont plus limitées : l'énergie marémotrice impose de fermer un estuaire, ce qui n'est pas négligeable. L'exploitation de l'énergie de la houle, séduisante sur le papier, s'est révélée peu concluante jusque-là, réclamant des surfaces non négligeables pour des productions plutôt faibles. Elle est en revanche moins perturbatrice pour les écosystèmes.

=== Solaire thermique ===

La chaleur pouvant être accumulée dans des réservoirs isolés (au prix d'un certain encombrement), le [[énergie solaire|solaire thermique]] peut-être efficacement employé à un niveau local pour le chauffage de l'eau ou des installations, sans rencontrer les problèmes mentionnés plus haut pour le solaire photovoltaïque. Les chauffe-eau solaires constituent ainsi un moyen efficace pour réduire la consommation de gaz naturel par exemple. Toutefois, leur efficacité dépend du climat sous lesquels ils sont installés. En France métropolitaine, ces chauffe-eau doivent ainsi être couplés à un système plus traditionnel, à gaz ou électrique. Ils demeurent intéressants, mais ne constituent toujours qu'une réponse limitée au problème du réchauffement climatique.

=== Éolien ===

En plus des problèmes de variabilité et d'intermittence évoqués plus haut, le potentiel éolien de la France est lui aussi limité. Ainsi, en installant une éolienne de 100m de diamètre et 80m de hauteur tous les 450m (!) sur terre et une éolienne de 120m de diamètre 80m de hauteur tous les 840m, la production ne serait encore que de 200TWh par an<ref>[http://wikiwix.com/cache/?url=http://www.espace-eolien.fr/Eolien/200twh.htm Potentiel éolien en France] source : cabinet d’études Espace Éolien Développement, filiale de Poweo</ref>, pour trois quarts d'origine offshore.

== Passage d'un modèle centralisé à un modèle distribué ==

Le réseau électrique actuel est bâti pour acheminer l'électricité depuis quelques importants centres de production vers de nombreux consommateurs, l'ensemble de la production étant contrôlée et la distribution anticipée d'après les moyennes saisonnières et d'autres facteurs. Le passage à un modèle avec un grand nombre de sources à la production erratique n'est pas anodin et pose plusieurs problèmes.

=== Problème ===

En premier lieu, lorsque sur une boucle locale (petite échelle), en plus de la tension de 220V fournie par le réseau, sont superposés plusieurs sources indépendantes (panneaux solaires, éoliennes), la tension locale augmente et peut causer des coupures de courant localisées. En pratique, on estime qu'au-delà de 10% à 20% de photovoltaïque, des problèmes apparaissent. ERDF (Électricité Réseau Distribution France) a ainsi récemment communiqué<ref>[http://www.lemonde.fr/planete/article/2010/06/22/trop-de-panneaux-solaires-risque-de-provoquer-des-coupures-de-courant_1376733_3244.html Le Monde - 22 juin 2010 - Trop de panneaux solaires risque de provoquer des coupures de courant]</ref> que dans la département français des Landes, le développement rapide de projets photovoltaïques (profitant de l'aubaine de la rente créée par le tarif réglementaire élevé de rachat de cette électricité), pourrait sous peu causer des coupures locales. Cela dit, les arguments de sa directrice étaient approximatifs (mélangeant centrales photovoltaïques et production diffuse par de multiples petites sources) et intéressés (ERDF se passerait bien de racheter à prix élevé cette électricité). Malheureusement, ses contradicteurs étaient tout aussi approximatifs (assimilant échelles nationale et locale) et intéressés ou partisans.

En second lieu, on entend souvent dire que le photovoltaïque et l'éolienne, bien qu'intermittents, n'auraient pas une production erratique puisque prévisible, via les bulletins météo. Malheureusement, c'est essentiellement faux. Les prévisions météo sont grossières, pour de larges échelles (départements, grandes villes) et au mieux heure par heure. Impossible avec cela de prévoir la production photovoltaïque locale des vingt minutes à venir, surtout si les conditions venaient à changer rapidement (passage d'un nuage au-dessus d'une forte concentration de panneaux photovoltaïques, telle qu'une centrale). D'ailleurs, encore faudrait-il qu'un système recense les coordonnées exactes et la puissance de chaque installation. En somme, les prévisions météo permettent au mieux de fixer des limites de sûreté à la production heure-par-heure des centrales nucléaires mais pas d'évaluer les besoins à la minute près des centrales fossiles qui devront compenser les fluctuations des panneaux photovoltaïques et éoliennes.

En réponse à tout cela, les réseaux électriques vont devoir évoluer vers des [[smart grid|réseaux intelligents]] (smart grid), capables de mesurer et anticiper en temps réel, en de nombreux points du réseau, les variations subites de production et de consommation, afin de procéder aux redistributions nécessaires, au sein de la boucle locale ou même entre différentes régions, et de stocker, dans la limite du raisonnable, les excès afin de les absorber et pallier aux éventuelles carences soudaines. Plusieurs de ces technologies sont encore en cours de développement et des investissements importants sont en plus nécessaires. En plus du surcoût attendu, un développement trop rapide de certaines énergies renouvelables pourrait en effet être préjudiciable à la stabilité du réseau, au moins en certains points.<ref>[http://www.eu-deep.com/index.php?id=397 EU-Deep] - Consortium réunissant les différents acteurs de la production et la distribution d'électricité en Europe</ref>

=== Pertinence environnementale d'une production locale ===

Le concept d'autonomie séduit énormément dans nos sociétés fortement individualisées et permet parfois de s'acheter un vernis écologique à peu de frais et même au contraire de se constituer parfois une vraie petite rente (comme c'est le cas en France avec le photovoltaïque et l'éolienne dont les coûts de rachat par ERDF sont très élevés et font le bonheur de nombreux investisseurs). Il est même possible en France de revendre toute sa production à ERDF en même temps que l'on rachète sa propre consommation pour bien moins cher, omettant au passage l'auto-consommation supposée faire l'intérêt de ces installations. Pourtant, sur le principe, la production locale d'électricité n'a que peu d'intérêt vu le très faible coût écologique de son transport ; rien à voir ici avec des produits acheminés par bateau ou avion des quatre coins du monde. En revanche, on l'a vu, ces productions locales requièrent des investissements supplémentaires, ont une productivité plus faible (le coût de production du photovoltaïque reste supérieur en France au prix de revente de l'électricité) et, en France, poussent à produire plus d'électricité à partir d'énergie fossile, aux dépens du nucléaire, faible émetteur de gaz à effet de serre.

La logique vaut d'ailleurs pour d'autres produits que l'électricité : si dans l'ensemble produire localement a un sens, ce n'est pas systématiquement plus écologique, car la production locale est généralement moins efficace qu'une production centralisée, et la différence peut excéder assez vite le coût environnemental du transport. Il faut donc toujours vérifier si réduire ce coût en favorisant un mode de transport plus écologique, par exemple ferré ou fluvial, n'est pas une meilleure solution que de produire localement.

== Bilan du potentiel renouvelable pour la France ==
[[Image:Consommation_énergétique_française.gif|thumb|330px|right|Consommation énergétique française en 1995]]

=== Énergies disponibles à tout moment ===
En ignorant d'abord l'éolien et le solaire photovoltaïque, du fait des problèmes évoqués plus haut qui rend problématique leur intégration dans un réseau à la demande, quelle production énergétique la France pourrait-elle au maximum extraire des énergies renouvelables?
* On considère que les besoins thermiques seraient à 90% satisfaits avec une meilleure conception (isolation, conception, solaire thermique, géothermie, cogénération et réseaux de chaleur) et une meilleure isolation : besoins globaux en énergie réduits de 30%.
* Combustion de la biomasse, avec 30% du territoire converti en forêts d'exploitation : 600TWh électriques (hypothèse quasi-fantaisiste qui n'est aujourd'hui retenue par personne). La biomasse est normalement mieux utilisée pour l'énergie thermique mais les besoins thermiques seront satisfaits autrement. Une part pourrait toujours être utilisée pour cela mais nous la négligeons.
* Incinération des déchets, avec 100% des déchets non recyclables : 30 TWh électriques.
* Énergie hydroélectrique : 60 TWh électriques.
* Énergie hydrolienne : 10 TWh électriques

La consommation énergétique annuelle française étant actuellement de 3200 TWh par an, la première hypothèse la réduirait à 2250 TWh. Or notre bilan renouvelable ne couvre que 700 TWh, soit 30% des besoins. Malgré des hypothèses généreuses (bois notamment), il faudrait donc encore réduire de 70% la consommation énergétique (hors confort thermique). Ce qui reviendrait par exemple, en se basant sur notre consommation actuelle, à supprimer toutes les dépenses consacrées au transport (individuels et de marchandises) et à l'industrie.

=== En incluant l'éolien et le photovoltaïque ===
Par rapport à ce qui précède, il serait envisageable d'utiliser le solaire et l'éolien pour une part des besoins restants.
* L'énergie solaire photovoltaïque pourrait être développée jusqu'à satisfaire tous nos besoins... durant la journée. Le surcoût serait évidemment important, surtout si l'on veut que le photovoltaïque réponde également à nos besoins en cas de mauvais temps. Enfin, étant inactive la nuit, en particulier en hiver où se situent les pics de consommation, cette énergie ne pourrait sans doute pas couvrir plus de la moitié de la consommation annuelle.
* Un parc éolien important et bien implanté ne produirait de toute façon que quelques dizaines de TWh par an. Production qui sera inégalement répartie selon les jours selon leur activité venteuse.

Ceci laisserait encore quelque 2200 TWh à fournir, soit la tâche de réduire de 40% la consommation énergétique (hors confort thermique).

== Politiques énergétiques possibles ==
{{loupe|Propositions énergétiques pour la France}}

Certains pays jouissent de grands avantages naturels qu'ils n'ont pas hésité à exploiter, parfois depuis longtemps : le Québec, par exemple, qui dispose avec un immense potentiel hydroélectrique qui fournit aujourd'hui 96% de l'électricité, le reste venant pour moitié du nucléaire et, enfin, des énergies fossiles (gaz) et renouvelables (éolien, biomasse). Le Brésil est dans la même situation. L’Islande est quant à elle assise sur un fort gisement géothermique qui assure 70% de sa consommation d'énergie (et 30% de sa production électrique).

A contrario, pour la plupart des pays, la production électrique est essentiellement d'origine fossile. Ceux-ci peuvent aisément réduire leurs émissions de carbone par kWh en doublant leurs centrales fossiles avec des énergies renouvelables (on éteint les centrales fossiles en présence de soleil ou de vent) mais au prix d'une importante augmentation du coût de l'énergie, surcoût qui sera toutefois compensé à mesure que les prix des combustibles fossiles augmenteront. C'est notamment le cas des États-Unis, de l'Allemagne et de beaucoup d'autres. Pour ces pays, la piste actuellement privilégiée dans la plupart d'entre eux semble être un mix renouvelables-fossiles, s'appuyant lourdement sur le charbon (ressources estimées supérieures à un siècle) et l'[[Stockage géologique du dioxyde de carbone|enfouissement du CO2]], couplée à une amélioration de l'efficacité énergétique.

Le problème est très différent pour la France métropolitaine qui, avec le [[Énergie nucléaire|nucléaire]], n'a recours aux énergies fossiles que pour un dixième de sa production. Pour ce pays, le résultat attendu du développement des énergies renouvelables est celui d'une multiplication des centrales fossiles et une hausse des émissions de carbone par kWh, ainsi que des tarifs de l'électricité. Le seul bénéfice sera celui d'un usage moindre des réacteurs nucléaires. Soit moins de combustible, moins de déchets et, peut-être, moins de risques. Les raisons de ce choix sont sans doute plus politiques et industrielles qu'écologiques.

Les départements et territoires d'Outre-mer français sont dans une situation différente, beaucoup dépendant presque exclusivement d'importations d'hydrocarbures pour leur production électrique. Au vu de leur potentiel renouvelable (ensoleillement, vents, surface maritime) la stratégie mise en être est celle d'un pari sur ces énergies. La Réunion a d'ailleurs pris de l'avance et atteint aujourd'hui 40% de renouvelables dans sa production électrique (hydroélectrique, combustion des résidus de la canne à sucre) et des projets de géothermie autour du Piton de la Fournaise.

== Sur le long terme ==

=== Fin du nucléaire et des combustibles fossiles ===

Aujourd'hui, ces aléas de production imposent donc le recours à d'autres sources d'énergie, le plus souvent fossiles ou nucléaires. Malheureusement, ces énergies fossiles ne constituent pas des alternatives viables à moyen ou très long terme : même si l'on parvenait à mitiger leur impact écologique (via l'[[Stockage géologique du CO2|enfouissement du CO2]] capturant ces émissions, procédé dont l'intérêt et la sécurité sont âprement débattus), ces combustibles sont de toute façon en voie d'épuisement et leur coût augmentera fortement. La fission [[Énergie nucléaire|nucléaire]] souffre du même problème : là aussi le combustible s'épuise rapidement. Même si des réacteurs de quatrième génération (surgénérateurs) permettaient de brûler les déchets existants ainsi que des combustibles moins riches, cette technologie, si elle était généralisée et systématisée dans le monde, ne repousserait sans doute que de quelques décennies (peut-être plus) la limite existante.

Qui plus est, si l'on peut attendre des progrès technologiques, rien actuellement ne permet d'espérer dans un avenir prévisible un stockage radicalement plus efficace de l'énergie ou des sources d'énergie à la fois propres, inépuisables et consommables à la demande (sauf peut-être la fusion nucléaire). À priori, nous disposons donc d'un temps limité pour nous adapter aux outils qui seront à notre disposition. A long terme, donc, il est clair qu'en l'absence d'innovations techniques "magiques", des transformations profondes devront avoir lieu. Nous pourrons certes améliorer notre efficacité énergétique mais, en-dehors du confort thermique, les gains à attendre ne sont pas énormes.

=== Transformations sociétales ===

Il va donc falloir apprendre à fonctionner différemment, par exemple avoir recours aux énergies solaires et éoliennes tout en nous adaptant à leurs aléas de production : le chauffage, par exemple, pourrait n'être allumé que par intermittence, en présence de vent. Ou certains véhicules pourraient être rechargés lorsqu'il fait soleil (stationnements publics équipés, voitures collectives en location à la journée ou à l'heure). Cela pose bien sûr des problèmes sociologiques, d'équipements (nouveaux produits, prédiction facilement accessible de la production, établissement de priorités parmi les appareils électriques) et d'efficacité (un appareil de chauffage consomme moins s'il fonctionne en continu plutôt que par bouffées courtes et intenses, une batterie peut mal supporter les variations lorsqu'elle est en charge). Cela dit, si l'on peut imaginer se priver de certains appareils pendant une heure, il en va autrement s'il s'agit de trois jours.

Il serait également possible de produire plus souvent localement et de transporter pour un moindre coût écologique. Pour la France, les transports de personnes et de marchandises représentent 25% de la consommation énergétique. Si les coûts du transport augmentent, une production plus locale deviendra économiquement rationnelle mais cela signifie aussi un accroissement des coûts de production, ce qui est préjudiciable à l'intérêt général. On peut envisager d'autres solutions mais qui restent aujourd'hui minoritaires ou marginales, comme l'intensification du télétravail, certaines formes de [[faites-le vous-même]] (mais au détriment du temps libre et seulement quand cela conduit bien à une baisse des émissions de {{CO2}}), etc.

Enfin, la conception des biens de consommation pourrait elle-même changer avec le choix de matériaux différents, moins coûteux en énergie, transports, ressources non-renouvelables.

== Voir aussi ==
=== Liens internes ===
* [[Énergie renouvelable]]
* [[Gestion de l'énergie]]
* [[Propositions énergétiques pour la France]]

=== Liens externes ===
* [http://www.manicore.com/index.html Manicore] - Site de Jean-Marc Jancovici.

===Références===
<References/>

{{Multi bandeau|Portail Énergie|Portail Vivre ensemble}}
[[Catégorie:Énergies renouvelables]]

Énergie nucléaire

2013-02-22T19:30:55Z

Energetik : /* Place de l'énergie nucléaire */ Soyons exacts

{{Vivre ensemble}}
L''''énergie nucléaire''' désigne l'énergie libérée par la fission ou la fusion des noyaux des atomes.

Cet article traite essentiellement de son usage civil pour la production d'électricité.

== Introduction ==

Découverte dans les années 1930, la fission nucléaire est utilisée à des fins civiles et militaires. Elle consiste à scinder un noyau atomique lourd (uranium par exemple) en noyaux plus petits. 1% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé par les centrales nucléaires actuels et par les premières bombes atomiques.

La fusion nucléaire consiste à fusionner deux petits noyaux en un plus gros (typiquement, deux noyaux d'hydrogène fusionnant en un noyau d'hélium). 10% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé actuellement par les bombes à hydrogène. D'éventuels usages civils sont théoriquement prometteurs (hydrogène et deutérium se trouvent aisément et l'hélium produit ne serait pas radioactif) mais les recherches menées depuis 40 ans n'ont toujours pas abouties même si des progrès ont été réalisés.

== Place de l'énergie nucléaire ==
{{loupe|Limites des énergies renouvelables}}

Aujourd'hui, l'énergie nucléaire représente 80% de la production électrique française mais seulement 9.5% de la production électrique mondiale. Les énergies renouvelables produisent beaucoup plus, leur part (en augmentation continue) a dépassé 20% de la production mondiale (cf Key worl energy statistics, AIE), dont 17% d'hydroélectricité. Les renouvelables constituent donc la principale alternative aux énergies fossiles.

