II/ Le Nucléaire Français

II/ A) Le nucléaire civil

Il existe différents modèles de centrales nucléaires. Ils se caractérisent par trois éléments principaux : le combustible, le modérateur (substance favorisant la réaction en chaîne) et le caloporteur, un fluide qui permet l'extraction de la chaleur produite. Une centrale nucléaire utilise l'énergie issue de la fission d'un atome radioactif pour produire de l'électricité. L'énergie produite par la fission nucléaire permet de chauffer un fluide qui passe à l'état gazeux et active une turbine de production d'électricité. Il existe plusieurs types de centrales nucléaires et le plus récent est l'EPR.

Les 58 réacteurs nucléaires français assurent 78% de la production d’électricité du pays dans 19 centrales. Le programme nucléaire initié dans les années 1970 a pourvu la France de capacités de production d’électricité à la fois très conséquentes et bon marché, qui permettent aujourd’hui à la France d’afficher des prix de l’électricité parmi les plus bas des pays développés. Le débat public reste toutefois ouvert sur les vertus écologiques de l’énergie nucléaire, qui n’émet pas de CO2 mais produit des déchets radioactifs pour lesquels les technologies de stockage ont encore des progrès à faire. L’accident nucléaire de Tchernobyl marque encore les esprits, et rappelle aux français les risques potentiellement désastreux que l’électricité nucléaire peut faire peser sur les populations. L’énergie nucléaire est un enjeu important de la transition énergétique. Première source de production d’électricité en France, elle n’émet pas de gaz à effet de serre et offre une capacité de production suffisante pour exporter à l’étranger. Les centrales qui transforment l’uranium en chaleur puis en électricité fonctionnent grâce à différents types de réacteurs. En France, un seul type de réacteur, le réacteur à eau pressurisée (REP) est actuellement utilisé.

Une centrale nucléaire est une usine de production d’électricité. Elle utilise pour cela la chaleur libérée par l’uranium qui constitue le "combustible nucléaire". L’objectif est de faire chauffer de l’eau afin d’obtenir de la vapeur. La pression de la vapeur permet de faire tourner à grande vitesse une turbine, laquelle entraîne un alternateur qui produit de l’électricité. Ce principe de fonctionnement est le même que celui qui est utilisé dans les centrales thermiques classiques fonctionnant avec du charbon, du pétrole ou du gaz… à cette différence que le combustible utilisé comme source de chaleur est constitué par l’uranium. Le processus de production d’électricité dans une centrale nucléaire à eau sous pression : Dans les centrales nucléaires françaises, relevant de la filière à eau sous pression, la production d’électricité, ainsi que le refroidissement et l’évacuation de la chaleur, s’effectuent selon le processus suivant :

Circuit primaire : pour extraire la chaleur

L’uranium, légèrement "enrichi" dans sa variété - ou "isotope"- 235, est conditionné sous forme de petites pastilles. Celles-ci sont empilées dans des gaines métalliques étanches réunies en assemblages. Placés dans une cuve en acier remplie d’eau, ces assemblages forment le cœur du réacteur. Ils sont le siège de la réaction en chaîne, qui les porte à haute température. L’eau de la cuve s’échauffe à leur contact (plus de 300°C). Elle est maintenue sous pression, ce qui l’empêche de bouillir, et circule dans un circuit fermé appelé circuit primaire.

Circuit secondaire : pour produire la vapeur

L’eau du circuit primaire transmet sa chaleur à l’eau circulant dans un autre circuit fermé : le circuit secondaire. Cet échange de chaleur s’effectue par l’intermédiaire d’un générateur de vapeur. Au contact des tubes parcourus par l’eau du circuit primaire, l’eau du circuit secondaire s’échauffe à son tour et se transforme en vapeur. Cette vapeur fait tourner la turbine entraînant l’alternateur qui produit l’électricité. Après son passage dans la turbine, la vapeur est refroidie, retransformée en eau et renvoyée vers le générateur de vapeur pour un nouveau cycle.

