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9 octobre 2022 7 09 /10 /octobre /2022 16:51

 

Nous avons vu dans la précédente partie que l'hydrogène était en fait le vecteur énergétique le plus intéressant à l'heure actuelle pour se passer des énergies fossiles. Mais comme on l'a vu, l'hydrogène n'est pas un élément qu'on trouve sous sa forme naturelle . Il est toujours mélangé à d'autres éléments et nécessite donc une extraction. Cette extraction, nous l'avons vu, n'est plus aussi coûteuse qu'autrefois puisque grâce au progrès technique il est maintenant possible de l'extraire de l'eau à un coût raisonnable et avec un excellent rendement énergétique . Mais il faut bien sûr de l'énergie à la base pour faire cette extraction . L'hydrogène n'est donc pas pour l'instant une source d'énergie, mais simplement un moyen pour remplacer le pétrole dans le domaine des transports, des véhicules autonomes, et pour remplacer aussi les batteries chimiques qui posent des problèmes en termes de matière première notamment du lithium. Il nous reste donc celui du cœur du problème à savoir la production d'énergie primaire.

 

Le cycle de l'hydrogène résumé en un schéma

 

Production d'énergie primaire ( thorium et surgénération)

 

Nous n'allons pas ici parler des fameuses énergies vertes . Beaucoup de choses sont à dire notamment sur le fait que les écologistes négligent un peu trop souvent le coût en matière première de ces énergies et le fait qu'elles sont en grande partie maintenant des technologies importées. L'absence de politique d'autonomie industrielle et de protectionnisme ayant largement favorisé la Chine dans le domaine. Cela ne veut pas dire que rien n'est intéressant dans ces technologies bien évidemment . Mais cela veut surtout dire que pour l'instant seule l'énergie nucléaire est à même de partiellement résoudre notre problème énergétique central assez rapidement et à un coût raisonnable. Cependant, continuer à chercher des solutions alternatives dans le domaine des panneaux solaires, des biocarburants de 3e génération ou de la géothermie est tout à fait sensé. Il faut d'ailleurs mettre un coup d’accélérateur en la matière . Certains pays fortement dotés en volcanisme comme l'Islande pourraient même en profiter pour devenir à long terme des producteurs d'hydrogène grâce à leur énergie abondante en matière de géothermie. Ce n'est pas inimaginable, la géothermie fournit d'ailleurs déjà une grande part de la production énergétique locale. Mais il faut bien comprendre que les énergies intermittentes comme le solaire ou l'éolien doivent être couplés à une production d'hydrogène qui lui se stocke contrairement à l'électricité. C'est d'ailleurs ce qu'expérimente une entreprise française à l'heure actuelle malheureusement avec une technique d'électrolyse plus classique que celle du CEA dont j'ai parlé. Cela reste la voie à suivre le stockage sous forme d'hydrogène régulant naturellement le caractère très aléatoire des énergies produites par le climat local.

 

Dans le cas de la France il est évident que nous ne bénéficions pas des atouts islandais en la matière et nos besoins sont d'ailleurs largement supérieurs à ceux d'un pays, qui, bien que magnifique, et grand par son histoire, ses talents humains, reste bien moins peuplé que le notre. Dans le cas français c'est donc surtout vers le nucléaire que nous allons devoir à nouveau nous tourner. À nouveau, car les imbécillités antinucléaires nous ont fait changer de route dès les années 90 . Alors qu'à la base le nucléaire français avait été pensé avec à terme la mise en activité des réacteurs dit de quatrième génération ceux de la surgénération . L'idéologie écologiste et antinucléaire a poussé les hommes politiques d'alors à la faute avec l'arrêt des recherches en la matière. Si Superphénix n'était pas exempt de défauts, il ne faut pas oublier que Rome ne s'est pas fait en un jour. On apprend en faisant et parfois l'on se trompe et ces erreurs nous permettent d'améliorer les processus et nos connaissances. En arrêtant simplement la recherche, on n’a pas seulement gaspillé nos deniers jusqu'alors investis dans la surgénération, on a aussi hypothéqué l'avenir du pays . Et aujourd’hui que les Chinois par exemple se lancent massivement dans les réacteurs au thorium et dans la recherche sur la surgénération, la France risque simplement de devenir dépendante, encore une fois, de technologies étrangères et donc dépendantes une fois de plus d'autres nations pour remplir ses besoins essentiels.