De plus, la puissance d'une centrale nucléaire ne peut pas être rapidement ajustée, il faut environ une heure pour arriver à pleine puissance en partant d'une centrale nucléaire au repos. Au mieux, elle ne peut donc fournir que le gros de la production. Les variations rapides de la consommation (ou de la production des renouvelables : baisse du vent ou de la luminosité) peuvent toujours être compensées par exemple par l'hydroélectricité.

Enfin, le nucléaire ne peut prétendre à se substituer largement dans le monde aux énergies fossiles : les stocks disponibles de combustible seraient trop faibles et tous les pays ne disposent pas des compétences et de la stabilité nécessaires.<ref>[http://www.notre-planete.info/actualites/actu_1291.php Le nucléaire : une solution d'avenir ?] - notre-planete.info</ref>

=== Alternatives pour la France ===
{{loupe|Propositions énergétiques pour la France}}
[[Image:Nuclear-futur.jpg|thumb|270px|Centrales nucléaires entre Beijing et Tianjin (Chine)]]
L'alternative la plus simple serait de faire ce qu'on l'on fait dans la plupart des pays développés (hormis ceux ayant un potentiel hydroélectrique exceptionnel, comme le Brésil) : utiliser principalement les [[Énergie fossile|énergies fossiles]], notamment le [[charbon]], pour un coût de l'électricité globalement similaire et des émissions de [[gaz à effet de serre]] fortement accrues. Mais serait-il possible de miser avant tout sur les [[énergies renouvelables]] ?

== Coûts financiers ==

Aujourd'hui, la France dispose d'un tarif électrique dans la moyenne européenne<ref>[http://www.vie-publique.fr/actualite/alaune/energie-prix-du-gaz-electricite-europe.html Viepublique.fr] - Le coût de l'électricité en France.</ref> et indépendant des cours des énergies fossiles qui augmenteront sur le long terme. Mais la question du coût réel et futur de l'énergie nucléaire fait l'objet d'une controverse. Les raisons en sont les suivantes :

* Les premiers investissements dans le nucléaire civil furent réalisés par l'État français et non par EDF, le budget de cette entreprise ne fut donc pas grévé par les emprunts correspondants. Or, la France va devoir renouveler son parc si elle maintient son choix nucléaire. En France, ce coût serait estimé à 345 milliards d'euros<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/dossiers/energie/flop-economique.pdf Sortir du nucléaire - Le flop économique]</ref> (plutôt 500 milliards en fait : ces chiffres étaient basés sur l'expérience anglaise alors que la France miserait sur l'EPR, plus coûteux au départ). La somme semble gigantesque mais il faut relativiser : sur 40 ans et en conservant la production actuelle de 400 TWh, cela représenterait 2 centimes par kWh.

* Un autre facteur est le coût de la matière première. En réponse aux tendances inflationnistes sur le long terme des énergies fossiles, l'énergie nucléaire connaît un nouvel essor mondial, ce qui exerce une pression sur les prix des combustibles. Cela dit, le coût de ces matières premières ne représente aujourd'hui que 12% du coût de production.<ref>[http://nucleaire.cea.fr/fr/repere/nucleaire_economie.htm CEA - L'économie du nucléaire]</ref> et l'EPR devrait consommer moins de combustible (22% de gain d'efficacité annoncés). Même si ce coût venait à doubler, le prix final n'en serait que peu affecté.

* Le coût du démantèlement est également souvent évoqué comme une autre source d'énigme. Initialement grandement sous-estimé, les expériences se sont multipliées ces dernières années, en France et à l'étranger, et on commence à en avoir une meilleure idée. Celui-ci serait en fait supérieur à dix milliards.<ref>[http://www.romandie.com/infos/news2/100721095124.4f1ixszu.asp Romandie News] - EDF envisage d'affecter 50% de RTE au démantèlement des centrales.</ref> Là encore, il n'y pas vraiment de quoi questionner le choix nucléaire.

* Dans le contexte nucléaire, l'État français a poussé au développement de dispositifs électriques de confort thermique, peu coûteux à l'achat mais ayant un faible rendement énergétique : pour produire une calorie thermique, il a fallu produire plus de deux calories électrique. Qui plus est, durant les pointes hivernales, on fait appel à de l'électricité d'origine fossile (jusqu'à 30%) en partie importée d'Allemagne. Sur le plan des émissions de {{CO2}}, l'opération reste légèrement avantageuse mais pas en termes de dépenses pour les usagers.<ref>[http://www.manicore.com/documentation/chauffage_electrique.html Manicore - Chauffage électrique]</ref>

* Certains coûts sont externalisés : la pollution environnementale (problème existant aussi pour les centrales fossiles), le coût de la sécurité (prise en charge par l'armée) et surtout les déchets pour lesquels aucune stratégie de long terme n'a été définie et ne font pas l'objet de provisions financières.

Enfin, il faut prendre en compte que puisque la seule alternative au nucléaire ayant des émissions faibles de {{CO2}} est un mélange renouvelables-fossiles, et puisque ces solutions sont elles-mêmes coûteuses (redondance des installations, cours à long terme des combustibles fossiles, coûts élevés des solutions renouvelables), le nucléaire semble bien apparaître comme économiquement pérenne et avantageux.

== Sécurité ==
''Le court article sur la [[radioactivité]] vous éclairera sur ces problèmes et les unités utilisées.''

En substance, une installation nucléaire civile présente des risques comparables à d'autres activités industrielles : déflagration et contamination. Mais la nature de la radioactivité place les installations nucléaires parmi les industries les plus dangereuses. Concernant la contamination, nous verrons ce qu'il en est plus tard, en examinant les accidents qui eurent lieu dans le passé.

A propos de déflagrations, on parle de risques d'explosion chimique et non nucléaire : les installations nucléaires conventionnelles (tous les réacteurs français) n'utilisent pas de réactifs susceptibles de causer une explosion nucléaire. En revanche, certains réacteurs militaires ou des réacteurs civils expérimentaux à neutrons rapides (comme le fut Superphénix mais il n'en existe plus en France) peuvent manipuler ce genre de produits. Ça ne signifie pas que le risque soit négligeable : une explosion chimique peut être particulièrement violente, il suffit de se rappeler celle de l'usine AZF de Toulouse. Et, surtout, une telle explosion disperse les produits radioactifs qui sont sur place.

Enfin, notons que même si les accidents sont rendus improbables, ils finiront toujours par arriver sur une période suffisamment longue. La question est donc de savoir si le nucléaire constitue un risque acceptable ou non.

=== Différences entre les réacteurs conventionnels et Tchernobyl ===
[[Image:Thermal_reactor_diagram.png|thumb|Schéma du fonctionnement d'un réacteur nucléaire conventionnel]]

Une condition généralement admise pour qu'un réacteur nucléaire ne puisse s'emballer est qu'il soit conçu de façon à ce que la réaction de fission ne puisse se produire que lorsque les systèmes sont actifs et générer lui-même, naturellement, les conditions qui le pousseront à s'arrêter en cas de problème. Autrement dit il doit présenter des rétro-actions négatives.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/inf06.html World Nuclear - Safety of Nuclear Reactors]</ref>

Par exemple, dans les réacteurs conventionnels (y compris l'EPR), l'eau agit à la fois comme modérateur (la couche qui ralentit les neutrons) et fluide caloporteur (chargé de refroidir le réacteur). Si la réaction s'accroît, l'eau chauffe (caloporteur) et sa densité diminue. Puisque l'eau est aussi le modérateur, les neutrons ne sont plus ralentis et arrivent trop vite pour provoquer d'autres fissions : ils s'échappent alors vers les couches de confinement et la réaction tend à s'éteindre. On parle pour de tels réacteurs de coefficients de vide négatifs.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/chernobyl/voidcoef.htm World Nuclear - Positive Void Coefficient]</ref>. Toutefois, on a vu à Fukushima que dans certains cas des conditions persistent qui permettent à la réaction de se dérouler sans toutefois s'emballer.

Le réacteur de Tchernobyl, en revanche, présentait un coefficient de vide positif. Voilà pourquoi, en 3 à 5s, la réaction a pu s'emballer et être multipliée par cent, restant par la suite 15 jours en activité. Tous les réacteurs français ont un coefficient de vide négatif et il est interdit aux États-Unis de construire des réacteurs à coefficient de vide positif. Beaucoup de centrales soviétiques ont encore un coefficient de vide positif mais des aménagements de sécurité ont été ajoutés suite à Tchernobyl. Au Canada, tous les réacteurs CANDU présentent un coefficient de vide positif mais assez faible. Les autorités canadiennes arguent que ce faible coefficient leur laisserait assez de temps avant l'emballement pour prendre les mesures nécessaires, ce qui est vrai tant que les conditions le leur permettent et que les systèmes de secours se comportent normalement (à Tchernobyl, le retrait des barres de combustible fut impossible, les mécanismes ayant été tordus par la chaleur).<ref>[http://www.nuclearfaq.ca/cnf_sectionD.htm Nuclearfaq.ca]</ref>

=== Accidents passés : bilan et leçons ===
{{loupe|Accidents nucléaires}}
A part de l'étude de la liste des accidents graves liés à l'énergie nucléaire civile, on peut tenter d'évaluer le risque posé par ceux-ci. Il ressort que seuls deux accidents à ce jour eurent des effets majeurs sur l'environnement et les populations : des centaines de morts, des dizaines de milliers de cancers développés dans les années ou décennies qui suivirent, peut-être des milliers de malformations infantiles, et des centaines de km² interdits pour longtemps. Ce bilan est également comparable à celui d'une autre catastrophe industrielle : Bhopal.

Remarquons aussi que trois de ces quatre accidents furent causés par de graves erreurs de conception et témoignent de l'amateurisme des débuts du nucléaire. Les erreurs qui ont causé ces problèmes ont depuis été corrigées (certaines l'étaient déjà ou avaient été évitées dans d'autres pays avant qu'elles ne se produisent) et chaque accident a permis d'améliorer les procédures de sécurité, la conception des installations et la façon de minimiser les erreurs humaines, considérées comme inévitables. Bien entendu, rien ne dit que toutes les erreurs de conception possibles ont été éliminées, ni que de nouvelles n'ont pas été introduites depuis.

Par ailleurs, les deux accidents les plus graves se sont produits sous l'ère soviétique, ce qui n'est pas anodin : les responsables étaient souvent incompétents (nommés du fait de leur fidélité). Par ailleurs ils étaient soumis à une forte pression et promus en fonction des résultats de productivité, récompensant ceux qui ignoraient les procédures de sécurité. Malheureusement, on ne peut que faire le parallèle avec les méthodes modernes de gestion, en particulier dans le secteur privé mais pas exclusivement. Faut-il considérer que la privatisation des entreprises gérant le nucléaire, ou leur mise en concurrence avec des acteurs privés, est une grave prise de risque, sachant que même lorsque l'État reste majoritaire l'ouverture du capital conduit systématiquement à des changements de méthode de gestion, afin de satisfaire les actionnaires et leur fournir rapidement les dividendes attendus, et une croissance rapide et soutenue ?

=== Risques d'accidents futurs et gravité potentielle ===

Afin d'évaluer les conséquences d'un accident moderne, il faudrait regarder quelles quantités de matières radioactives seraient éjectées et leur nature (demi-vie, influence sur l'organisme, etc). Pour les centrales modernes, leur puissance est légèrement supérieure à celle de Tchernobyl mais elles utilisent moins de combustible pour une même quantité d'énergie produite. En revanche, pour les usines de retraitement de la Hague et de Marcoule, qui stockent des décennies de déchets à haute activité des centrales françaises, il existe un risque extrême. Certes, Areva argue de la très haute sécurité du site et du conditionnement des déchets, capables de faire face à la chute d'un avion de ligne.<ref>[http://areva.com/FR/actualites-5379/le-point-sur-la-surete-de-l-usine-de-la-hague-face-au-risque-de-chute-d-avion.html Communiqué] d'Areva sur la sûreté de l'usine de la Hague face au risque de chute d'avion.</ref> Mais quand bien même... Un accident indéterminé pourrait après tout provoquer la volatilisation et la dispersion des déchets à haute activité aujourd'hui vitrifiés, ce qui causerait une catastrophe incomparablement plus grande que Tchernobyl au vu des quantités entreposées. Et toutes les mesures de sécurité ne garantissent pas que cela ne surviendra jamais, aucune loi physique ne l'empêche. C'est là un mode gestion peu prudent, il conviendrait plutôt de limiter les conséquences possibles de toute forme d'événement.

Enfin, il existe des risques toxiques autres que la radioactivité : le plutonium en lui-même est un poison très puissant, quelques microgrammes suffisant à tuer un homme. Or, la France en produit en quantité et la Hague en stocke plus de 50 tonnes. Qui plus est, des controverses se tiennent autour des rejets radioactifs et chimiques pratiqués dans le cadre normal, non-accidentel, d'exploitation. Voir à ce sujet le chapitre [[#Environnement]].

== Environnement ==

=== Émissions de gaz à effet de serre ===
L'énergie nucléaire se distingue par ses très faibles émissions en {{CO2}}, probablement les plus faibles par unité d'énergie produite, bien plus faibles que celles des énergies fossiles ou du solaire photovoltaïque.<ref>[http://www.planetoscope.com/nucleaire/884-Kilos-d-uranium-consommes-par-les-centrales-nucleaires.html Statistiques sur l'uranium consommés par les centrales nucléaires]</ref> A tel point que tout changement important de stratégie énergétique se traduirait par des hausses des émissions, sans doute au point de rendre les engagements internationaux de la France en matière de réduction des émissions de {{CO2}} inatteignables. En effet, le nucléaire a permis à la France d'avoir aujourd'hui des émissions de {{CO2}} par habitant très basses, loin derrière des pays pourtant plus "verts" dans leur quotidien et promoteurs des énergies éolienne et photovoltaïque (France : 6,2 t/hab ; Allemagne : 9,8 t/hab ; Norvège : 12,2 t/hab ; États-Unis : 20,1 t/hab).<ref>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_pays_par_%C3%A9missions_de_dioxyde_de_carbone_par_habitant Wikipedia - Liste des pays par émissions de dioxyde de carbone par habitant]</ref>

=== Déchets ===
{{loupe|Déchets nucléaires}}
La gestion des déchets nucléaires est sans doute le problème le plus crucial de l'énergie nucléaire civile. Voici leur catégories et le montant de la production française :

* '''Déchets à haute et moyenne activité à vie longue''' : moins de deux tonnes par an. Ce sont les matériaux issus du cœur du réacteur. Il s'agit de déchets très dangereux dont la durée de vie est de plusieurs centaines de milliers d'années, voire millions d'années. Ils bénéficient d'un conditionnement très particulier (vitrification pour les plus dangereux) mais sont pour l'heure entreposés sur les sites de la Hague et de Marcoul en du choix d'un site de stockage en couche géologique profonde. Ce stockage temporaire pose des problèmes de sécurité puisque leur potentiel de nocivité est immense, bien supérieur aux dégâts produits par Tchernobyl.
* '''Déchets à faible activité à vie courte''' : plusieurs tonnes par an, concentrant 99% de la radioactivité des déchets produits. Il s'agit d'outils utilisés dans l'exploitation du nucléaire (gants, etc). Ces déchets font l'objet d'un conditionnement simple mais diversifié selon les matériaux : soit coulés dans des matrices (de bitume, résine, ciment, etc) soit simplement stockés dans des futs de même matière. Ils sont stockés sur les sites de la Manche et de l'Aube, soit enfouis sous des tumulus de terre, soit scellés dans des casemates remplies de béton.
* '''Déchets à très faible activité''' : des dizaines de tonnes par an. Il s'agit de déchets n'ayant pas d'activité radioactive mais ayant été utilisés dans l'industrie nucléaire. Il peut par exemple s'agir des débris de centrales démantelées. Leur traitement spécifique était une exception française, ils vont désormais être traités comme des déchets conventionnels et généralement recycles pour être utilisés dans les industries conventionnelles.
* '''Déchets issus de l'activité minière''' : des centaines de milliers de tonnes de matériaux par an (roches, terre, etc), qui sont de faible activité à vie longue (FAVL). Ils ont été produits et stockés dans les pays producteurs (Niger, Canada, Australie, etc) mais aussi en France par le passé. Ces déchets sont comparables avec ceux d'autres activités minières (les quantités générées pour les besoins des centrales au [[charbon]] sont même bien plus importantes par kWh produit par exemple) même si la radioactivité y est plus prononcée.
* '''Déchets issus de la préparation du combustible''' : des dizaines de milliers de tonnes par an de boues FAVL contenant de l'uranium.<ref>[http://www.languedoc-roussillon.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Compte_Rendu_10_cle22ab28.pdf Compte-rendu de la réunion du CLIC Narbonne-Malvesi]</ref> Beaucoup de ces déchets sont entreposés dans d'anciennes mines françaises ou éparpillés sur de nombreux sites en France.