Circuit de refroidissement : pour condenser la vapeur et évacuer la chaleur

Pour que le système fonctionne en continu, il faut assurer son refroidissement. C’est le but d’un troisième circuit indépendant des deux autres, le circuit de refroidissement. Sa fonction est de condenser la vapeur sortant de la turbine. Pour cela est aménagé un condenseur, appareil formé de milliers de tubes dans lesquels circule de l’eau froide prélevée à une source extérieure : rivière ou mer. Au contact de ces tubes, la vapeur se condense pour se transformer en eau. Quant à l’eau du condenseur, elle est rejetée, légèrement échauffée, à la source d’où elle provient. Si le débit de la rivière est trop faible, ou si l’on veut limiter son échauffement, on utilise des tours de refroidissement, ou aéroréfrigérants. L’eau échauffée provenant du condenseur, répartie à la base de la tour, est refroidie par le courant d’air qui monte dans la tour. L’essentiel de cette eau retourne vers le condenseur, une petite partie s’évapore dans l’atmosphère, ce qui provoque ces panaches blancs caractéristiques des centrales nucléaires.

Le réacteur à eau lourde

Le réacteur à eau lourde ou Heavy water reactors (HWR) est un réacteur nucléaire qui utilise de l'eau lourde (L'eau lourde est un oxyde de deutérium, D2O. Le deutérium est un isotope de l'hydrogène. La plupart des atomes d'hydrogène ont un noyau atomique qui se résume à un seul proton, mais le deutérium a un proton et un neutron, ce qui le rend approximativement deux fois plus lourd qu'un atome d'hydrogène ordinaire. L'eau lourde possède deux atomes de deutérium reliés à un atome d’oxygène) comme caloporteur (un fluide caloporteur est un fluide chargé de transporter la chaleur entre deux ou plusieurs sources de température. Le terme « caloporteur » est synonyme de « caloriporteur ») et comme modérateur (élément qui ralentit la vitesse des neutrons sans les absorber, permettant ainsi une réaction nucléaire en chaîne efficace. L'élément retenu pour concevoir le modérateur d'un réacteur nucléaire est le plus souvent de l'hydrogène, du deutérium ou du carbone). Dans un réacteur nucléaire, les neutrons doivent être ralentis pour qu'ils aient plus de chance de casser d'autres atomes et de libérer plus de neutrons qui à leur tour casseront d'autres atomes. L'eau légère peut aussi être utilisée, par exemple dans un réacteur à eau légère, mais puisqu'il absorbe des neutrons, l'uranium doit être enrichi pour atteindre la masse nucléaire critique.

Le CEA

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche scientifique français dans les domaines de l’énergie, de la défense, des technologies de l'information, des sciences de la matière, des sciences de la vie et de la santé, implanté sur dix sites en France. Historiquement dénommé Commissariat à l'énergie atomique (CEA), il a changé de nom en 2010 en élargissant son champ aux énergies alternatives. Le CEA est implanté sur 10 centres répartis dans toute la France. Il développe de nombreux partenariats avec les autres organismes de recherche, les collectivités locales et les universités.

La radiothérapie

Capables de cibler des volumes plus précis et de délivrer des doses plus fortes, la radiothérapie connaît une véritable révolution. Aujourd'hui, ces traitements du cancer permettent de mieux détruire la tumeur tout en épargnant les tissus sains.

II/ B) Nucléaire militaire

Définitions :

Au niveau microscopique, l’énergie nucléaire est l’énergie associée à la force de cohésion des nucléons, la force nucléaire forte (protons et neutrons) au sein du noyau des atomes. Les transformations du noyau libérant cette énergie sont appelées réactions nucléaires. La force nucléaire faible, elle, régit les réactions entre particules et neutrinos ;

Au niveau macroscopique, l’énergie nucléaire correspond, d’une part à l’énergie libérée par les réactions de fusion nucléaire au sein des étoiles, d’autre part aux usages civils et militaires de l’énergie libérée lors des réactions de fission ou de fusion du noyau atomique.

Un essai nucléaire désigne l’explosion d’une bombe atomique au terme expérimentales. Les essais permettent de valider des modèles de fonctionnement, ainsi que les effets des armes nucléaires et peuvent également prouver à la communauté internationale que l’on dispose de l’arme nucléaire.