 

Et comme l'avais dit Georges Charpak à l'époque :" Après quelques problèmes techniques inévitables pour un prototype, et malgré de très nombreux problèmes administratifs puis politiques, Superphénix a remarquablement fonctionné pendant un an. Sa fermeture en 1998 résulta d’une exigence des Verts de Dominique Voynet, pour participer au gouvernement Jospin." À l'inverse il était d'ailleurs assez opposé à la machine à vapeur nucléaire de la fusion nucléaire ITER dont nous allons parler par la suite. Heureusement, il semblerait que la domination sans partage des antinucléaires qui ont fait commerce pendant des années de la peur du nucléaire n'ait plus l'avantage. La crise énergétique met les Français devant l'évidence à savoir qu'on ne peut pas à la fois se passer des énergies fossiles et du nucléaire en l'état des connaissances et des capacités techniques qui sont les nôtres. Reste à savoir quel nucléaire il nous faut.

 

Dans un premier temps, il ne fait nul doute que nous construirons encore des réacteurs classiques . Ce sont des technologies éprouvées . Le problème c'est qu'ils utilisent de l'uranium 235 un isotope de l'uranium qui représente à peine 1% de l'ensemble de l'uranium présent sur terre. À long terme si tout le monde sur terre se met à utiliser l'uranium 235 on va vite se retrouver à court de carburant . C'est là qu'entrent en jeu deux autres technologies. Les réacteurs à thorium d'un côté, et les fameux réacteurs de quatrième génération de l'autre, la fameuse surgénération qu'un ingénieur français a récemment remise en lumière pour le grand public. Le thorium j'en avais déjà parlé dans un texte qui date de 2011. Le gros avantage c'est que le thorium est plus abondant que l'uranium, environ trois fois plus abondant. On en trouve aussi dans l'eau de mer et la France semble avoir pas mal de ressources, notamment en Bretagne. De quoi coïncider avec notre but d'autonomie énergétique. L'autre avantage c'est que le thorium produit peu de déchets radioactifs longue durée et qu'il ne peut pas y avoir de fusion du réacteur . Une sécurité qui est, avouons-le, tout à fait appréciable.

 

Alors pourquoi le thorium n'a-t-il pas été utilisé jusque là, me direz-vous ? Pour plusieurs raisons la première c'est qu'il y a eu des échecs techniques, cependant je doute que cette raison soit vraiment le fond du problème. Il est normal de ne pas réussir du premier coup une technologie. Le vrai problème était que le nucléaire était en fait utilisé par les nations comme moyen politique pour justifier la production cachée d'armement nucléaire. Les réacteurs à uranium permettent de faire des éléments radioactifs utilisables par l'armée, ce n'est pas le cas de la fission au thorium. Je pense que c'est ceci qui a joué le plus comme choix de technologie de production électrique par fission nucléaire. Mais aujourd’hui avec l'épuisement des énergies fossiles et la croissance des nouveaux pays industrialisés nous n'avons plus le choix, la fission nucléaire à un intérêt pour elle-même, et plus seulement comme moyen de production d'armes nucléaires. Le thorium est donc une voie tout à fait intéressante et qui est déjà mise en œuvre dans d'autres pays à commencer par la Chine. La Chine espère construire un réacteur à sels fondus de 373 mégawatts d’ici à 2030 .

 