=== Autres pollutions ===
[[Image:Cominak.png|thumb|Stockage à ciel ouvert de déchets à faible activité sur le site de Cominak]]
* L'usine de la Hague opère, dans son fonctionnement normal, des rejets radioactifs, pour 36.000 sieverts par an. Ceux-ci sont versés en mer, au large et en profondeur, dans les lieux de forts courant marins (ce qui motiva le choix de cet emplacement) afin de procéder à une dilution, ce qui a en principe un impact nul sur l'environnement. Cela dit, au lieu même des rejets sous-marin et au-dessus des cheminées de l'usine, la radioactivité est importante même s'il ne semble pas y avoir de conséquences pour les populations voisines. En revanche, on estime que les divers rejets accidentels qui se sont produits à la Hague seraient responsables d'un surcroît de 36% de leucémies autour du site. Enfin,les pêcheurs présentaient une irradiation moyenne 3,5 fois supérieure à l'irradiation naturelle, même si les connaissances sur la [[radioactivité]] laissent penser que ce serait sans conséquence sanitaire.<ref>[http://nucleaire-nonmerci.net/STOA.pdf Rapport final de WISE Paris pour le panel STOA] - Effets toxiques éventuels engendrés par les usines de retraitement nucléaire à Sellafield et au cap de la Hague.</ref>

* Les réacteurs en eux-même n'opèrent pas de rejets radioactifs dans l'environnement : le voisinage d'une centrale présente une radioactivité normale, naturelle. Des incidents se produisent certes régulièrement (quelques dizaines par an en France) mais très peu conduisent à des rejets extérieurs et il est encore plus rare que ces rejets soient préoccupants pour la santé des populations proches ou la sécurité du site. Ces incidents sont signalés à l'ASN (autorité de sûreté nucléaire) et rendus publics, et sont régulièrement publiés dans les médias. En tout état de cause, ils ne semblent pas plus graves que les incidents qui se produisent dans d'autres industries. Toutefois, un surcroît de cas de légionellose a été détecté autour de certaines centrales nucléaires.<ref>[http://www.asn.fr/index.php/S-informer/Actualites/2006/Renforcement-de-la-prevention-de-la-legionellose-autour-des-centrales-nucleaires Autorité de Sûreté Nucléaire] - Renforcement de la prévention de la légionellose autour des centrales nucléaires.</ref> Le seuil exact de contamination étant mal connu, EDF bénéficie de dérogations qui lui accordent des latitudes sur les concentrations de légionelles.

* Comme toute industrie, celle-ci recourt massivement aux produits chimiques, notamment dans les sites en amont et en aval des réacteurs dans le processus industriel : acide nitrique (retraitement des déchets), acide fluorhydrique (concentration du combustible), etc. Et, bien sûr, elle produit également divers composés nocifs, tel que l'oxyde d'uranium. Ces produits ne sont pas relâchés de façon sauvage, ils font l'objet d'un retraitement et sont soumis à des normes. Mais, malgré le respect des normes, diverses pollutions sont générées, telle que l'eutrophisation à l'azote de l'étang de Bages-Sigean. Par ailleurs, des incidents sont inévitables et causent régulièrement des pollutions chimiques locales.<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/communiques/affiche.php?aff=486 Communiqué] du [[Réseau Sortir du nucléaire]] - Le nucléaire, une énergie propre ?</ref> Là aussi, ces incidents sont signalés en France à l'ASN qui les rend publics.

* La Commission de Recherche et d'Information Indépendantes sur la Radioactivité (Criirad, organisation non-gouvernementale) a établi de nombreux documents<ref>[http://www.mondialisation.ca/index.php?context=va&aid=5476 Article] de la Crirad sur les conditions d'exploitation des mines d'uranium par les filliales d'AREVA et les normes ISO</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/somniger.html Page] de la collaboration 2010 Greenpeace/Criirad sur l'exploitation de l'uranium au Niger</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/notecriiradarlit.pdf Bilan des analyses 2004-2005] sur l'impact de l'exploitation de l'uranium sur les filliales d'Areva-Cogema au Niger</ref> sur l'exploitation des mines au Niger et ailleurs. Il en ressort plusieurs problèmes de contaminations environnementales au-dessus des normes légales (la plupart sans doute inoffensives mais d'autres plusieurs dizaines de fois au-dessus des seuils) affectant les habitats civils dans le voisinage des mines, ainsi qu'un laxisme certain dans la gestion des déchets radioactifs, comme le stockage définitif à ciel ouvert sur le site de Cominak. Elle note aussi l'exploitation en plein désert des eaux de la nappe fossile (''i.e.'' non-renouvelable) de Tarat, 275 millions de mètres cubes ayant été pompés jusqu'à aujourd'hui, dont 40% pour les installation industrielles.

== Approvisionnement en combustible ==

Comme pour les centrales fossiles, les stocks d'uranium sont limités. Les réserves accessibles avec un coût inférieur à 130$ par kilo sont aujourd'hui de 60 années<ref>[http://www.sfen.org/fr/question/uranium.htm SFEN]</ref> en se basant sur la consommation actuelle. Or, cette consommation augmentera à l'avenir même si les réacteurs deviennent plus efficaces (l'EPR revendique un usage du combustible 22% plus efficace que l'ancienne génération de centrales). Cependant, on estime que le fonctionnement de la prochaine génération de centrales nucléaires serait au moins assuré.

L'uranium est extrait sur quatre continents. Les six premiers pays producteurs sont le Canada (30% du total), l’Australie (21%), le Niger (8%), la Namibie (7.5%), l’Ouzbékistan (6%) et la Russie (6%). Une autre partie de l'approvisionnement provient des stocks militaires surnuméraires (États-Unis et Russie) et du retraitement d'une partie du combustible usé.

Enfin, la France utilise également du combustible MOX, constitué de plutonium (assez commun) et d'uranium appauvri (un déchet de l'enrichissement de l'uranium, la phase qui permet, à partir de l'uranium naturellement extrait, de produire l'uranium enrichi utilisée dans les centrales nucléaires conventionnelles). Peu rentable à l'époque, ce choix devrait désormais être fait par d'autres pays.

=== Surgénérateurs ===
À long terme, il existerait un moyen de prolonger l'exploitation du nucléaire, en consommant 50 à 100 fois moins d'uranium pour produire les mêmes quantités d'énergie : la surgénération (réacteurs à neutrons rapides, ''fast breeders''). Ce sujet est, une fois encore, source de nombreuses controverses.

Un surgénérateur est un réacteur nucléaire qui crée plus de noyaux fissiles (noyaux pouvant être scindé en noyaux plus petits selon le principe de la fission nucléaire) qu'il n'en consomme. Cela est possible en transmutant des noyaux fertiles (des noyaux non-fissiles, tels que l'uranium appauvri ou le thorium, et disponibles en grandes quantités) en noyaux fissiles (plutonium par exemple). Le réacteur ne crée évidemment pas de la matière à partir de rien, disons simplement qu'il suffit de lui fournir des éléments plutôt communs qu'il transmutera en combustible et brûlera. Économiquement cela semble attirant mais, en pratique, de nombreuses difficultés techniques font que ce type de réacteur n'est intéressant qu'à partir d'un certain prix de l'uranium. Évidemment, cette technologie prendra plus de valeur à l'avenir. Qui plus est, elle permettrait la transmutation de déchets hautement actifs en combustibles.

Mais ces surgénérateurs ont un défaut rédhibitoire : le risque d'emballement. Tchernobyl n'était pas un surgénérateur mais, comme lui, ces réacteurs présentent des rétro-actions positives qui poussent le réacteur à s'emballer. Il faut des contrôles actifs (qui peuvent échouer) pour maintenir le cœur à son niveau de réaction et prévenir l'emballement. D'autant qu'un surgénérateur est exploité en-dessous de son régime maximal. Même s'il est vrai que le réacteur de Tchernobyl présentait d'autres problèmes de conception et de gestion et que les surgénérateurs modernes s'emballeraient moins vite, c'est un risque bien supérieur à celui des réacteurs conventionnels.<ref>[http://www.thebulletin.org/web-edition/features/the-safety-inadequacies-of-indias-fast-breeder-reactor Article de] The Nuclear Bulletin - The safety inadequacies of India's fast breeder reactor</ref>

Enfin, ces surgénérateurs ont connu des destins malheureux dans le passé, souvent arrêtés prématurément. L'exemple le plus célèbre est français, avec Superphénix. Souvent raillé, ce réacteur n'a été exploité que 53 mois en onze années. Mais les problèmes techniques initiaux, dû à des erreurs de conceptions et une grande complexité technique, n'ont causé que 25 mois d'arrêt. Ce sont avant tout les fermetures administratives (suite à des actions en justice, des interventions parlementaires, la nécessité d'examens, etc) qui ont représenté 54 mois de fermeture. La dernière année, ce réacteur afficha même un excellent taux de disponibilité. Des débats subsistent sur les raisons de sa fermeture par Lionel Jospin en 1997 : pour les uns, cela était dû à un manque d'intérêt économique alors que les prix de l'uranium étaient bas. Pour d'autres, il s'agissait d'une concession faîte au parti des Verts, alors membre important de la "gauche plurielle". Notons un regain d'intérêt récent pour la surgénération : en Inde, du fait de la présence importante de thorium, et aux Etats-Unis avec le projet ''Generation-IV'' pour la prochaine génération de centrales.

== Perspectives futures ==

La fusion nucléaire est parfois présentée comme le Saint-Graal de l'énergie nucléaire civile : a priori économique (rendement dix fois plus grand que pour la fission), utilisant un combustible disponible à profusion (un milliard d'années de réserve), avec des risques plus faibles de contamination radioactive (combustibles et produits non-radioactifs) et a priori de meilleures conditions de sécurité (contesté par des scientifiques reconnus tels que Pierre-Gilles de Gennes<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/de-gennes.htm Recherche : le cri d'alarme d'un prix Nobel] - Les Echos - Jeudi 12 janvier 2006</ref> ou le japonais Koshiba), avec une absence totale de risque d'emballement (dans le cadre des recherches menées, l'un des problèmes est en fait d'empêcher la réaction de s'arrêter d'elle-même).

Mais les recherches ont débuté depuis plus de quarante ans. On estimait alors le temps nécessaires à quatre décennies et, aujourd'hui, on en donne toujours la même estimation. Qui plus est, les coûts de recherche sont estimés en milliards d'euros et ne cessent d'augmenter.<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/la-rech.htm Le coût d'ITER pourrait flamber] - La Recherche n°422 - septembre 2008</ref> Le défi est en effet important puisqu'il faut projeter les noyaux atomiques l'un contre l'autre à des vitesses extraordinaires (des centaines de millions de degrés) en luttant contre leur répulsion naturelle, le plasma étant comprimé au moyen de champs magnétiques très intenses et de lasers. Des progrès ont toutefois été accomplis durant cette période puisqu'on parvient désormais à maintenir la réaction pendant plus d'une minute tout en produisant plus d'énergie que l'on en consomme.

La fusion nucléaire est l'objet de plusieurs expériences colossales, telles que le projet international ITER (à Cadarache) ou le laser français Mégajoule, ainsi qu'aux États-Unis ou au Japon.

== Voir aussi ==
{{Base|Category:Nuclear energy|l'énergie nucléaire}}

===Liens internes===
* [[Énergies renouvelables]]
* [[Limites des énergies renouvelables]]
* [[Propositions énergétiques pour la France]]
* [[Réseau Sortir du nucléaire]]
* [[Accidents nucléaires]]
* [[Déchets nucléaires]]
* [[Radioactivité]]

===Liens externes===
* http://www.sortirdunucleaire.org
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/nucle.htm Un dossier diversifié sur l'énergie nucléaire]
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/generation4.htm Les réacteurs de génération IV arriveront trop tard et en trop petit nombre]
* http://www.criirad.org/
* [http://blog.newlimits.org/2009/07/demi-siecle-explosions-nucleaires-2053/ 2053 explosions nucléaires en un demi-siècle]

=== Références ===
<References />

===Bibliographie===
* ''L'eau et le champagne menacés par les déchets radioactifs'', article de Michel Marie, "L'Ecologiste" n°19, juin-juillet-août 2006, p. 28-29
* Film « [http://www.arte.tv/fr/Comprendre-le-monde/Dechets--le-cauchemar-du-nucleaire/2766888.html Déchets, le cauchemar du nucléaire] » de Eric Guéret et Laure Noualhat.

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{{DEFAULTSORT:Energie nucléaire}}
[[Catégorie:Énergie nucléaire|*]]

Énergie nucléaire

2013-02-22T19:30:08Z

Energetik : /* Introduction */ Halte à la publicité !

{{Vivre ensemble}}
L''''énergie nucléaire''' désigne l'énergie libérée par la fission ou la fusion des noyaux des atomes.

Cet article traite essentiellement de son usage civil pour la production d'électricité.

== Introduction ==

Découverte dans les années 1930, la fission nucléaire est utilisée à des fins civiles et militaires. Elle consiste à scinder un noyau atomique lourd (uranium par exemple) en noyaux plus petits. 1% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé par les centrales nucléaires actuels et par les premières bombes atomiques.

La fusion nucléaire consiste à fusionner deux petits noyaux en un plus gros (typiquement, deux noyaux d'hydrogène fusionnant en un noyau d'hélium). 10% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé actuellement par les bombes à hydrogène. D'éventuels usages civils sont théoriquement prometteurs (hydrogène et deutérium se trouvent aisément et l'hélium produit ne serait pas radioactif) mais les recherches menées depuis 40 ans n'ont toujours pas abouties même si des progrès ont été réalisés.

== Place de l'énergie nucléaire ==
{{loupe|Limites des énergies renouvelables}}

Aujourd'hui, l'énergie nucléaire représente 80% de la production électrique française et 6.5% de la production électrique mondiale. Les énergies renouvelables produisent beaucoup plus, leur part (en augmentation continue) a dépassé 20% de la production mondiale (cf Key worl energy statistics, AIE), dont 17% d'hydroélectricité. Les renouvelables constituent donc la principale alternative aux énergies fossiles.

De plus, la puissance d'une centrale nucléaire ne peut pas être rapidement ajustée, il faut environ une heure pour arriver à pleine puissance en partant d'une centrale nucléaire au repos. Au mieux, elle ne peut donc fournir que le gros de la production. Les variations rapides de la consommation (ou de la production des renouvelables : baisse du vent ou de la luminosité) peuvent toujours être compensées par exemple par l'hydroélectricité.

Enfin, le nucléaire ne peut prétendre à se substituer largement dans le monde aux énergies fossiles : les stocks disponibles de combustible seraient trop faibles et tous les pays ne disposent pas des compétences et de la stabilité nécessaires.<ref>[http://www.notre-planete.info/actualites/actu_1291.php Le nucléaire : une solution d'avenir ?] - notre-planete.info</ref>

=== Alternatives pour la France ===
{{loupe|Propositions énergétiques pour la France}}
[[Image:Nuclear-futur.jpg|thumb|270px|Centrales nucléaires entre Beijing et Tianjin (Chine)]]
L'alternative la plus simple serait de faire ce qu'on l'on fait dans la plupart des pays développés (hormis ceux ayant un potentiel hydroélectrique exceptionnel, comme le Brésil) : utiliser principalement les [[Énergie fossile|énergies fossiles]], notamment le [[charbon]], pour un coût de l'électricité globalement similaire et des émissions de [[gaz à effet de serre]] fortement accrues. Mais serait-il possible de miser avant tout sur les [[énergies renouvelables]] ?

== Coûts financiers ==

Aujourd'hui, la France dispose d'un tarif électrique dans la moyenne européenne<ref>[http://www.vie-publique.fr/actualite/alaune/energie-prix-du-gaz-electricite-europe.html Viepublique.fr] - Le coût de l'électricité en France.</ref> et indépendant des cours des énergies fossiles qui augmenteront sur le long terme. Mais la question du coût réel et futur de l'énergie nucléaire fait l'objet d'une controverse. Les raisons en sont les suivantes :

* Les premiers investissements dans le nucléaire civil furent réalisés par l'État français et non par EDF, le budget de cette entreprise ne fut donc pas grévé par les emprunts correspondants. Or, la France va devoir renouveler son parc si elle maintient son choix nucléaire. En France, ce coût serait estimé à 345 milliards d'euros<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/dossiers/energie/flop-economique.pdf Sortir du nucléaire - Le flop économique]</ref> (plutôt 500 milliards en fait : ces chiffres étaient basés sur l'expérience anglaise alors que la France miserait sur l'EPR, plus coûteux au départ). La somme semble gigantesque mais il faut relativiser : sur 40 ans et en conservant la production actuelle de 400 TWh, cela représenterait 2 centimes par kWh.

* Un autre facteur est le coût de la matière première. En réponse aux tendances inflationnistes sur le long terme des énergies fossiles, l'énergie nucléaire connaît un nouvel essor mondial, ce qui exerce une pression sur les prix des combustibles. Cela dit, le coût de ces matières premières ne représente aujourd'hui que 12% du coût de production.<ref>[http://nucleaire.cea.fr/fr/repere/nucleaire_economie.htm CEA - L'économie du nucléaire]</ref> et l'EPR devrait consommer moins de combustible (22% de gain d'efficacité annoncés). Même si ce coût venait à doubler, le prix final n'en serait que peu affecté.

* Le coût du démantèlement est également souvent évoqué comme une autre source d'énigme. Initialement grandement sous-estimé, les expériences se sont multipliées ces dernières années, en France et à l'étranger, et on commence à en avoir une meilleure idée. Celui-ci serait en fait supérieur à dix milliards.<ref>[http://www.romandie.com/infos/news2/100721095124.4f1ixszu.asp Romandie News] - EDF envisage d'affecter 50% de RTE au démantèlement des centrales.</ref> Là encore, il n'y pas vraiment de quoi questionner le choix nucléaire.

