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22 mai 2011 7 22 /05 /mai /2011 21:02

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Sortir de l’impasse (3)

mai 22nd, 2011

 

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Cinquième épisode. Après avoir constaté que nous nous trouvions dans une impasse énergétique qui va générer misère, conflits et mort de la démocratie (voir Les chênes qu’on abat et Le bout de l’impasse), nous avons envisagé une première solution pour éviter ce scénario, le solaire spatial (voir Sortir de l’impasse - 1), sans oublier de remettre tous ces enjeux en perspective (voir Sortir de l’impasse - 2).
  
Nous allons aujourd’hui envisager une seconde solution. Mais, auparavant, un petit rappel technique s’impose. Celui-ci pourra paraître fastidieux aux non-spécialistes et simplificateur à ceux qui maîtrisent parfaitement le sujet. Mais, pour comprendre les enjeux politiques qui découlent des choix techniques, un minimum de connaissance théorique du sujet s’avère nécessaire.
  
  
Nucléaire : les deux faces de Janus
  
Sous l’appellation d’énergie nucléaire ou, tout simplement, de « nucléaire », on désigne dans le langage courant ce que les scientifiques appellent la fission nucléaire.

  
En quoi consiste-t-elle ? Pour obtenir de l’énergie, on va « bombarder » un atome dit « lourd » (c’est-à-dire comportant un grand nombre de protons, électrons et neutrons, l’uranium 235 par exemple) avec un neutron.
  
En « absorbant » ce neutron, l’uranium 235 devient de l’uranium 236 et, ayant franchi ce que l’on appelle la barrière de fission, il devient instable et va se fragmenter. De cette fragmentation vont résulter :

  •   d’une part ce que l’on appelle des « produits de fission », c’est-à-dire des atomes plus « légers », de type strontium, iode ou xénon ;
  •   d’autre part deux ou trois neutrons qui vont, à leur tour, « bombarder » d’autres atomes d’uranium 235, provoquant ainsi ce qu’on désigne sous le nom de « réaction en chaîne » ;
  • enfin de l’énergie, sous forme de chaleur. Elle paraît faible si on ne prend en compte que celle libérée par un seul atome mais, le processus étant répété des milliards de fois, le « rendement » est particulièrement efficace.

Rendement efficace mais process extrêmement dangereux dans sa globalité. Ainsi, les produits de fission, qui possèdent des neutrons « en excès », vont continuer à émettre des rayonnements dits radioactifs pendant des périodes pouvant aller jusqu’à plusieurs dizaines de millions d’années. Ce sont les fameux « déchets nucléaires » dont on ne sait que faire, à part les enterrer en espérant que tout se passera bien…


La fusion nucléaire

Regardons maintenant l’autre face de Janus. Il existe un autre procédé pour produire de l’énergie « nucléaire », c’est-à-dire en « travaillant » le noyau des atomes : c’est celui de la fusion nucléaire. C’est le processus à l’œuvre dans notre soleil qui est une immense machine à fusionner des atomes d’hydrogène.

Schématiquement, on pourrait dire que ce procédé emprunte une voie diamétralement opposée à celle de la fission : au lieu de « fissurer » un atome lourd pour produire de l’énergie, on va « fusionner » des atomes légers pour obtenir cette même énergie.

Ou plutôt huit fois plus d’énergie (du moins en théorie), à masse de « combustible » égale, que la fission. De plus, à la différence de la fission nucléaire, ce procédé de fusion ne génère pas de déchets radioactifs de longue durée, son principal « sous-produit » étant l’hélium 4, gaz inerte et non-radioactif.

Alors, pourquoi n’utilise-t-on pas la fusion nucléaire en lieu et place de la fission pour produire de l’énergie ? Tout simplement parce que cette fusion est extrêmement difficile à enclencher : pour que les atomes légers fusionnent, il faut les « précipiter » les uns contre les autres, à des températures de plusieurs dizaines de millions de degrés.

Le mécanisme est en route depuis belle lurette dans le soleil et devrait perdurer encore quelques milliards d’années. Pour reproduire ce processus tout en le contrôlant, on a construit des réacteurs à fusion magnétique, comme JET ou ITER (qui ne fonctionnera qu’en 2020). Mais la technique est loin d’être au point : il faut actuellement plus d’énergie pour enclencher le processus que celui-ci ne permet d’en produire ! Avec ITER, installé à Cadarache, on espère cependant inverser ce rapport et produire dix fois plus d’énergie qu’il ne sera nécessaire d’en utiliser pour l’obtenir… mais le chemin est encore long…

Parmi les atomes légers que l’on essaie de fusionner pour obtenir de l’énergie, il en est un particulièrement « performant » : l’hélium 3. Sans trop rentrer dans le détail, fusionner des atomes d’hélium 3 permet d’obtenir un rendement énergétique trois à quatre fois supérieur à celui que l’on obtient avec d’autres atomes légers (du type deutérium ou tritium). L’hélium 3 est donc, dans la perspective d’une exploitation industrielle à grande échelle, le meilleur « carburant » pour faire fonctionner une centrale à fusion nucléaire.


À la recherche de « carburant »

Où trouver cet hélium 3 en quantité suffisante, voire abondante ? Sur Terre, il est quasiment inexistant, on ne le trouve qu’à l’état de traces. Compte tenu de sa rareté, des montants délirants sont avancés pour estimer son prix : de l’ordre de l’ordre de trois à quatre milliard d’euros la tonne…

Quasiment inexistant sur Terre, l’hélium 3 est par contre présent en quantités plus importantes dans le sol lunaire, que l’on appelle régolithe. La concentration y varierait entre 0,003 et 1 %, suivant les endroits. On estime qu’environ un million de tonnes d’hélium 3 seraient présentes dans le sol lunaire. Cet hélium 3 « lunaire » provient du vent solaire qui, n’étant pas arrêté par une atmosphère, a déposé de l’hélium 3 sur le sol lunaire pendant des millions d’années.

Extraire de l’hélium 3 du régolithe n’est cependant pas une mince affaire. Il faut chauffer le régolithe à 760° C, une tonne de ce dernier permettant de produire un centigramme d’hélium 3… Autant dire qu’une exploitation de ce type ne peut a priori être envisagée seule mais plutôt dans le cadre plus large d’une prospection minière étendue.

Une fois cet hélium 3 produit, il n’y a « plus qu’à » le rapatrier sur Terre pour faire fonctionner une centrale à fusion. Dans l’architecture générale qu’il est nécessaire de mettre en place pour bâtir un processus de production d’énergie basé sur la fusion, cette étape apparaît presque facile…


À la croisée des chemins

Voilà - dans les très grandes lignes - une description résumée de la théorie et des enjeux techniques. À l’heure actuelle, exposer ce type de développement semble relever de la science-fiction, tant la capacité prospective est aujourd’hui annihilée, stérilisée, et qu’il semble difficile – inutile diront certains – d’envisager les futurs possibles de notre société.

Au-delà de ces aspects techniques, il est cependant un point important, que nous n’avons abordé que partiellement dans cette série de billets : quelle est la « lecture » politique de ces différentes possibilités techniques ? De plus, quelle voie serait-il judicieux de choisir face à l’impasse énergétique qui s’annonce ? Celle que nous avons exposée dans nos deux derniers billets, qui consiste à aller chercher dans l’espace des ressources énergétiques supplémentaires, ou celle préconisée par d’autres courants de pensée qui préfèrent choisir le chemin d’une décroissance volontaire de la consommation d’énergie ? C’est ce que nous aborderons dans un prochain billet.


Lundi
© La Lettre du Lundi 2011

 

Sortir de l’impasse (3)

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