Ensuite, la surgénération est une autre technique qui consiste à utiliser la totalité de l'uranium au lieu de simplement utiliser l'uranium 235 qui ne représente qu'un centième des ressources d'uranium sur terre. La surgénération utilise elle l'uranium 238 qui représente 99% de l'uranium présent sur terre, ce qui accroît notablement le potentiel énergétique de la fission nucléaire. C'était le but de Superphénix qui a malheureusement été abandonné sous Jospin . Et malheureusement, l'autre réacteur à neutron rapide Astrid a également été abandonné en 2019. Le manque de soutien de l'état pour cause idéologique n'est pas sans rapport avec ces abandons successifs . Jusqu'à la crise récente, le nucléaire n'était plus du tout vendable aux médias et donc nos politiques plus intéressés par leur image que par l'intérêt national ont suivi la vox populi médiatique et les écologistes médiatiques. Cependant là encore d'autres nations se lancent à leur tour dans la recherche avec de gros moyens. La chine encore elle va inaugurer des réacteurs à neutron rapide sur des îles dans la province du Fujian . Cela inquiète des scientifiques parce que ces réacteurs produisent aussi du plutonium . Mais à mon sens il s'agit d'une inquiétude absurde puisque la Chine possède déjà l'arme nucléaire. La seule inquiétude devrait plutôt être les questions de sécurité, est-ce que la Chine ne va pas un peu trop vite ? On apprend aussi au passage que la Chine a développé une technologie qui rend rentable apparemment l'extraction de l'uranium de l'eau de mer . Si c'est une réalité, voilà qui ouvre des perspectives aux nations nombreuses qui sont dépourvues de ressources énergétiques naturelles. On remarquera au passage qu'en abandonnant l'investissement dans la recherche nucléaire, la France laisse le soin à d'autre d'écrire l'histoire à sa place.

 

La fusion nucléaire

 

Dernier point sur cette réflexion concernant nos alternatives énergétiques nucléaires, celle de la question de la fusion nucléaire. Il s'agit d'une technologie à laquelle les scientifiques rêvent depuis longtemps. Maîtriser le feu nucléaire de la fusion c'est créer en quelque sorte notre propre petit soleil. Un soleil bien plus efficace d'ailleurs . Si la fusion fait rêver, c'est qu'elle permettrait l'utilisation théorique de l'hydrogène directement comme combustible . Du moins, c'est ce que l'on raconte couramment et c'est ce que fait notre soleil, il transforme l'hydrogène en élément plus lourd, l'hélium, par la fusion nucléaire. C'est grâce à la force de gravité extrême qui pousse les atomes les uns vers les autres dans les régions les plus denses de notre étoile. C'est d'ailleurs ce qui causera à long terme la mort de notre étoile quand celle-ci aura transformé la plupart des atomes d'hydrogène en hélium, elle deviendra alors une géante rouge et la terre disparaîtra, mais c'est un autre sujet. Le but de la fusion artificielle est donc de reproduire ce phénomène à notre échelle.

 

Le problème c'est que la gravité ne se contrôle pas et qu'on ne peut pas utiliser celle-ci pour pousser les atomes à fusionner. Il reste alors deux possibilités, soit en utilisent une force externe pour les pousser à se rencontrer. C'est la fusion par confinement inertiel par laser. En France la technique est utilisée par les célèbres réacteurs Laser Magajoule du CEA . L'autre technique est celle qui consiste à utiliser la chaleur et à provoquer une fusion par l'agitation des éléments suite à la montée de température. En effet, la température est le produit de l'agitation des molécules, plus il fait chaud, plus elles bougent, et donc statistiquement vous avez plus de chance que certaines fusionnent. L'idée dernière ça est que la fusion des atomes produit au finale plus d'énergie que ce qui a été nécessaire pour faire monter la température et agiter les atomes.

 

S'il y a des problèmes techniques à ces technologies de fusion, des problèmes de durée de vie des ensembles qui soutiennent les structures et d'usure des matériaux. Toute chose qui peut rendre les réacteurs plus ou moins rentables. Le vrai gros problème dont on ne parle jamais c'est qu'ils utilisent du tritium et du deutérium. Il s'agit des deux isotopes de l'hydrogène . Or si le deutérium est très abondant, le tritium lui est rarissime . Donc prétendre résoudre le problème de l'énergie sur terre avec une technologie qui dépend d'un élément aussi rare que le tritium est, vous en conviendrez, un problème majeur. Après la recherche doit continuer, peut-être que l'on trouvera un moyen de faire de la fusion nucléaire avec autre chose que du tritium. Mais en l'état, il n'est pas raisonnable de penser que la fusion soit une solution à moyen terme. Le thorium et la surgénération sont nettement plus prometteurs et atteignables dans des délais raisonnables et compatibles avec notre problème d'énergie fossile. J'arrête là pour ces questions énergétiques . Nous en reparlerons régulièrement, car la population commence à se rendre compte que les négligences en la matière et les approximations vont nous coûter très cher dans les années qui viennent . Il n'y a pas de société de consommation et de civilisation industrielle sans énergie.