* Dans le contexte nucléaire, l'État français a poussé au développement de dispositifs électriques de confort thermique, peu coûteux à l'achat mais ayant un faible rendement énergétique : pour produire une calorie thermique, il a fallu produire plus de deux calories électrique. Qui plus est, durant les pointes hivernales, on fait appel à de l'électricité d'origine fossile (jusqu'à 30%) en partie importée d'Allemagne. Sur le plan des émissions de {{CO2}}, l'opération reste légèrement avantageuse mais pas en termes de dépenses pour les usagers.<ref>[http://www.manicore.com/documentation/chauffage_electrique.html Manicore - Chauffage électrique]</ref>

* Certains coûts sont externalisés : la pollution environnementale (problème existant aussi pour les centrales fossiles), le coût de la sécurité (prise en charge par l'armée) et surtout les déchets pour lesquels aucune stratégie de long terme n'a été définie et ne font pas l'objet de provisions financières.

Enfin, il faut prendre en compte que puisque la seule alternative au nucléaire ayant des émissions faibles de {{CO2}} est un mélange renouvelables-fossiles, et puisque ces solutions sont elles-mêmes coûteuses (redondance des installations, cours à long terme des combustibles fossiles, coûts élevés des solutions renouvelables), le nucléaire semble bien apparaître comme économiquement pérenne et avantageux.

== Sécurité ==
''Le court article sur la [[radioactivité]] vous éclairera sur ces problèmes et les unités utilisées.''

En substance, une installation nucléaire civile présente des risques comparables à d'autres activités industrielles : déflagration et contamination. Mais la nature de la radioactivité place les installations nucléaires parmi les industries les plus dangereuses. Concernant la contamination, nous verrons ce qu'il en est plus tard, en examinant les accidents qui eurent lieu dans le passé.

A propos de déflagrations, on parle de risques d'explosion chimique et non nucléaire : les installations nucléaires conventionnelles (tous les réacteurs français) n'utilisent pas de réactifs susceptibles de causer une explosion nucléaire. En revanche, certains réacteurs militaires ou des réacteurs civils expérimentaux à neutrons rapides (comme le fut Superphénix mais il n'en existe plus en France) peuvent manipuler ce genre de produits. Ça ne signifie pas que le risque soit négligeable : une explosion chimique peut être particulièrement violente, il suffit de se rappeler celle de l'usine AZF de Toulouse. Et, surtout, une telle explosion disperse les produits radioactifs qui sont sur place.

Enfin, notons que même si les accidents sont rendus improbables, ils finiront toujours par arriver sur une période suffisamment longue. La question est donc de savoir si le nucléaire constitue un risque acceptable ou non.

=== Différences entre les réacteurs conventionnels et Tchernobyl ===
[[Image:Thermal_reactor_diagram.png|thumb|Schéma du fonctionnement d'un réacteur nucléaire conventionnel]]

Une condition généralement admise pour qu'un réacteur nucléaire ne puisse s'emballer est qu'il soit conçu de façon à ce que la réaction de fission ne puisse se produire que lorsque les systèmes sont actifs et générer lui-même, naturellement, les conditions qui le pousseront à s'arrêter en cas de problème. Autrement dit il doit présenter des rétro-actions négatives.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/inf06.html World Nuclear - Safety of Nuclear Reactors]</ref>

Par exemple, dans les réacteurs conventionnels (y compris l'EPR), l'eau agit à la fois comme modérateur (la couche qui ralentit les neutrons) et fluide caloporteur (chargé de refroidir le réacteur). Si la réaction s'accroît, l'eau chauffe (caloporteur) et sa densité diminue. Puisque l'eau est aussi le modérateur, les neutrons ne sont plus ralentis et arrivent trop vite pour provoquer d'autres fissions : ils s'échappent alors vers les couches de confinement et la réaction tend à s'éteindre. On parle pour de tels réacteurs de coefficients de vide négatifs.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/chernobyl/voidcoef.htm World Nuclear - Positive Void Coefficient]</ref>. Toutefois, on a vu à Fukushima que dans certains cas des conditions persistent qui permettent à la réaction de se dérouler sans toutefois s'emballer.

Le réacteur de Tchernobyl, en revanche, présentait un coefficient de vide positif. Voilà pourquoi, en 3 à 5s, la réaction a pu s'emballer et être multipliée par cent, restant par la suite 15 jours en activité. Tous les réacteurs français ont un coefficient de vide négatif et il est interdit aux États-Unis de construire des réacteurs à coefficient de vide positif. Beaucoup de centrales soviétiques ont encore un coefficient de vide positif mais des aménagements de sécurité ont été ajoutés suite à Tchernobyl. Au Canada, tous les réacteurs CANDU présentent un coefficient de vide positif mais assez faible. Les autorités canadiennes arguent que ce faible coefficient leur laisserait assez de temps avant l'emballement pour prendre les mesures nécessaires, ce qui est vrai tant que les conditions le leur permettent et que les systèmes de secours se comportent normalement (à Tchernobyl, le retrait des barres de combustible fut impossible, les mécanismes ayant été tordus par la chaleur).<ref>[http://www.nuclearfaq.ca/cnf_sectionD.htm Nuclearfaq.ca]</ref>

=== Accidents passés : bilan et leçons ===
{{loupe|Accidents nucléaires}}
A part de l'étude de la liste des accidents graves liés à l'énergie nucléaire civile, on peut tenter d'évaluer le risque posé par ceux-ci. Il ressort que seuls deux accidents à ce jour eurent des effets majeurs sur l'environnement et les populations : des centaines de morts, des dizaines de milliers de cancers développés dans les années ou décennies qui suivirent, peut-être des milliers de malformations infantiles, et des centaines de km² interdits pour longtemps. Ce bilan est également comparable à celui d'une autre catastrophe industrielle : Bhopal.

Remarquons aussi que trois de ces quatre accidents furent causés par de graves erreurs de conception et témoignent de l'amateurisme des débuts du nucléaire. Les erreurs qui ont causé ces problèmes ont depuis été corrigées (certaines l'étaient déjà ou avaient été évitées dans d'autres pays avant qu'elles ne se produisent) et chaque accident a permis d'améliorer les procédures de sécurité, la conception des installations et la façon de minimiser les erreurs humaines, considérées comme inévitables. Bien entendu, rien ne dit que toutes les erreurs de conception possibles ont été éliminées, ni que de nouvelles n'ont pas été introduites depuis.

Par ailleurs, les deux accidents les plus graves se sont produits sous l'ère soviétique, ce qui n'est pas anodin : les responsables étaient souvent incompétents (nommés du fait de leur fidélité). Par ailleurs ils étaient soumis à une forte pression et promus en fonction des résultats de productivité, récompensant ceux qui ignoraient les procédures de sécurité. Malheureusement, on ne peut que faire le parallèle avec les méthodes modernes de gestion, en particulier dans le secteur privé mais pas exclusivement. Faut-il considérer que la privatisation des entreprises gérant le nucléaire, ou leur mise en concurrence avec des acteurs privés, est une grave prise de risque, sachant que même lorsque l'État reste majoritaire l'ouverture du capital conduit systématiquement à des changements de méthode de gestion, afin de satisfaire les actionnaires et leur fournir rapidement les dividendes attendus, et une croissance rapide et soutenue ?

=== Risques d'accidents futurs et gravité potentielle ===

Afin d'évaluer les conséquences d'un accident moderne, il faudrait regarder quelles quantités de matières radioactives seraient éjectées et leur nature (demi-vie, influence sur l'organisme, etc). Pour les centrales modernes, leur puissance est légèrement supérieure à celle de Tchernobyl mais elles utilisent moins de combustible pour une même quantité d'énergie produite. En revanche, pour les usines de retraitement de la Hague et de Marcoule, qui stockent des décennies de déchets à haute activité des centrales françaises, il existe un risque extrême. Certes, Areva argue de la très haute sécurité du site et du conditionnement des déchets, capables de faire face à la chute d'un avion de ligne.<ref>[http://areva.com/FR/actualites-5379/le-point-sur-la-surete-de-l-usine-de-la-hague-face-au-risque-de-chute-d-avion.html Communiqué] d'Areva sur la sûreté de l'usine de la Hague face au risque de chute d'avion.</ref> Mais quand bien même... Un accident indéterminé pourrait après tout provoquer la volatilisation et la dispersion des déchets à haute activité aujourd'hui vitrifiés, ce qui causerait une catastrophe incomparablement plus grande que Tchernobyl au vu des quantités entreposées. Et toutes les mesures de sécurité ne garantissent pas que cela ne surviendra jamais, aucune loi physique ne l'empêche. C'est là un mode gestion peu prudent, il conviendrait plutôt de limiter les conséquences possibles de toute forme d'événement.

Enfin, il existe des risques toxiques autres que la radioactivité : le plutonium en lui-même est un poison très puissant, quelques microgrammes suffisant à tuer un homme. Or, la France en produit en quantité et la Hague en stocke plus de 50 tonnes. Qui plus est, des controverses se tiennent autour des rejets radioactifs et chimiques pratiqués dans le cadre normal, non-accidentel, d'exploitation. Voir à ce sujet le chapitre [[#Environnement]].

== Environnement ==

=== Émissions de gaz à effet de serre ===
L'énergie nucléaire se distingue par ses très faibles émissions en {{CO2}}, probablement les plus faibles par unité d'énergie produite, bien plus faibles que celles des énergies fossiles ou du solaire photovoltaïque.<ref>[http://www.planetoscope.com/nucleaire/884-Kilos-d-uranium-consommes-par-les-centrales-nucleaires.html Statistiques sur l'uranium consommés par les centrales nucléaires]</ref> A tel point que tout changement important de stratégie énergétique se traduirait par des hausses des émissions, sans doute au point de rendre les engagements internationaux de la France en matière de réduction des émissions de {{CO2}} inatteignables. En effet, le nucléaire a permis à la France d'avoir aujourd'hui des émissions de {{CO2}} par habitant très basses, loin derrière des pays pourtant plus "verts" dans leur quotidien et promoteurs des énergies éolienne et photovoltaïque (France : 6,2 t/hab ; Allemagne : 9,8 t/hab ; Norvège : 12,2 t/hab ; États-Unis : 20,1 t/hab).<ref>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_pays_par_%C3%A9missions_de_dioxyde_de_carbone_par_habitant Wikipedia - Liste des pays par émissions de dioxyde de carbone par habitant]</ref>

=== Déchets ===
{{loupe|Déchets nucléaires}}
La gestion des déchets nucléaires est sans doute le problème le plus crucial de l'énergie nucléaire civile. Voici leur catégories et le montant de la production française :

* '''Déchets à haute et moyenne activité à vie longue''' : moins de deux tonnes par an. Ce sont les matériaux issus du cœur du réacteur. Il s'agit de déchets très dangereux dont la durée de vie est de plusieurs centaines de milliers d'années, voire millions d'années. Ils bénéficient d'un conditionnement très particulier (vitrification pour les plus dangereux) mais sont pour l'heure entreposés sur les sites de la Hague et de Marcoul en du choix d'un site de stockage en couche géologique profonde. Ce stockage temporaire pose des problèmes de sécurité puisque leur potentiel de nocivité est immense, bien supérieur aux dégâts produits par Tchernobyl.
* '''Déchets à faible activité à vie courte''' : plusieurs tonnes par an, concentrant 99% de la radioactivité des déchets produits. Il s'agit d'outils utilisés dans l'exploitation du nucléaire (gants, etc). Ces déchets font l'objet d'un conditionnement simple mais diversifié selon les matériaux : soit coulés dans des matrices (de bitume, résine, ciment, etc) soit simplement stockés dans des futs de même matière. Ils sont stockés sur les sites de la Manche et de l'Aube, soit enfouis sous des tumulus de terre, soit scellés dans des casemates remplies de béton.
* '''Déchets à très faible activité''' : des dizaines de tonnes par an. Il s'agit de déchets n'ayant pas d'activité radioactive mais ayant été utilisés dans l'industrie nucléaire. Il peut par exemple s'agir des débris de centrales démantelées. Leur traitement spécifique était une exception française, ils vont désormais être traités comme des déchets conventionnels et généralement recycles pour être utilisés dans les industries conventionnelles.
* '''Déchets issus de l'activité minière''' : des centaines de milliers de tonnes de matériaux par an (roches, terre, etc), qui sont de faible activité à vie longue (FAVL). Ils ont été produits et stockés dans les pays producteurs (Niger, Canada, Australie, etc) mais aussi en France par le passé. Ces déchets sont comparables avec ceux d'autres activités minières (les quantités générées pour les besoins des centrales au [[charbon]] sont même bien plus importantes par kWh produit par exemple) même si la radioactivité y est plus prononcée.
* '''Déchets issus de la préparation du combustible''' : des dizaines de milliers de tonnes par an de boues FAVL contenant de l'uranium.<ref>[http://www.languedoc-roussillon.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Compte_Rendu_10_cle22ab28.pdf Compte-rendu de la réunion du CLIC Narbonne-Malvesi]</ref> Beaucoup de ces déchets sont entreposés dans d'anciennes mines françaises ou éparpillés sur de nombreux sites en France.

=== Autres pollutions ===
[[Image:Cominak.png|thumb|Stockage à ciel ouvert de déchets à faible activité sur le site de Cominak]]
* L'usine de la Hague opère, dans son fonctionnement normal, des rejets radioactifs, pour 36.000 sieverts par an. Ceux-ci sont versés en mer, au large et en profondeur, dans les lieux de forts courant marins (ce qui motiva le choix de cet emplacement) afin de procéder à une dilution, ce qui a en principe un impact nul sur l'environnement. Cela dit, au lieu même des rejets sous-marin et au-dessus des cheminées de l'usine, la radioactivité est importante même s'il ne semble pas y avoir de conséquences pour les populations voisines. En revanche, on estime que les divers rejets accidentels qui se sont produits à la Hague seraient responsables d'un surcroît de 36% de leucémies autour du site. Enfin,les pêcheurs présentaient une irradiation moyenne 3,5 fois supérieure à l'irradiation naturelle, même si les connaissances sur la [[radioactivité]] laissent penser que ce serait sans conséquence sanitaire.<ref>[http://nucleaire-nonmerci.net/STOA.pdf Rapport final de WISE Paris pour le panel STOA] - Effets toxiques éventuels engendrés par les usines de retraitement nucléaire à Sellafield et au cap de la Hague.</ref>

* Les réacteurs en eux-même n'opèrent pas de rejets radioactifs dans l'environnement : le voisinage d'une centrale présente une radioactivité normale, naturelle. Des incidents se produisent certes régulièrement (quelques dizaines par an en France) mais très peu conduisent à des rejets extérieurs et il est encore plus rare que ces rejets soient préoccupants pour la santé des populations proches ou la sécurité du site. Ces incidents sont signalés à l'ASN (autorité de sûreté nucléaire) et rendus publics, et sont régulièrement publiés dans les médias. En tout état de cause, ils ne semblent pas plus graves que les incidents qui se produisent dans d'autres industries. Toutefois, un surcroît de cas de légionellose a été détecté autour de certaines centrales nucléaires.<ref>[http://www.asn.fr/index.php/S-informer/Actualites/2006/Renforcement-de-la-prevention-de-la-legionellose-autour-des-centrales-nucleaires Autorité de Sûreté Nucléaire] - Renforcement de la prévention de la légionellose autour des centrales nucléaires.</ref> Le seuil exact de contamination étant mal connu, EDF bénéficie de dérogations qui lui accordent des latitudes sur les concentrations de légionelles.

* Comme toute industrie, celle-ci recourt massivement aux produits chimiques, notamment dans les sites en amont et en aval des réacteurs dans le processus industriel : acide nitrique (retraitement des déchets), acide fluorhydrique (concentration du combustible), etc. Et, bien sûr, elle produit également divers composés nocifs, tel que l'oxyde d'uranium. Ces produits ne sont pas relâchés de façon sauvage, ils font l'objet d'un retraitement et sont soumis à des normes. Mais, malgré le respect des normes, diverses pollutions sont générées, telle que l'eutrophisation à l'azote de l'étang de Bages-Sigean. Par ailleurs, des incidents sont inévitables et causent régulièrement des pollutions chimiques locales.<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/communiques/affiche.php?aff=486 Communiqué] du [[Réseau Sortir du nucléaire]] - Le nucléaire, une énergie propre ?</ref> Là aussi, ces incidents sont signalés en France à l'ASN qui les rend publics.

* La Commission de Recherche et d'Information Indépendantes sur la Radioactivité (Criirad, organisation non-gouvernementale) a établi de nombreux documents<ref>[http://www.mondialisation.ca/index.php?context=va&aid=5476 Article] de la Crirad sur les conditions d'exploitation des mines d'uranium par les filliales d'AREVA et les normes ISO</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/somniger.html Page] de la collaboration 2010 Greenpeace/Criirad sur l'exploitation de l'uranium au Niger</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/notecriiradarlit.pdf Bilan des analyses 2004-2005] sur l'impact de l'exploitation de l'uranium sur les filliales d'Areva-Cogema au Niger</ref> sur l'exploitation des mines au Niger et ailleurs. Il en ressort plusieurs problèmes de contaminations environnementales au-dessus des normes légales (la plupart sans doute inoffensives mais d'autres plusieurs dizaines de fois au-dessus des seuils) affectant les habitats civils dans le voisinage des mines, ainsi qu'un laxisme certain dans la gestion des déchets radioactifs, comme le stockage définitif à ciel ouvert sur le site de Cominak. Elle note aussi l'exploitation en plein désert des eaux de la nappe fossile (''i.e.'' non-renouvelable) de Tarat, 275 millions de mètres cubes ayant été pompés jusqu'à aujourd'hui, dont 40% pour les installation industrielles.