Les essais nucléaires peuvent être classés par l’endroit où la bombe a explosé :

- Sous l’eau

- Sous terre

- Dans l’atmosphère (les explosions au niveau du sol sont considérées comme atmosphériques)
De nombreuses méthodes d’explosions ont été testées, on peut citer notamment :

- Par largage d’un avion

- Sur une tour

- D’un ballon

- Sur ou en dessous d’un bateau

Des essais en dehors de l’atmosphère, à partir d’une fusée, ont même eu lieu.

Les sites retenus pour les essais nucléaires atmosphériques sont situés dans des zones isolées comme des déserts ou des îles océaniques parfois évacués en vue des essais. Cependant la portée des retombées radioactives a causé des contaminations dont souffrent toujours les populations voisines.

Tous les pays qui possede l’arme nucléaire ont procédé à de multiples essais :

-1 050 pour les Etats unis

-715 pour l’Union Soviétique

-210 pour la France

-45 pour la République populaire de Chine

-45 pour la Grande-Bretagne

-de 5 à 6 pour l’Inde

-de 5 à 6 pour le Pakistan

-1 pour la Corée du nord

-soit un total de plus de 2 000 explosions officielles dans le monde.

Si l’énergie nucléaire civile fait débat, l’usage militaire le fait tout autant. Il y a plusieurs mois, l’austérité avait élevé certaines voix politiques, face aux économies à réaliser, à proposer l’abandon de la force de dissuasion nucléaire. Cela avait déclenché une véritable polémique chez les élites intellectuelles.

Objectivement, à quoi sert l’arme atomique? Les interventions militaires occidentales modernes concernent des pays ne disposant pas de l’arme atomique (Serbie, Afghanistan, Lybie, Irak, etc.). Pour autant, les puissances nucléaires ne sont pas oubliées. Les régimes de sanctions (gel des avoirs, limitation de déplacement de personnalités, embargos, arrêt de coopération bilatérale, suspension de traités, etc.) et exclusions d’organismes internationaux s’appliquent et les mettent au ban de la communauté internationale. Les cas de l’Iran et de la Corée du Nord parlent d’eux-mêmes. Les visées géopolitiques des différents états peuvent s’entrechoquer. Aussi, les trahisons ou la non-assistance de ses alliés s’est déjà vérifiée. Dans les rapports de force interétatiques, tous les atouts sont pris en compte par les adversaires. À l’inverse, un pays ne disposant pas de l’arme atomique ou d’un appareil militaire conséquent et préventif, risque de ne pas peser dans la «confrontation des rapport de forces» préalable au déclenchement ou non d’un conflit. La Chine l’a très bien compris: sa stratégie du «collier de perles» repose sur le développement de sa marine de guerre et de plusieurs bases le long des routes maritimes (Mer de Chine, Océan Indien) pour endiguer l’encerclement américain et contrôler ses voies d’approvisionnement. En dernière analyse, l’arme atomique peut donc servir à éviter une intervention militaire directe, d’où le terme de «force de dissuasion»D’un point de vue offensif, la bombe ne présente que peu d’intérêts. Une intervention militaire sur le territoire du pays attaqué compliquerait la situation (retombées radioactives, réfugiés, pas de soutien civil, etc.). Une contre-attaque nucléaire serait à prévoir. C’est dans la défense qu’elle trouve sa place, dans la dissuasion de subir une intervention militaire ou l’attaque d’armes chimiques ou biologiques.

À ce propos, même si un missile nucléaire est intercepté en vol, son explosion présente un risque de retombées radioactives étendues. Ce risque se voit multiplié avec les vents porteurs, diffusant plus largement la radioactivité. Si l’abandon de la force de dissuasion était décidé (manque de budget, consensus politique, etc.), alors la France n’aurait plus la même autorité à la table de certaines discussions au sein d’instances internationales. Objectivement et sans généraliser, le feu nucléaire représente du poids de décision dans la balance de certaines négociations de conflits.Au final, le nucléaire dépasse son strict cadre de défense nationale. Considéré comme « domaine réservé à l’Etat », le nucléaire reste néanmoins un terrain de lutte d’influences comparable à un champ de bataille.

Pour finir, un site web interactif et instructif en anglais propose des simulations d’explosion de bombes nucléaires sur le globe (victimes, déplacement des radiations) :http://nuclearsecrecy.com/nukemap/