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commentaires

R
Si on imagine un vecteur hydrogène, le photovoltaïques ou l'éolien, perdent leur principal défaut à savoir le problème de l'intermittence et de l'équilibre du réseau. Le retour sur l'énergie nécessaire à leur fabrication est bien meilleur que ce que l'on lit dans les publications des défenseur du nucléaire (par exemple Jancovici), ils prennent du photovoltaïque fait en chine par exemple. Il est évident que, dans un modèle sain, cette production doit être rapatrié en France et que le bilan énergétique sera bien meilleur. l'Allemagne produit déjà 1/3 de son électricité via de l'éolien et du photovoltaïque, quasi sans stockage. Ça veut dire qu'en France avec un vecteur hydrogène pour le stockage, on pourrait faire beaucoup plus (nous avons un bien meilleur potentiel solaire et éolien que l'Allemagne) et nous avons déjà notre hydraulique (que les néolibéraux au 3/4 fous qui nous gouvernent veulent brader alors que nos barrage sont ultra stratégiques pour l'avenir du pays). Tout ça pour dire, ma religion n'est pas faite, mais avec un vecteur efficace pour le stockage, je pense qu'il ne faut pas évacuer trop rapidement certaines énergies renouvelables. <br /> <br /> Et deuxième point je ne suis pas contre la construction éventuelle de nouvelles centrales nucléaires. Sauf que (1) il faut arrêter de faire n'importe quoi, les epr sont quand meme une méga catastrophe industrielle. Des ingénieurs et techniciens sérieux doivent reprendre la main, l'Etat aussi. Il faut nettoyer le marais du nucléaire français et virer les margoulins qui s'enrichissent sur la bête. (2) on ne joue pas avec la sécurité. Certaines de nos centrales sont hors d'âge et le vieillissement des cuves sous flux neutronique est un phénomène physique très complexe. A un moment, il faudra les fermer pour des raisons de sécurité même si elles rapportent un max de blé et produisent encore beaucoup. La aussi, il faut reprendre la main et ne pas laisser des capitalistes décider si une centrale est dangereuse ou non. Quand je vois des articles comme celui ci, ça m'inquiète quand même un peu : https://www.francetvinfo.fr/societe/nucleaire/surete-nucleaire-pourquoi-un-projet-de-fusion-dans-les-instances-francaises-suscite-des-inquietudes_5669402.html<br /> Surtout si on s'amuse à faire de la surgeneration à la superphenix en mélangeant du sodium liquide avec du plutonium ! Même du Mox dans des centrales classiques, c'est quand même plus dangereux que l'uranium 235. Donc, si on fait ce choix, pas le droit à l'erreur ! Il faudra être sérieux et virer les néolibéraux de l'affaire.
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Y
L'éolien c'est franchement pas terrible et l'éolien en pleine mer ça s'use vite avec le sel, le vent et l'humidité. Mais je suis d'accord avec vous il faut d'abord travaillé sur le moyen de stocker les énergies intermittentes. Les progrès dans le domaine de l'hydrogènes sont rapides mais on en est encore à la recherche et pas dans des solutions industrielles immédiates. Comme vous le savez je ne suis fermé à aucun solution mais le baratin solaire éolien comme solution n'était pas sérieux en l'état. Et il ne fallait pas laisser tomber l'énergie nucléaire qui la seule à pouvoir fournir de l'électricité stable en quantité suffisante. Il y a aussi les projets de STEP supplémentaire qui pourraient aussi permettre de stocker l'énergie qu'on en produit trop, bien que cela demande de gros travaux qui ne sont pas sans effets sur l'environnement pour le coup. <br /> <br /> <br /> Pour les EPR effectivement c'est globalement pas terrible. Cependant l'on peut toujours lancer d'autres projets et faire des partenariats. On parle beaucoup en ce moment des petites unités de production d'énergie nucléaire à sel fondu (SMR). Ils pourraient compléter notre production national rapidement . <br /> <br /> A long terme la surgénération est quand même assez souhaitable pour l'usage de l'uranium. A moins que la fusion n'arrive plus vite que prévu, ce qui n'est pas non plus impossible. Après effectivement dans tous les cas il faut abandonner l'idée de laissez faire le marché. Dans des domaines nécessitant une vision à très long terme et des investissements couteux cela a toujours été une très mauvaise idée de toute manière.