== Approvisionnement en combustible ==

Comme pour les centrales fossiles, les stocks d'uranium sont limités. Les réserves accessibles avec un coût inférieur à 130$ par kilo sont aujourd'hui de 60 années<ref>[http://www.sfen.org/fr/question/uranium.htm SFEN]</ref> en se basant sur la consommation actuelle. Or, cette consommation augmentera à l'avenir même si les réacteurs deviennent plus efficaces (l'EPR revendique un usage du combustible 22% plus efficace que l'ancienne génération de centrales). Cependant, on estime que le fonctionnement de la prochaine génération de centrales nucléaires serait au moins assuré.

L'uranium est extrait sur quatre continents. Les six premiers pays producteurs sont le Canada (30% du total), l’Australie (21%), le Niger (8%), la Namibie (7.5%), l’Ouzbékistan (6%) et la Russie (6%). Une autre partie de l'approvisionnement provient des stocks militaires surnuméraires (États-Unis et Russie) et du retraitement d'une partie du combustible usé.

Enfin, la France utilise également du combustible MOX, constitué de plutonium (assez commun) et d'uranium appauvri (un déchet de l'enrichissement de l'uranium, la phase qui permet, à partir de l'uranium naturellement extrait, de produire l'uranium enrichi utilisée dans les centrales nucléaires conventionnelles). Peu rentable à l'époque, ce choix devrait désormais être fait par d'autres pays.

=== Surgénérateurs ===
À long terme, il existerait un moyen de prolonger l'exploitation du nucléaire, en consommant 50 à 100 fois moins d'uranium pour produire les mêmes quantités d'énergie : la surgénération (réacteurs à neutrons rapides, ''fast breeders''). Ce sujet est, une fois encore, source de nombreuses controverses.

Un surgénérateur est un réacteur nucléaire qui crée plus de noyaux fissiles (noyaux pouvant être scindé en noyaux plus petits selon le principe de la fission nucléaire) qu'il n'en consomme. Cela est possible en transmutant des noyaux fertiles (des noyaux non-fissiles, tels que l'uranium appauvri ou le thorium, et disponibles en grandes quantités) en noyaux fissiles (plutonium par exemple). Le réacteur ne crée évidemment pas de la matière à partir de rien, disons simplement qu'il suffit de lui fournir des éléments plutôt communs qu'il transmutera en combustible et brûlera. Économiquement cela semble attirant mais, en pratique, de nombreuses difficultés techniques font que ce type de réacteur n'est intéressant qu'à partir d'un certain prix de l'uranium. Évidemment, cette technologie prendra plus de valeur à l'avenir. Qui plus est, elle permettrait la transmutation de déchets hautement actifs en combustibles.

Mais ces surgénérateurs ont un défaut rédhibitoire : le risque d'emballement. Tchernobyl n'était pas un surgénérateur mais, comme lui, ces réacteurs présentent des rétro-actions positives qui poussent le réacteur à s'emballer. Il faut des contrôles actifs (qui peuvent échouer) pour maintenir le cœur à son niveau de réaction et prévenir l'emballement. D'autant qu'un surgénérateur est exploité en-dessous de son régime maximal. Même s'il est vrai que le réacteur de Tchernobyl présentait d'autres problèmes de conception et de gestion et que les surgénérateurs modernes s'emballeraient moins vite, c'est un risque bien supérieur à celui des réacteurs conventionnels.<ref>[http://www.thebulletin.org/web-edition/features/the-safety-inadequacies-of-indias-fast-breeder-reactor Article de] The Nuclear Bulletin - The safety inadequacies of India's fast breeder reactor</ref>

Enfin, ces surgénérateurs ont connu des destins malheureux dans le passé, souvent arrêtés prématurément. L'exemple le plus célèbre est français, avec Superphénix. Souvent raillé, ce réacteur n'a été exploité que 53 mois en onze années. Mais les problèmes techniques initiaux, dû à des erreurs de conceptions et une grande complexité technique, n'ont causé que 25 mois d'arrêt. Ce sont avant tout les fermetures administratives (suite à des actions en justice, des interventions parlementaires, la nécessité d'examens, etc) qui ont représenté 54 mois de fermeture. La dernière année, ce réacteur afficha même un excellent taux de disponibilité. Des débats subsistent sur les raisons de sa fermeture par Lionel Jospin en 1997 : pour les uns, cela était dû à un manque d'intérêt économique alors que les prix de l'uranium étaient bas. Pour d'autres, il s'agissait d'une concession faîte au parti des Verts, alors membre important de la "gauche plurielle". Notons un regain d'intérêt récent pour la surgénération : en Inde, du fait de la présence importante de thorium, et aux Etats-Unis avec le projet ''Generation-IV'' pour la prochaine génération de centrales.

== Perspectives futures ==

La fusion nucléaire est parfois présentée comme le Saint-Graal de l'énergie nucléaire civile : a priori économique (rendement dix fois plus grand que pour la fission), utilisant un combustible disponible à profusion (un milliard d'années de réserve), avec des risques plus faibles de contamination radioactive (combustibles et produits non-radioactifs) et a priori de meilleures conditions de sécurité (contesté par des scientifiques reconnus tels que Pierre-Gilles de Gennes<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/de-gennes.htm Recherche : le cri d'alarme d'un prix Nobel] - Les Echos - Jeudi 12 janvier 2006</ref> ou le japonais Koshiba), avec une absence totale de risque d'emballement (dans le cadre des recherches menées, l'un des problèmes est en fait d'empêcher la réaction de s'arrêter d'elle-même).

Mais les recherches ont débuté depuis plus de quarante ans. On estimait alors le temps nécessaires à quatre décennies et, aujourd'hui, on en donne toujours la même estimation. Qui plus est, les coûts de recherche sont estimés en milliards d'euros et ne cessent d'augmenter.<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/la-rech.htm Le coût d'ITER pourrait flamber] - La Recherche n°422 - septembre 2008</ref> Le défi est en effet important puisqu'il faut projeter les noyaux atomiques l'un contre l'autre à des vitesses extraordinaires (des centaines de millions de degrés) en luttant contre leur répulsion naturelle, le plasma étant comprimé au moyen de champs magnétiques très intenses et de lasers. Des progrès ont toutefois été accomplis durant cette période puisqu'on parvient désormais à maintenir la réaction pendant plus d'une minute tout en produisant plus d'énergie que l'on en consomme.

La fusion nucléaire est l'objet de plusieurs expériences colossales, telles que le projet international ITER (à Cadarache) ou le laser français Mégajoule, ainsi qu'aux États-Unis ou au Japon.

== Voir aussi ==
{{Base|Category:Nuclear energy|l'énergie nucléaire}}

===Liens internes===
* [[Énergies renouvelables]]
* [[Limites des énergies renouvelables]]
* [[Propositions énergétiques pour la France]]
* [[Réseau Sortir du nucléaire]]
* [[Accidents nucléaires]]
* [[Déchets nucléaires]]
* [[Radioactivité]]

===Liens externes===
* http://www.sortirdunucleaire.org
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/nucle.htm Un dossier diversifié sur l'énergie nucléaire]
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/generation4.htm Les réacteurs de génération IV arriveront trop tard et en trop petit nombre]
* http://www.criirad.org/
* [http://blog.newlimits.org/2009/07/demi-siecle-explosions-nucleaires-2053/ 2053 explosions nucléaires en un demi-siècle]

=== Références ===
<References />

===Bibliographie===
* ''L'eau et le champagne menacés par les déchets radioactifs'', article de Michel Marie, "L'Ecologiste" n°19, juin-juillet-août 2006, p. 28-29
* Film « [http://www.arte.tv/fr/Comprendre-le-monde/Dechets--le-cauchemar-du-nucleaire/2766888.html Déchets, le cauchemar du nucléaire] » de Eric Guéret et Laure Noualhat.

{{Multi bandeau|Portail Énergie|Portail Vivre ensemble}}
{{DEFAULTSORT:Energie nucléaire}}
[[Catégorie:Énergie nucléaire|*]]

Énergie nucléaire

2013-02-22T19:28:32Z

Energetik : /* Accidents passés : bilan et leçons */ Que viennent faire l'alcool et le tabac ici ???

{{Vivre ensemble}}
L''''énergie nucléaire''' désigne l'énergie libérée par la fission ou la fusion des noyaux des atomes.

Cet article traite essentiellement de son usage civil pour la production d'électricité.

== Introduction ==

Découverte dans les années 1930, la fission nucléaire est utilisée à des fins civiles et militaires. Elle consiste à scinder un noyau atomique lourd (uranium par exemple) en noyaux plus petits. 1% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé par les centrales nucléaires actuels et par les premières bombes atomiques.

La fusion nucléaire consiste à fusionner deux petits noyaux en un plus gros (typiquement, deux noyaux d'hydrogène fusionnant en un noyau d'hélium). 10% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé actuellement par les bombes à hydrogène. D'éventuels usages civils sont très prometteurs (hydrogène et deutérium se trouvent aisément et l'hélium produit ne serait pas radioactif) mais les recherches menées depuis 40 ans n'ont toujours pas abouties même si des progrès ont été réalisés.

== Place de l'énergie nucléaire ==
{{loupe|Limites des énergies renouvelables}}

Aujourd'hui, l'énergie nucléaire représente 80% de la production électrique française et 6.5% de la production électrique mondiale. Les énergies renouvelables produisent beaucoup plus, leur part (en augmentation continue) a dépassé 20% de la production mondiale (cf Key worl energy statistics, AIE), dont 17% d'hydroélectricité. Les renouvelables constituent donc la principale alternative aux énergies fossiles.

De plus, la puissance d'une centrale nucléaire ne peut pas être rapidement ajustée, il faut environ une heure pour arriver à pleine puissance en partant d'une centrale nucléaire au repos. Au mieux, elle ne peut donc fournir que le gros de la production. Les variations rapides de la consommation (ou de la production des renouvelables : baisse du vent ou de la luminosité) peuvent toujours être compensées par exemple par l'hydroélectricité.

Enfin, le nucléaire ne peut prétendre à se substituer largement dans le monde aux énergies fossiles : les stocks disponibles de combustible seraient trop faibles et tous les pays ne disposent pas des compétences et de la stabilité nécessaires.<ref>[http://www.notre-planete.info/actualites/actu_1291.php Le nucléaire : une solution d'avenir ?] - notre-planete.info</ref>

=== Alternatives pour la France ===
{{loupe|Propositions énergétiques pour la France}}
[[Image:Nuclear-futur.jpg|thumb|270px|Centrales nucléaires entre Beijing et Tianjin (Chine)]]
L'alternative la plus simple serait de faire ce qu'on l'on fait dans la plupart des pays développés (hormis ceux ayant un potentiel hydroélectrique exceptionnel, comme le Brésil) : utiliser principalement les [[Énergie fossile|énergies fossiles]], notamment le [[charbon]], pour un coût de l'électricité globalement similaire et des émissions de [[gaz à effet de serre]] fortement accrues. Mais serait-il possible de miser avant tout sur les [[énergies renouvelables]] ?

== Coûts financiers ==

Aujourd'hui, la France dispose d'un tarif électrique dans la moyenne européenne<ref>[http://www.vie-publique.fr/actualite/alaune/energie-prix-du-gaz-electricite-europe.html Viepublique.fr] - Le coût de l'électricité en France.</ref> et indépendant des cours des énergies fossiles qui augmenteront sur le long terme. Mais la question du coût réel et futur de l'énergie nucléaire fait l'objet d'une controverse. Les raisons en sont les suivantes :

* Les premiers investissements dans le nucléaire civil furent réalisés par l'État français et non par EDF, le budget de cette entreprise ne fut donc pas grévé par les emprunts correspondants. Or, la France va devoir renouveler son parc si elle maintient son choix nucléaire. En France, ce coût serait estimé à 345 milliards d'euros<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/dossiers/energie/flop-economique.pdf Sortir du nucléaire - Le flop économique]</ref> (plutôt 500 milliards en fait : ces chiffres étaient basés sur l'expérience anglaise alors que la France miserait sur l'EPR, plus coûteux au départ). La somme semble gigantesque mais il faut relativiser : sur 40 ans et en conservant la production actuelle de 400 TWh, cela représenterait 2 centimes par kWh.

* Un autre facteur est le coût de la matière première. En réponse aux tendances inflationnistes sur le long terme des énergies fossiles, l'énergie nucléaire connaît un nouvel essor mondial, ce qui exerce une pression sur les prix des combustibles. Cela dit, le coût de ces matières premières ne représente aujourd'hui que 12% du coût de production.<ref>[http://nucleaire.cea.fr/fr/repere/nucleaire_economie.htm CEA - L'économie du nucléaire]</ref> et l'EPR devrait consommer moins de combustible (22% de gain d'efficacité annoncés). Même si ce coût venait à doubler, le prix final n'en serait que peu affecté.

* Le coût du démantèlement est également souvent évoqué comme une autre source d'énigme. Initialement grandement sous-estimé, les expériences se sont multipliées ces dernières années, en France et à l'étranger, et on commence à en avoir une meilleure idée. Celui-ci serait en fait supérieur à dix milliards.<ref>[http://www.romandie.com/infos/news2/100721095124.4f1ixszu.asp Romandie News] - EDF envisage d'affecter 50% de RTE au démantèlement des centrales.</ref> Là encore, il n'y pas vraiment de quoi questionner le choix nucléaire.

* Dans le contexte nucléaire, l'État français a poussé au développement de dispositifs électriques de confort thermique, peu coûteux à l'achat mais ayant un faible rendement énergétique : pour produire une calorie thermique, il a fallu produire plus de deux calories électrique. Qui plus est, durant les pointes hivernales, on fait appel à de l'électricité d'origine fossile (jusqu'à 30%) en partie importée d'Allemagne. Sur le plan des émissions de {{CO2}}, l'opération reste légèrement avantageuse mais pas en termes de dépenses pour les usagers.<ref>[http://www.manicore.com/documentation/chauffage_electrique.html Manicore - Chauffage électrique]</ref>

* Certains coûts sont externalisés : la pollution environnementale (problème existant aussi pour les centrales fossiles), le coût de la sécurité (prise en charge par l'armée) et surtout les déchets pour lesquels aucune stratégie de long terme n'a été définie et ne font pas l'objet de provisions financières.

Enfin, il faut prendre en compte que puisque la seule alternative au nucléaire ayant des émissions faibles de {{CO2}} est un mélange renouvelables-fossiles, et puisque ces solutions sont elles-mêmes coûteuses (redondance des installations, cours à long terme des combustibles fossiles, coûts élevés des solutions renouvelables), le nucléaire semble bien apparaître comme économiquement pérenne et avantageux.

== Sécurité ==
''Le court article sur la [[radioactivité]] vous éclairera sur ces problèmes et les unités utilisées.''

En substance, une installation nucléaire civile présente des risques comparables à d'autres activités industrielles : déflagration et contamination. Mais la nature de la radioactivité place les installations nucléaires parmi les industries les plus dangereuses. Concernant la contamination, nous verrons ce qu'il en est plus tard, en examinant les accidents qui eurent lieu dans le passé.

A propos de déflagrations, on parle de risques d'explosion chimique et non nucléaire : les installations nucléaires conventionnelles (tous les réacteurs français) n'utilisent pas de réactifs susceptibles de causer une explosion nucléaire. En revanche, certains réacteurs militaires ou des réacteurs civils expérimentaux à neutrons rapides (comme le fut Superphénix mais il n'en existe plus en France) peuvent manipuler ce genre de produits. Ça ne signifie pas que le risque soit négligeable : une explosion chimique peut être particulièrement violente, il suffit de se rappeler celle de l'usine AZF de Toulouse. Et, surtout, une telle explosion disperse les produits radioactifs qui sont sur place.

Enfin, notons que même si les accidents sont rendus improbables, ils finiront toujours par arriver sur une période suffisamment longue. La question est donc de savoir si le nucléaire constitue un risque acceptable ou non.

=== Différences entre les réacteurs conventionnels et Tchernobyl ===
[[Image:Thermal_reactor_diagram.png|thumb|Schéma du fonctionnement d'un réacteur nucléaire conventionnel]]

Une condition généralement admise pour qu'un réacteur nucléaire ne puisse s'emballer est qu'il soit conçu de façon à ce que la réaction de fission ne puisse se produire que lorsque les systèmes sont actifs et générer lui-même, naturellement, les conditions qui le pousseront à s'arrêter en cas de problème. Autrement dit il doit présenter des rétro-actions négatives.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/inf06.html World Nuclear - Safety of Nuclear Reactors]</ref>

Par exemple, dans les réacteurs conventionnels (y compris l'EPR), l'eau agit à la fois comme modérateur (la couche qui ralentit les neutrons) et fluide caloporteur (chargé de refroidir le réacteur). Si la réaction s'accroît, l'eau chauffe (caloporteur) et sa densité diminue. Puisque l'eau est aussi le modérateur, les neutrons ne sont plus ralentis et arrivent trop vite pour provoquer d'autres fissions : ils s'échappent alors vers les couches de confinement et la réaction tend à s'éteindre. On parle pour de tels réacteurs de coefficients de vide négatifs.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/chernobyl/voidcoef.htm World Nuclear - Positive Void Coefficient]</ref>. Toutefois, on a vu à Fukushima que dans certains cas des conditions persistent qui permettent à la réaction de se dérouler sans toutefois s'emballer.

Le réacteur de Tchernobyl, en revanche, présentait un coefficient de vide positif. Voilà pourquoi, en 3 à 5s, la réaction a pu s'emballer et être multipliée par cent, restant par la suite 15 jours en activité. Tous les réacteurs français ont un coefficient de vide négatif et il est interdit aux États-Unis de construire des réacteurs à coefficient de vide positif. Beaucoup de centrales soviétiques ont encore un coefficient de vide positif mais des aménagements de sécurité ont été ajoutés suite à Tchernobyl. Au Canada, tous les réacteurs CANDU présentent un coefficient de vide positif mais assez faible. Les autorités canadiennes arguent que ce faible coefficient leur laisserait assez de temps avant l'emballement pour prendre les mesures nécessaires, ce qui est vrai tant que les conditions le leur permettent et que les systèmes de secours se comportent normalement (à Tchernobyl, le retrait des barres de combustible fut impossible, les mécanismes ayant été tordus par la chaleur).<ref>[http://www.nuclearfaq.ca/cnf_sectionD.htm Nuclearfaq.ca]</ref>

=== Accidents passés : bilan et leçons ===
{{loupe|Accidents nucléaires}}
A part de l'étude de la liste des accidents graves liés à l'énergie nucléaire civile, on peut tenter d'évaluer le risque posé par ceux-ci. Il ressort que seuls deux accidents à ce jour eurent des effets majeurs sur l'environnement et les populations : des centaines de morts, des dizaines de milliers de cancers développés dans les années ou décennies qui suivirent, peut-être des milliers de malformations infantiles, et des centaines de km² interdits pour longtemps. Ce bilan est également comparable à celui d'une autre catastrophe industrielle : Bhopal.

Remarquons aussi que trois de ces quatre accidents furent causés par de graves erreurs de conception et témoignent de l'amateurisme des débuts du nucléaire. Les erreurs qui ont causé ces problèmes ont depuis été corrigées (certaines l'étaient déjà ou avaient été évitées dans d'autres pays avant qu'elles ne se produisent) et chaque accident a permis d'améliorer les procédures de sécurité, la conception des installations et la façon de minimiser les erreurs humaines, considérées comme inévitables. Bien entendu, rien ne dit que toutes les erreurs de conception possibles ont été éliminées, ni que de nouvelles n'ont pas été introduites depuis.

Par ailleurs, les deux accidents les plus graves se sont produits sous l'ère soviétique, ce qui n'est pas anodin : les responsables étaient souvent incompétents (nommés du fait de leur fidélité). Par ailleurs ils étaient soumis à une forte pression et promus en fonction des résultats de productivité, récompensant ceux qui ignoraient les procédures de sécurité. Malheureusement, on ne peut que faire le parallèle avec les méthodes modernes de gestion, en particulier dans le secteur privé mais pas exclusivement. Faut-il considérer que la privatisation des entreprises gérant le nucléaire, ou leur mise en concurrence avec des acteurs privés, est une grave prise de risque, sachant que même lorsque l'État reste majoritaire l'ouverture du capital conduit systématiquement à des changements de méthode de gestion, afin de satisfaire les actionnaires et leur fournir rapidement les dividendes attendus, et une croissance rapide et soutenue ?

=== Risques d'accidents futurs et gravité potentielle ===

Afin d'évaluer les conséquences d'un accident moderne, il faudrait regarder quelles quantités de matières radioactives seraient éjectées et leur nature (demi-vie, influence sur l'organisme, etc). Pour les centrales modernes, leur puissance est légèrement supérieure à celle de Tchernobyl mais elles utilisent moins de combustible pour une même quantité d'énergie produite. En revanche, pour les usines de retraitement de la Hague et de Marcoule, qui stockent des décennies de déchets à haute activité des centrales françaises, il existe un risque extrême. Certes, Areva argue de la très haute sécurité du site et du conditionnement des déchets, capables de faire face à la chute d'un avion de ligne.<ref>[http://areva.com/FR/actualites-5379/le-point-sur-la-surete-de-l-usine-de-la-hague-face-au-risque-de-chute-d-avion.html Communiqué] d'Areva sur la sûreté de l'usine de la Hague face au risque de chute d'avion.</ref> Mais quand bien même... Un accident indéterminé pourrait après tout provoquer la volatilisation et la dispersion des déchets à haute activité aujourd'hui vitrifiés, ce qui causerait une catastrophe incomparablement plus grande que Tchernobyl au vu des quantités entreposées. Et toutes les mesures de sécurité ne garantissent pas que cela ne surviendra jamais, aucune loi physique ne l'empêche. C'est là un mode gestion peu prudent, il conviendrait plutôt de limiter les conséquences possibles de toute forme d'événement.

Enfin, il existe des risques toxiques autres que la radioactivité : le plutonium en lui-même est un poison très puissant, quelques microgrammes suffisant à tuer un homme. Or, la France en produit en quantité et la Hague en stocke plus de 50 tonnes. Qui plus est, des controverses se tiennent autour des rejets radioactifs et chimiques pratiqués dans le cadre normal, non-accidentel, d'exploitation. Voir à ce sujet le chapitre [[#Environnement]].

== Environnement ==

=== Émissions de gaz à effet de serre ===
L'énergie nucléaire se distingue par ses très faibles émissions en {{CO2}}, probablement les plus faibles par unité d'énergie produite, bien plus faibles que celles des énergies fossiles ou du solaire photovoltaïque.<ref>[http://www.planetoscope.com/nucleaire/884-Kilos-d-uranium-consommes-par-les-centrales-nucleaires.html Statistiques sur l'uranium consommés par les centrales nucléaires]</ref> A tel point que tout changement important de stratégie énergétique se traduirait par des hausses des émissions, sans doute au point de rendre les engagements internationaux de la France en matière de réduction des émissions de {{CO2}} inatteignables. En effet, le nucléaire a permis à la France d'avoir aujourd'hui des émissions de {{CO2}} par habitant très basses, loin derrière des pays pourtant plus "verts" dans leur quotidien et promoteurs des énergies éolienne et photovoltaïque (France : 6,2 t/hab ; Allemagne : 9,8 t/hab ; Norvège : 12,2 t/hab ; États-Unis : 20,1 t/hab).<ref>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_pays_par_%C3%A9missions_de_dioxyde_de_carbone_par_habitant Wikipedia - Liste des pays par émissions de dioxyde de carbone par habitant]</ref>

=== Déchets ===
{{loupe|Déchets nucléaires}}
La gestion des déchets nucléaires est sans doute le problème le plus crucial de l'énergie nucléaire civile. Voici leur catégories et le montant de la production française :

* '''Déchets à haute et moyenne activité à vie longue''' : moins de deux tonnes par an. Ce sont les matériaux issus du cœur du réacteur. Il s'agit de déchets très dangereux dont la durée de vie est de plusieurs centaines de milliers d'années, voire millions d'années. Ils bénéficient d'un conditionnement très particulier (vitrification pour les plus dangereux) mais sont pour l'heure entreposés sur les sites de la Hague et de Marcoul en du choix d'un site de stockage en couche géologique profonde. Ce stockage temporaire pose des problèmes de sécurité puisque leur potentiel de nocivité est immense, bien supérieur aux dégâts produits par Tchernobyl.
* '''Déchets à faible activité à vie courte''' : plusieurs tonnes par an, concentrant 99% de la radioactivité des déchets produits. Il s'agit d'outils utilisés dans l'exploitation du nucléaire (gants, etc). Ces déchets font l'objet d'un conditionnement simple mais diversifié selon les matériaux : soit coulés dans des matrices (de bitume, résine, ciment, etc) soit simplement stockés dans des futs de même matière. Ils sont stockés sur les sites de la Manche et de l'Aube, soit enfouis sous des tumulus de terre, soit scellés dans des casemates remplies de béton.
* '''Déchets à très faible activité''' : des dizaines de tonnes par an. Il s'agit de déchets n'ayant pas d'activité radioactive mais ayant été utilisés dans l'industrie nucléaire. Il peut par exemple s'agir des débris de centrales démantelées. Leur traitement spécifique était une exception française, ils vont désormais être traités comme des déchets conventionnels et généralement recycles pour être utilisés dans les industries conventionnelles.
* '''Déchets issus de l'activité minière''' : des centaines de milliers de tonnes de matériaux par an (roches, terre, etc), qui sont de faible activité à vie longue (FAVL). Ils ont été produits et stockés dans les pays producteurs (Niger, Canada, Australie, etc) mais aussi en France par le passé. Ces déchets sont comparables avec ceux d'autres activités minières (les quantités générées pour les besoins des centrales au [[charbon]] sont même bien plus importantes par kWh produit par exemple) même si la radioactivité y est plus prononcée.
* '''Déchets issus de la préparation du combustible''' : des dizaines de milliers de tonnes par an de boues FAVL contenant de l'uranium.<ref>[http://www.languedoc-roussillon.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Compte_Rendu_10_cle22ab28.pdf Compte-rendu de la réunion du CLIC Narbonne-Malvesi]</ref> Beaucoup de ces déchets sont entreposés dans d'anciennes mines françaises ou éparpillés sur de nombreux sites en France.

=== Autres pollutions ===
[[Image:Cominak.png|thumb|Stockage à ciel ouvert de déchets à faible activité sur le site de Cominak]]
* L'usine de la Hague opère, dans son fonctionnement normal, des rejets radioactifs, pour 36.000 sieverts par an. Ceux-ci sont versés en mer, au large et en profondeur, dans les lieux de forts courant marins (ce qui motiva le choix de cet emplacement) afin de procéder à une dilution, ce qui a en principe un impact nul sur l'environnement. Cela dit, au lieu même des rejets sous-marin et au-dessus des cheminées de l'usine, la radioactivité est importante même s'il ne semble pas y avoir de conséquences pour les populations voisines. En revanche, on estime que les divers rejets accidentels qui se sont produits à la Hague seraient responsables d'un surcroît de 36% de leucémies autour du site. Enfin,les pêcheurs présentaient une irradiation moyenne 3,5 fois supérieure à l'irradiation naturelle, même si les connaissances sur la [[radioactivité]] laissent penser que ce serait sans conséquence sanitaire.<ref>[http://nucleaire-nonmerci.net/STOA.pdf Rapport final de WISE Paris pour le panel STOA] - Effets toxiques éventuels engendrés par les usines de retraitement nucléaire à Sellafield et au cap de la Hague.</ref>

* Les réacteurs en eux-même n'opèrent pas de rejets radioactifs dans l'environnement : le voisinage d'une centrale présente une radioactivité normale, naturelle. Des incidents se produisent certes régulièrement (quelques dizaines par an en France) mais très peu conduisent à des rejets extérieurs et il est encore plus rare que ces rejets soient préoccupants pour la santé des populations proches ou la sécurité du site. Ces incidents sont signalés à l'ASN (autorité de sûreté nucléaire) et rendus publics, et sont régulièrement publiés dans les médias. En tout état de cause, ils ne semblent pas plus graves que les incidents qui se produisent dans d'autres industries. Toutefois, un surcroît de cas de légionellose a été détecté autour de certaines centrales nucléaires.<ref>[http://www.asn.fr/index.php/S-informer/Actualites/2006/Renforcement-de-la-prevention-de-la-legionellose-autour-des-centrales-nucleaires Autorité de Sûreté Nucléaire] - Renforcement de la prévention de la légionellose autour des centrales nucléaires.</ref> Le seuil exact de contamination étant mal connu, EDF bénéficie de dérogations qui lui accordent des latitudes sur les concentrations de légionelles.

* Comme toute industrie, celle-ci recourt massivement aux produits chimiques, notamment dans les sites en amont et en aval des réacteurs dans le processus industriel : acide nitrique (retraitement des déchets), acide fluorhydrique (concentration du combustible), etc. Et, bien sûr, elle produit également divers composés nocifs, tel que l'oxyde d'uranium. Ces produits ne sont pas relâchés de façon sauvage, ils font l'objet d'un retraitement et sont soumis à des normes. Mais, malgré le respect des normes, diverses pollutions sont générées, telle que l'eutrophisation à l'azote de l'étang de Bages-Sigean. Par ailleurs, des incidents sont inévitables et causent régulièrement des pollutions chimiques locales.<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/communiques/affiche.php?aff=486 Communiqué] du [[Réseau Sortir du nucléaire]] - Le nucléaire, une énergie propre ?</ref> Là aussi, ces incidents sont signalés en France à l'ASN qui les rend publics.

* La Commission de Recherche et d'Information Indépendantes sur la Radioactivité (Criirad, organisation non-gouvernementale) a établi de nombreux documents<ref>[http://www.mondialisation.ca/index.php?context=va&aid=5476 Article] de la Crirad sur les conditions d'exploitation des mines d'uranium par les filliales d'AREVA et les normes ISO</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/somniger.html Page] de la collaboration 2010 Greenpeace/Criirad sur l'exploitation de l'uranium au Niger</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/notecriiradarlit.pdf Bilan des analyses 2004-2005] sur l'impact de l'exploitation de l'uranium sur les filliales d'Areva-Cogema au Niger</ref> sur l'exploitation des mines au Niger et ailleurs. Il en ressort plusieurs problèmes de contaminations environnementales au-dessus des normes légales (la plupart sans doute inoffensives mais d'autres plusieurs dizaines de fois au-dessus des seuils) affectant les habitats civils dans le voisinage des mines, ainsi qu'un laxisme certain dans la gestion des déchets radioactifs, comme le stockage définitif à ciel ouvert sur le site de Cominak. Elle note aussi l'exploitation en plein désert des eaux de la nappe fossile (''i.e.'' non-renouvelable) de Tarat, 275 millions de mètres cubes ayant été pompés jusqu'à aujourd'hui, dont 40% pour les installation industrielles.

== Approvisionnement en combustible ==

Comme pour les centrales fossiles, les stocks d'uranium sont limités. Les réserves accessibles avec un coût inférieur à 130$ par kilo sont aujourd'hui de 60 années<ref>[http://www.sfen.org/fr/question/uranium.htm SFEN]</ref> en se basant sur la consommation actuelle. Or, cette consommation augmentera à l'avenir même si les réacteurs deviennent plus efficaces (l'EPR revendique un usage du combustible 22% plus efficace que l'ancienne génération de centrales). Cependant, on estime que le fonctionnement de la prochaine génération de centrales nucléaires serait au moins assuré.

L'uranium est extrait sur quatre continents. Les six premiers pays producteurs sont le Canada (30% du total), l’Australie (21%), le Niger (8%), la Namibie (7.5%), l’Ouzbékistan (6%) et la Russie (6%). Une autre partie de l'approvisionnement provient des stocks militaires surnuméraires (États-Unis et Russie) et du retraitement d'une partie du combustible usé.

Enfin, la France utilise également du combustible MOX, constitué de plutonium (assez commun) et d'uranium appauvri (un déchet de l'enrichissement de l'uranium, la phase qui permet, à partir de l'uranium naturellement extrait, de produire l'uranium enrichi utilisée dans les centrales nucléaires conventionnelles). Peu rentable à l'époque, ce choix devrait désormais être fait par d'autres pays.

=== Surgénérateurs ===
À long terme, il existerait un moyen de prolonger l'exploitation du nucléaire, en consommant 50 à 100 fois moins d'uranium pour produire les mêmes quantités d'énergie : la surgénération (réacteurs à neutrons rapides, ''fast breeders''). Ce sujet est, une fois encore, source de nombreuses controverses.

Un surgénérateur est un réacteur nucléaire qui crée plus de noyaux fissiles (noyaux pouvant être scindé en noyaux plus petits selon le principe de la fission nucléaire) qu'il n'en consomme. Cela est possible en transmutant des noyaux fertiles (des noyaux non-fissiles, tels que l'uranium appauvri ou le thorium, et disponibles en grandes quantités) en noyaux fissiles (plutonium par exemple). Le réacteur ne crée évidemment pas de la matière à partir de rien, disons simplement qu'il suffit de lui fournir des éléments plutôt communs qu'il transmutera en combustible et brûlera. Économiquement cela semble attirant mais, en pratique, de nombreuses difficultés techniques font que ce type de réacteur n'est intéressant qu'à partir d'un certain prix de l'uranium. Évidemment, cette technologie prendra plus de valeur à l'avenir. Qui plus est, elle permettrait la transmutation de déchets hautement actifs en combustibles.

Mais ces surgénérateurs ont un défaut rédhibitoire : le risque d'emballement. Tchernobyl n'était pas un surgénérateur mais, comme lui, ces réacteurs présentent des rétro-actions positives qui poussent le réacteur à s'emballer. Il faut des contrôles actifs (qui peuvent échouer) pour maintenir le cœur à son niveau de réaction et prévenir l'emballement. D'autant qu'un surgénérateur est exploité en-dessous de son régime maximal. Même s'il est vrai que le réacteur de Tchernobyl présentait d'autres problèmes de conception et de gestion et que les surgénérateurs modernes s'emballeraient moins vite, c'est un risque bien supérieur à celui des réacteurs conventionnels.<ref>[http://www.thebulletin.org/web-edition/features/the-safety-inadequacies-of-indias-fast-breeder-reactor Article de] The Nuclear Bulletin - The safety inadequacies of India's fast breeder reactor</ref>

Enfin, ces surgénérateurs ont connu des destins malheureux dans le passé, souvent arrêtés prématurément. L'exemple le plus célèbre est français, avec Superphénix. Souvent raillé, ce réacteur n'a été exploité que 53 mois en onze années. Mais les problèmes techniques initiaux, dû à des erreurs de conceptions et une grande complexité technique, n'ont causé que 25 mois d'arrêt. Ce sont avant tout les fermetures administratives (suite à des actions en justice, des interventions parlementaires, la nécessité d'examens, etc) qui ont représenté 54 mois de fermeture. La dernière année, ce réacteur afficha même un excellent taux de disponibilité. Des débats subsistent sur les raisons de sa fermeture par Lionel Jospin en 1997 : pour les uns, cela était dû à un manque d'intérêt économique alors que les prix de l'uranium étaient bas. Pour d'autres, il s'agissait d'une concession faîte au parti des Verts, alors membre important de la "gauche plurielle". Notons un regain d'intérêt récent pour la surgénération : en Inde, du fait de la présence importante de thorium, et aux Etats-Unis avec le projet ''Generation-IV'' pour la prochaine génération de centrales.

== Perspectives futures ==

La fusion nucléaire est parfois présentée comme le Saint-Graal de l'énergie nucléaire civile : a priori économique (rendement dix fois plus grand que pour la fission), utilisant un combustible disponible à profusion (un milliard d'années de réserve), avec des risques plus faibles de contamination radioactive (combustibles et produits non-radioactifs) et a priori de meilleures conditions de sécurité (contesté par des scientifiques reconnus tels que Pierre-Gilles de Gennes<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/de-gennes.htm Recherche : le cri d'alarme d'un prix Nobel] - Les Echos - Jeudi 12 janvier 2006</ref> ou le japonais Koshiba), avec une absence totale de risque d'emballement (dans le cadre des recherches menées, l'un des problèmes est en fait d'empêcher la réaction de s'arrêter d'elle-même).

Mais les recherches ont débuté depuis plus de quarante ans. On estimait alors le temps nécessaires à quatre décennies et, aujourd'hui, on en donne toujours la même estimation. Qui plus est, les coûts de recherche sont estimés en milliards d'euros et ne cessent d'augmenter.<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/la-rech.htm Le coût d'ITER pourrait flamber] - La Recherche n°422 - septembre 2008</ref> Le défi est en effet important puisqu'il faut projeter les noyaux atomiques l'un contre l'autre à des vitesses extraordinaires (des centaines de millions de degrés) en luttant contre leur répulsion naturelle, le plasma étant comprimé au moyen de champs magnétiques très intenses et de lasers. Des progrès ont toutefois été accomplis durant cette période puisqu'on parvient désormais à maintenir la réaction pendant plus d'une minute tout en produisant plus d'énergie que l'on en consomme.

La fusion nucléaire est l'objet de plusieurs expériences colossales, telles que le projet international ITER (à Cadarache) ou le laser français Mégajoule, ainsi qu'aux États-Unis ou au Japon.

== Voir aussi ==
{{Base|Category:Nuclear energy|l'énergie nucléaire}}

===Liens internes===
* [[Énergies renouvelables]]
* [[Limites des énergies renouvelables]]
* [[Propositions énergétiques pour la France]]
* [[Réseau Sortir du nucléaire]]
* [[Accidents nucléaires]]
* [[Déchets nucléaires]]
* [[Radioactivité]]

===Liens externes===
* http://www.sortirdunucleaire.org
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/nucle.htm Un dossier diversifié sur l'énergie nucléaire]
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/generation4.htm Les réacteurs de génération IV arriveront trop tard et en trop petit nombre]
* http://www.criirad.org/
* [http://blog.newlimits.org/2009/07/demi-siecle-explosions-nucleaires-2053/ 2053 explosions nucléaires en un demi-siècle]

=== Références ===
<References />

===Bibliographie===
* ''L'eau et le champagne menacés par les déchets radioactifs'', article de Michel Marie, "L'Ecologiste" n°19, juin-juillet-août 2006, p. 28-29
* Film « [http://www.arte.tv/fr/Comprendre-le-monde/Dechets--le-cauchemar-du-nucleaire/2766888.html Déchets, le cauchemar du nucléaire] » de Eric Guéret et Laure Noualhat.

{{Multi bandeau|Portail Énergie|Portail Vivre ensemble}}
{{DEFAULTSORT:Energie nucléaire}}
[[Catégorie:Énergie nucléaire|*]]

Énergie nucléaire

2013-02-22T19:24:50Z

Energetik : /* Place de l'énergie nucléaire */ On dirait que cette partie a été écrite par Areva !!!

{{Vivre ensemble}}
L''''énergie nucléaire''' désigne l'énergie libérée par la fission ou la fusion des noyaux des atomes.

Cet article traite essentiellement de son usage civil pour la production d'électricité.

== Introduction ==

Découverte dans les années 1930, la fission nucléaire est utilisée à des fins civiles et militaires. Elle consiste à scinder un noyau atomique lourd (uranium par exemple) en noyaux plus petits. 1% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé par les centrales nucléaires actuels et par les premières bombes atomiques.

La fusion nucléaire consiste à fusionner deux petits noyaux en un plus gros (typiquement, deux noyaux d'hydrogène fusionnant en un noyau d'hélium). 10% de la masse est perdue au passage et convertie en énergie. C'est le principe utilisé actuellement par les bombes à hydrogène. D'éventuels usages civils sont très prometteurs (hydrogène et deutérium se trouvent aisément et l'hélium produit ne serait pas radioactif) mais les recherches menées depuis 40 ans n'ont toujours pas abouties même si des progrès ont été réalisés.

== Place de l'énergie nucléaire ==
{{loupe|Limites des énergies renouvelables}}

Aujourd'hui, l'énergie nucléaire représente 80% de la production électrique française et 6.5% de la production électrique mondiale. Les énergies renouvelables produisent beaucoup plus, leur part (en augmentation continue) a dépassé 20% de la production mondiale (cf Key worl energy statistics, AIE), dont 17% d'hydroélectricité. Les renouvelables constituent donc la principale alternative aux énergies fossiles.

De plus, la puissance d'une centrale nucléaire ne peut pas être rapidement ajustée, il faut environ une heure pour arriver à pleine puissance en partant d'une centrale nucléaire au repos. Au mieux, elle ne peut donc fournir que le gros de la production. Les variations rapides de la consommation (ou de la production des renouvelables : baisse du vent ou de la luminosité) peuvent toujours être compensées par exemple par l'hydroélectricité.

Enfin, le nucléaire ne peut prétendre à se substituer largement dans le monde aux énergies fossiles : les stocks disponibles de combustible seraient trop faibles et tous les pays ne disposent pas des compétences et de la stabilité nécessaires.<ref>[http://www.notre-planete.info/actualites/actu_1291.php Le nucléaire : une solution d'avenir ?] - notre-planete.info</ref>

=== Alternatives pour la France ===
{{loupe|Propositions énergétiques pour la France}}
[[Image:Nuclear-futur.jpg|thumb|270px|Centrales nucléaires entre Beijing et Tianjin (Chine)]]
L'alternative la plus simple serait de faire ce qu'on l'on fait dans la plupart des pays développés (hormis ceux ayant un potentiel hydroélectrique exceptionnel, comme le Brésil) : utiliser principalement les [[Énergie fossile|énergies fossiles]], notamment le [[charbon]], pour un coût de l'électricité globalement similaire et des émissions de [[gaz à effet de serre]] fortement accrues. Mais serait-il possible de miser avant tout sur les [[énergies renouvelables]] ?

== Coûts financiers ==

Aujourd'hui, la France dispose d'un tarif électrique dans la moyenne européenne<ref>[http://www.vie-publique.fr/actualite/alaune/energie-prix-du-gaz-electricite-europe.html Viepublique.fr] - Le coût de l'électricité en France.</ref> et indépendant des cours des énergies fossiles qui augmenteront sur le long terme. Mais la question du coût réel et futur de l'énergie nucléaire fait l'objet d'une controverse. Les raisons en sont les suivantes :

* Les premiers investissements dans le nucléaire civil furent réalisés par l'État français et non par EDF, le budget de cette entreprise ne fut donc pas grévé par les emprunts correspondants. Or, la France va devoir renouveler son parc si elle maintient son choix nucléaire. En France, ce coût serait estimé à 345 milliards d'euros<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/dossiers/energie/flop-economique.pdf Sortir du nucléaire - Le flop économique]</ref> (plutôt 500 milliards en fait : ces chiffres étaient basés sur l'expérience anglaise alors que la France miserait sur l'EPR, plus coûteux au départ). La somme semble gigantesque mais il faut relativiser : sur 40 ans et en conservant la production actuelle de 400 TWh, cela représenterait 2 centimes par kWh.

* Un autre facteur est le coût de la matière première. En réponse aux tendances inflationnistes sur le long terme des énergies fossiles, l'énergie nucléaire connaît un nouvel essor mondial, ce qui exerce une pression sur les prix des combustibles. Cela dit, le coût de ces matières premières ne représente aujourd'hui que 12% du coût de production.<ref>[http://nucleaire.cea.fr/fr/repere/nucleaire_economie.htm CEA - L'économie du nucléaire]</ref> et l'EPR devrait consommer moins de combustible (22% de gain d'efficacité annoncés). Même si ce coût venait à doubler, le prix final n'en serait que peu affecté.

* Le coût du démantèlement est également souvent évoqué comme une autre source d'énigme. Initialement grandement sous-estimé, les expériences se sont multipliées ces dernières années, en France et à l'étranger, et on commence à en avoir une meilleure idée. Celui-ci serait en fait supérieur à dix milliards.<ref>[http://www.romandie.com/infos/news2/100721095124.4f1ixszu.asp Romandie News] - EDF envisage d'affecter 50% de RTE au démantèlement des centrales.</ref> Là encore, il n'y pas vraiment de quoi questionner le choix nucléaire.

* Dans le contexte nucléaire, l'État français a poussé au développement de dispositifs électriques de confort thermique, peu coûteux à l'achat mais ayant un faible rendement énergétique : pour produire une calorie thermique, il a fallu produire plus de deux calories électrique. Qui plus est, durant les pointes hivernales, on fait appel à de l'électricité d'origine fossile (jusqu'à 30%) en partie importée d'Allemagne. Sur le plan des émissions de {{CO2}}, l'opération reste légèrement avantageuse mais pas en termes de dépenses pour les usagers.<ref>[http://www.manicore.com/documentation/chauffage_electrique.html Manicore - Chauffage électrique]</ref>

* Certains coûts sont externalisés : la pollution environnementale (problème existant aussi pour les centrales fossiles), le coût de la sécurité (prise en charge par l'armée) et surtout les déchets pour lesquels aucune stratégie de long terme n'a été définie et ne font pas l'objet de provisions financières.

Enfin, il faut prendre en compte que puisque la seule alternative au nucléaire ayant des émissions faibles de {{CO2}} est un mélange renouvelables-fossiles, et puisque ces solutions sont elles-mêmes coûteuses (redondance des installations, cours à long terme des combustibles fossiles, coûts élevés des solutions renouvelables), le nucléaire semble bien apparaître comme économiquement pérenne et avantageux.

== Sécurité ==
''Le court article sur la [[radioactivité]] vous éclairera sur ces problèmes et les unités utilisées.''

En substance, une installation nucléaire civile présente des risques comparables à d'autres activités industrielles : déflagration et contamination. Mais la nature de la radioactivité place les installations nucléaires parmi les industries les plus dangereuses. Concernant la contamination, nous verrons ce qu'il en est plus tard, en examinant les accidents qui eurent lieu dans le passé.

A propos de déflagrations, on parle de risques d'explosion chimique et non nucléaire : les installations nucléaires conventionnelles (tous les réacteurs français) n'utilisent pas de réactifs susceptibles de causer une explosion nucléaire. En revanche, certains réacteurs militaires ou des réacteurs civils expérimentaux à neutrons rapides (comme le fut Superphénix mais il n'en existe plus en France) peuvent manipuler ce genre de produits. Ça ne signifie pas que le risque soit négligeable : une explosion chimique peut être particulièrement violente, il suffit de se rappeler celle de l'usine AZF de Toulouse. Et, surtout, une telle explosion disperse les produits radioactifs qui sont sur place.

Enfin, notons que même si les accidents sont rendus improbables, ils finiront toujours par arriver sur une période suffisamment longue. La question est donc de savoir si le nucléaire constitue un risque acceptable ou non.

=== Différences entre les réacteurs conventionnels et Tchernobyl ===
[[Image:Thermal_reactor_diagram.png|thumb|Schéma du fonctionnement d'un réacteur nucléaire conventionnel]]

Une condition généralement admise pour qu'un réacteur nucléaire ne puisse s'emballer est qu'il soit conçu de façon à ce que la réaction de fission ne puisse se produire que lorsque les systèmes sont actifs et générer lui-même, naturellement, les conditions qui le pousseront à s'arrêter en cas de problème. Autrement dit il doit présenter des rétro-actions négatives.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/inf06.html World Nuclear - Safety of Nuclear Reactors]</ref>

Par exemple, dans les réacteurs conventionnels (y compris l'EPR), l'eau agit à la fois comme modérateur (la couche qui ralentit les neutrons) et fluide caloporteur (chargé de refroidir le réacteur). Si la réaction s'accroît, l'eau chauffe (caloporteur) et sa densité diminue. Puisque l'eau est aussi le modérateur, les neutrons ne sont plus ralentis et arrivent trop vite pour provoquer d'autres fissions : ils s'échappent alors vers les couches de confinement et la réaction tend à s'éteindre. On parle pour de tels réacteurs de coefficients de vide négatifs.<ref>[http://www.world-nuclear.org/info/chernobyl/voidcoef.htm World Nuclear - Positive Void Coefficient]</ref>. Toutefois, on a vu à Fukushima que dans certains cas des conditions persistent qui permettent à la réaction de se dérouler sans toutefois s'emballer.

Le réacteur de Tchernobyl, en revanche, présentait un coefficient de vide positif. Voilà pourquoi, en 3 à 5s, la réaction a pu s'emballer et être multipliée par cent, restant par la suite 15 jours en activité. Tous les réacteurs français ont un coefficient de vide négatif et il est interdit aux États-Unis de construire des réacteurs à coefficient de vide positif. Beaucoup de centrales soviétiques ont encore un coefficient de vide positif mais des aménagements de sécurité ont été ajoutés suite à Tchernobyl. Au Canada, tous les réacteurs CANDU présentent un coefficient de vide positif mais assez faible. Les autorités canadiennes arguent que ce faible coefficient leur laisserait assez de temps avant l'emballement pour prendre les mesures nécessaires, ce qui est vrai tant que les conditions le leur permettent et que les systèmes de secours se comportent normalement (à Tchernobyl, le retrait des barres de combustible fut impossible, les mécanismes ayant été tordus par la chaleur).<ref>[http://www.nuclearfaq.ca/cnf_sectionD.htm Nuclearfaq.ca]</ref>

=== Accidents passés : bilan et leçons ===
{{loupe|Accidents nucléaires}}
A part de l'étude de la liste des accidents graves liés à l'énergie nucléaire civile, on peut tenter d'évaluer le risque posé par ceux-ci. Il ressort que seuls deux accidents à ce jour eurent des effets majeurs sur l'environnement et les populations : des centaines de morts, des dizaines de milliers de cancers développés dans les années ou décennies qui suivirent, peut-être des milliers de malformations infantiles, et des centaines de km² interdits pour longtemps. Ce bilan place toutefois historiquement le nucléaire très en deçà, en terme de nuisance, du tabac, de l'alcool ou de la voiture, de nombre d'industries (le BTP a causé en 2008, en France, 9000 invalidités permanentes et 155 décès<ref>[http://www.inrs.fr/htm/statistiques_accidents_travail_maladies.html Statistiques sur les accidents du travail dans le BTP]</ref>) ou même des conflits militaires tournant autour des matières fossiles. Il est également comparable à celui d'une autre catastrophe industrielle : Bhopal.

Remarquons aussi que trois de ces quatre accidents furent causés par de graves erreurs de conception et témoignent de l'amateurisme des débuts du nucléaire. Les erreurs qui ont causé ces problèmes ont depuis été corrigées (certaines l'étaient déjà ou avaient été évitées dans d'autres pays avant qu'elles ne se produisent) et chaque accident a permis d'améliorer les procédures de sécurité, la conception des installations et la façon de minimiser les erreurs humaines, considérées comme inévitables. Bien entendu, rien ne dit que toutes les erreurs de conception possibles ont été éliminées, ni que de nouvelles n'ont pas été introduites depuis.

Par ailleurs, les deux accidents les plus graves se sont produits sous l'ère soviétique, ce qui n'est pas anodin : les responsables étaient souvent incompétents (nommés du fait de leur fidélité). Par ailleurs ils étaient soumis à une forte pression et promus en fonction des résultats de productivité, récompensant ceux qui ignoraient les procédures de sécurité. Malheureusement, on ne peut que faire le parallèle avec les méthodes modernes de gestion, en particulier dans le secteur privé mais pas exclusivement. Faut-il considérer que la privatisation des entreprises gérant le nucléaire, ou leur mise en concurrence avec des acteurs privés, est une grave prise de risque, sachant que même lorsque l'État reste majoritaire l'ouverture du capital conduit systématiquement à des changements de méthode de gestion, afin de satisfaire les actionnaires et leur fournir rapidement les dividendes attendus, et une croissance rapide et soutenue ?

=== Risques d'accidents futurs et gravité potentielle ===

Afin d'évaluer les conséquences d'un accident moderne, il faudrait regarder quelles quantités de matières radioactives seraient éjectées et leur nature (demi-vie, influence sur l'organisme, etc). Pour les centrales modernes, leur puissance est légèrement supérieure à celle de Tchernobyl mais elles utilisent moins de combustible pour une même quantité d'énergie produite. En revanche, pour les usines de retraitement de la Hague et de Marcoule, qui stockent des décennies de déchets à haute activité des centrales françaises, il existe un risque extrême. Certes, Areva argue de la très haute sécurité du site et du conditionnement des déchets, capables de faire face à la chute d'un avion de ligne.<ref>[http://areva.com/FR/actualites-5379/le-point-sur-la-surete-de-l-usine-de-la-hague-face-au-risque-de-chute-d-avion.html Communiqué] d'Areva sur la sûreté de l'usine de la Hague face au risque de chute d'avion.</ref> Mais quand bien même... Un accident indéterminé pourrait après tout provoquer la volatilisation et la dispersion des déchets à haute activité aujourd'hui vitrifiés, ce qui causerait une catastrophe incomparablement plus grande que Tchernobyl au vu des quantités entreposées. Et toutes les mesures de sécurité ne garantissent pas que cela ne surviendra jamais, aucune loi physique ne l'empêche. C'est là un mode gestion peu prudent, il conviendrait plutôt de limiter les conséquences possibles de toute forme d'événement.

Enfin, il existe des risques toxiques autres que la radioactivité : le plutonium en lui-même est un poison très puissant, quelques microgrammes suffisant à tuer un homme. Or, la France en produit en quantité et la Hague en stocke plus de 50 tonnes. Qui plus est, des controverses se tiennent autour des rejets radioactifs et chimiques pratiqués dans le cadre normal, non-accidentel, d'exploitation. Voir à ce sujet le chapitre [[#Environnement]].

== Environnement ==

=== Émissions de gaz à effet de serre ===
L'énergie nucléaire se distingue par ses très faibles émissions en {{CO2}}, probablement les plus faibles par unité d'énergie produite, bien plus faibles que celles des énergies fossiles ou du solaire photovoltaïque.<ref>[http://www.planetoscope.com/nucleaire/884-Kilos-d-uranium-consommes-par-les-centrales-nucleaires.html Statistiques sur l'uranium consommés par les centrales nucléaires]</ref> A tel point que tout changement important de stratégie énergétique se traduirait par des hausses des émissions, sans doute au point de rendre les engagements internationaux de la France en matière de réduction des émissions de {{CO2}} inatteignables. En effet, le nucléaire a permis à la France d'avoir aujourd'hui des émissions de {{CO2}} par habitant très basses, loin derrière des pays pourtant plus "verts" dans leur quotidien et promoteurs des énergies éolienne et photovoltaïque (France : 6,2 t/hab ; Allemagne : 9,8 t/hab ; Norvège : 12,2 t/hab ; États-Unis : 20,1 t/hab).<ref>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_pays_par_%C3%A9missions_de_dioxyde_de_carbone_par_habitant Wikipedia - Liste des pays par émissions de dioxyde de carbone par habitant]</ref>

=== Déchets ===
{{loupe|Déchets nucléaires}}
La gestion des déchets nucléaires est sans doute le problème le plus crucial de l'énergie nucléaire civile. Voici leur catégories et le montant de la production française :

* '''Déchets à haute et moyenne activité à vie longue''' : moins de deux tonnes par an. Ce sont les matériaux issus du cœur du réacteur. Il s'agit de déchets très dangereux dont la durée de vie est de plusieurs centaines de milliers d'années, voire millions d'années. Ils bénéficient d'un conditionnement très particulier (vitrification pour les plus dangereux) mais sont pour l'heure entreposés sur les sites de la Hague et de Marcoul en du choix d'un site de stockage en couche géologique profonde. Ce stockage temporaire pose des problèmes de sécurité puisque leur potentiel de nocivité est immense, bien supérieur aux dégâts produits par Tchernobyl.
* '''Déchets à faible activité à vie courte''' : plusieurs tonnes par an, concentrant 99% de la radioactivité des déchets produits. Il s'agit d'outils utilisés dans l'exploitation du nucléaire (gants, etc). Ces déchets font l'objet d'un conditionnement simple mais diversifié selon les matériaux : soit coulés dans des matrices (de bitume, résine, ciment, etc) soit simplement stockés dans des futs de même matière. Ils sont stockés sur les sites de la Manche et de l'Aube, soit enfouis sous des tumulus de terre, soit scellés dans des casemates remplies de béton.
* '''Déchets à très faible activité''' : des dizaines de tonnes par an. Il s'agit de déchets n'ayant pas d'activité radioactive mais ayant été utilisés dans l'industrie nucléaire. Il peut par exemple s'agir des débris de centrales démantelées. Leur traitement spécifique était une exception française, ils vont désormais être traités comme des déchets conventionnels et généralement recycles pour être utilisés dans les industries conventionnelles.
* '''Déchets issus de l'activité minière''' : des centaines de milliers de tonnes de matériaux par an (roches, terre, etc), qui sont de faible activité à vie longue (FAVL). Ils ont été produits et stockés dans les pays producteurs (Niger, Canada, Australie, etc) mais aussi en France par le passé. Ces déchets sont comparables avec ceux d'autres activités minières (les quantités générées pour les besoins des centrales au [[charbon]] sont même bien plus importantes par kWh produit par exemple) même si la radioactivité y est plus prononcée.
* '''Déchets issus de la préparation du combustible''' : des dizaines de milliers de tonnes par an de boues FAVL contenant de l'uranium.<ref>[http://www.languedoc-roussillon.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Compte_Rendu_10_cle22ab28.pdf Compte-rendu de la réunion du CLIC Narbonne-Malvesi]</ref> Beaucoup de ces déchets sont entreposés dans d'anciennes mines françaises ou éparpillés sur de nombreux sites en France.

=== Autres pollutions ===
[[Image:Cominak.png|thumb|Stockage à ciel ouvert de déchets à faible activité sur le site de Cominak]]
* L'usine de la Hague opère, dans son fonctionnement normal, des rejets radioactifs, pour 36.000 sieverts par an. Ceux-ci sont versés en mer, au large et en profondeur, dans les lieux de forts courant marins (ce qui motiva le choix de cet emplacement) afin de procéder à une dilution, ce qui a en principe un impact nul sur l'environnement. Cela dit, au lieu même des rejets sous-marin et au-dessus des cheminées de l'usine, la radioactivité est importante même s'il ne semble pas y avoir de conséquences pour les populations voisines. En revanche, on estime que les divers rejets accidentels qui se sont produits à la Hague seraient responsables d'un surcroît de 36% de leucémies autour du site. Enfin,les pêcheurs présentaient une irradiation moyenne 3,5 fois supérieure à l'irradiation naturelle, même si les connaissances sur la [[radioactivité]] laissent penser que ce serait sans conséquence sanitaire.<ref>[http://nucleaire-nonmerci.net/STOA.pdf Rapport final de WISE Paris pour le panel STOA] - Effets toxiques éventuels engendrés par les usines de retraitement nucléaire à Sellafield et au cap de la Hague.</ref>

* Les réacteurs en eux-même n'opèrent pas de rejets radioactifs dans l'environnement : le voisinage d'une centrale présente une radioactivité normale, naturelle. Des incidents se produisent certes régulièrement (quelques dizaines par an en France) mais très peu conduisent à des rejets extérieurs et il est encore plus rare que ces rejets soient préoccupants pour la santé des populations proches ou la sécurité du site. Ces incidents sont signalés à l'ASN (autorité de sûreté nucléaire) et rendus publics, et sont régulièrement publiés dans les médias. En tout état de cause, ils ne semblent pas plus graves que les incidents qui se produisent dans d'autres industries. Toutefois, un surcroît de cas de légionellose a été détecté autour de certaines centrales nucléaires.<ref>[http://www.asn.fr/index.php/S-informer/Actualites/2006/Renforcement-de-la-prevention-de-la-legionellose-autour-des-centrales-nucleaires Autorité de Sûreté Nucléaire] - Renforcement de la prévention de la légionellose autour des centrales nucléaires.</ref> Le seuil exact de contamination étant mal connu, EDF bénéficie de dérogations qui lui accordent des latitudes sur les concentrations de légionelles.

* Comme toute industrie, celle-ci recourt massivement aux produits chimiques, notamment dans les sites en amont et en aval des réacteurs dans le processus industriel : acide nitrique (retraitement des déchets), acide fluorhydrique (concentration du combustible), etc. Et, bien sûr, elle produit également divers composés nocifs, tel que l'oxyde d'uranium. Ces produits ne sont pas relâchés de façon sauvage, ils font l'objet d'un retraitement et sont soumis à des normes. Mais, malgré le respect des normes, diverses pollutions sont générées, telle que l'eutrophisation à l'azote de l'étang de Bages-Sigean. Par ailleurs, des incidents sont inévitables et causent régulièrement des pollutions chimiques locales.<ref>[http://www.sortirdunucleaire.org/actualites/communiques/affiche.php?aff=486 Communiqué] du [[Réseau Sortir du nucléaire]] - Le nucléaire, une énergie propre ?</ref> Là aussi, ces incidents sont signalés en France à l'ASN qui les rend publics.

* La Commission de Recherche et d'Information Indépendantes sur la Radioactivité (Criirad, organisation non-gouvernementale) a établi de nombreux documents<ref>[http://www.mondialisation.ca/index.php?context=va&aid=5476 Article] de la Crirad sur les conditions d'exploitation des mines d'uranium par les filliales d'AREVA et les normes ISO</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/somniger.html Page] de la collaboration 2010 Greenpeace/Criirad sur l'exploitation de l'uranium au Niger</ref><ref>[http://www.criirad.org/actualites/dossiers2005/niger/notecriiradarlit.pdf Bilan des analyses 2004-2005] sur l'impact de l'exploitation de l'uranium sur les filliales d'Areva-Cogema au Niger</ref> sur l'exploitation des mines au Niger et ailleurs. Il en ressort plusieurs problèmes de contaminations environnementales au-dessus des normes légales (la plupart sans doute inoffensives mais d'autres plusieurs dizaines de fois au-dessus des seuils) affectant les habitats civils dans le voisinage des mines, ainsi qu'un laxisme certain dans la gestion des déchets radioactifs, comme le stockage définitif à ciel ouvert sur le site de Cominak. Elle note aussi l'exploitation en plein désert des eaux de la nappe fossile (''i.e.'' non-renouvelable) de Tarat, 275 millions de mètres cubes ayant été pompés jusqu'à aujourd'hui, dont 40% pour les installation industrielles.

== Approvisionnement en combustible ==

Comme pour les centrales fossiles, les stocks d'uranium sont limités. Les réserves accessibles avec un coût inférieur à 130$ par kilo sont aujourd'hui de 60 années<ref>[http://www.sfen.org/fr/question/uranium.htm SFEN]</ref> en se basant sur la consommation actuelle. Or, cette consommation augmentera à l'avenir même si les réacteurs deviennent plus efficaces (l'EPR revendique un usage du combustible 22% plus efficace que l'ancienne génération de centrales). Cependant, on estime que le fonctionnement de la prochaine génération de centrales nucléaires serait au moins assuré.

L'uranium est extrait sur quatre continents. Les six premiers pays producteurs sont le Canada (30% du total), l’Australie (21%), le Niger (8%), la Namibie (7.5%), l’Ouzbékistan (6%) et la Russie (6%). Une autre partie de l'approvisionnement provient des stocks militaires surnuméraires (États-Unis et Russie) et du retraitement d'une partie du combustible usé.

Enfin, la France utilise également du combustible MOX, constitué de plutonium (assez commun) et d'uranium appauvri (un déchet de l'enrichissement de l'uranium, la phase qui permet, à partir de l'uranium naturellement extrait, de produire l'uranium enrichi utilisée dans les centrales nucléaires conventionnelles). Peu rentable à l'époque, ce choix devrait désormais être fait par d'autres pays.

=== Surgénérateurs ===
À long terme, il existerait un moyen de prolonger l'exploitation du nucléaire, en consommant 50 à 100 fois moins d'uranium pour produire les mêmes quantités d'énergie : la surgénération (réacteurs à neutrons rapides, ''fast breeders''). Ce sujet est, une fois encore, source de nombreuses controverses.

Un surgénérateur est un réacteur nucléaire qui crée plus de noyaux fissiles (noyaux pouvant être scindé en noyaux plus petits selon le principe de la fission nucléaire) qu'il n'en consomme. Cela est possible en transmutant des noyaux fertiles (des noyaux non-fissiles, tels que l'uranium appauvri ou le thorium, et disponibles en grandes quantités) en noyaux fissiles (plutonium par exemple). Le réacteur ne crée évidemment pas de la matière à partir de rien, disons simplement qu'il suffit de lui fournir des éléments plutôt communs qu'il transmutera en combustible et brûlera. Économiquement cela semble attirant mais, en pratique, de nombreuses difficultés techniques font que ce type de réacteur n'est intéressant qu'à partir d'un certain prix de l'uranium. Évidemment, cette technologie prendra plus de valeur à l'avenir. Qui plus est, elle permettrait la transmutation de déchets hautement actifs en combustibles.

Mais ces surgénérateurs ont un défaut rédhibitoire : le risque d'emballement. Tchernobyl n'était pas un surgénérateur mais, comme lui, ces réacteurs présentent des rétro-actions positives qui poussent le réacteur à s'emballer. Il faut des contrôles actifs (qui peuvent échouer) pour maintenir le cœur à son niveau de réaction et prévenir l'emballement. D'autant qu'un surgénérateur est exploité en-dessous de son régime maximal. Même s'il est vrai que le réacteur de Tchernobyl présentait d'autres problèmes de conception et de gestion et que les surgénérateurs modernes s'emballeraient moins vite, c'est un risque bien supérieur à celui des réacteurs conventionnels.<ref>[http://www.thebulletin.org/web-edition/features/the-safety-inadequacies-of-indias-fast-breeder-reactor Article de] The Nuclear Bulletin - The safety inadequacies of India's fast breeder reactor</ref>

Enfin, ces surgénérateurs ont connu des destins malheureux dans le passé, souvent arrêtés prématurément. L'exemple le plus célèbre est français, avec Superphénix. Souvent raillé, ce réacteur n'a été exploité que 53 mois en onze années. Mais les problèmes techniques initiaux, dû à des erreurs de conceptions et une grande complexité technique, n'ont causé que 25 mois d'arrêt. Ce sont avant tout les fermetures administratives (suite à des actions en justice, des interventions parlementaires, la nécessité d'examens, etc) qui ont représenté 54 mois de fermeture. La dernière année, ce réacteur afficha même un excellent taux de disponibilité. Des débats subsistent sur les raisons de sa fermeture par Lionel Jospin en 1997 : pour les uns, cela était dû à un manque d'intérêt économique alors que les prix de l'uranium étaient bas. Pour d'autres, il s'agissait d'une concession faîte au parti des Verts, alors membre important de la "gauche plurielle". Notons un regain d'intérêt récent pour la surgénération : en Inde, du fait de la présence importante de thorium, et aux Etats-Unis avec le projet ''Generation-IV'' pour la prochaine génération de centrales.

== Perspectives futures ==

La fusion nucléaire est parfois présentée comme le Saint-Graal de l'énergie nucléaire civile : a priori économique (rendement dix fois plus grand que pour la fission), utilisant un combustible disponible à profusion (un milliard d'années de réserve), avec des risques plus faibles de contamination radioactive (combustibles et produits non-radioactifs) et a priori de meilleures conditions de sécurité (contesté par des scientifiques reconnus tels que Pierre-Gilles de Gennes<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/de-gennes.htm Recherche : le cri d'alarme d'un prix Nobel] - Les Echos - Jeudi 12 janvier 2006</ref> ou le japonais Koshiba), avec une absence totale de risque d'emballement (dans le cadre des recherches menées, l'un des problèmes est en fait d'empêcher la réaction de s'arrêter d'elle-même).

Mais les recherches ont débuté depuis plus de quarante ans. On estimait alors le temps nécessaires à quatre décennies et, aujourd'hui, on en donne toujours la même estimation. Qui plus est, les coûts de recherche sont estimés en milliards d'euros et ne cessent d'augmenter.<ref>[http://reacteur.iter.free.fr/la-rech.htm Le coût d'ITER pourrait flamber] - La Recherche n°422 - septembre 2008</ref> Le défi est en effet important puisqu'il faut projeter les noyaux atomiques l'un contre l'autre à des vitesses extraordinaires (des centaines de millions de degrés) en luttant contre leur répulsion naturelle, le plasma étant comprimé au moyen de champs magnétiques très intenses et de lasers. Des progrès ont toutefois été accomplis durant cette période puisqu'on parvient désormais à maintenir la réaction pendant plus d'une minute tout en produisant plus d'énergie que l'on en consomme.

La fusion nucléaire est l'objet de plusieurs expériences colossales, telles que le projet international ITER (à Cadarache) ou le laser français Mégajoule, ainsi qu'aux États-Unis ou au Japon.

== Voir aussi ==
{{Base|Category:Nuclear energy|l'énergie nucléaire}}

===Liens internes===
* [[Énergies renouvelables]]
* [[Limites des énergies renouvelables]]
* [[Propositions énergétiques pour la France]]
* [[Réseau Sortir du nucléaire]]
* [[Accidents nucléaires]]
* [[Déchets nucléaires]]
* [[Radioactivité]]

===Liens externes===
* http://www.sortirdunucleaire.org
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/nucle.htm Un dossier diversifié sur l'énergie nucléaire]
* [http://futura24.site.voila.fr/nucle/generation4.htm Les réacteurs de génération IV arriveront trop tard et en trop petit nombre]
* http://www.criirad.org/
* [http://blog.newlimits.org/2009/07/demi-siecle-explosions-nucleaires-2053/ 2053 explosions nucléaires en un demi-siècle]

=== Références ===
<References />

===Bibliographie===
* ''L'eau et le champagne menacés par les déchets radioactifs'', article de Michel Marie, "L'Ecologiste" n°19, juin-juillet-août 2006, p. 28-29
* Film « [http://www.arte.tv/fr/Comprendre-le-monde/Dechets--le-cauchemar-du-nucleaire/2766888.html Déchets, le cauchemar du nucléaire] » de Eric Guéret et Laure Noualhat.

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[[Catégorie:Énergie nucléaire|*]]