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  • Les déchets nucléaires, dossier suite 1,

    la gestion des déchets radioactifs.

     

    La loi Française du 28 juin 2006 distingue les déchets radioactifs des matières radioactives valorisables, l'uranium appauvri, le combustible irradié, l'uranium dit «de traitement» (ou de retraitement), le plutonium, le combustible MOX usé, etc.

    Ne sont pas non plus considérés comme déchets radioactifs les rejets d'effluents radioactifs liquides et gazeux, régis par des autorisations spécifiques, et les résidus miniers dont la gestion est encadrée par des normes de radioprotection du public relevant du droit minier.

    En France, selon l'industrie nucléaire, la production de déchets radioactifs Française est d'environ 1 kg par an et par habitant. Selon le «Réseau Sortir du Nucléaire», il faudrait multiplier par 50, 100 ou plus la quantité annoncée pour approcher de l'ordre de grandeur réel. Cette estimation s'appuie sur une autre définition du déchet radioactif, incluant des matières qui ne sont pas classées comme déchet au regard de la loi Française, matières nucléaires «valorisables», rejets radioactifs liquides et gazeux et résidus des mines d'uranium.

    Le réseau sortir du nucléaire est une association Française antinucléaire créée en 1997 à la suite de la fermeture du réacteur Superphénix. Début 2009, 842 associations ont rejoint le réseau, Réseau 1. Selon ce réseau, environ 21 000 particuliers ont signé sa charte, Réseau 2. L'association est financée exclusivement grâce aux cotisations de ses membres et aux dons, Réseau 3. En 2007, le réseau «Sortir du nucléaire» comptait 9 salariés, Réseau 4. Depuis 2005, le réseau est agréé par le Ministère de l'Écologie, de l'Énergie, du Développement durable et de l'Aménagement du territoire Français.

     

    Le choix du recyclage,

    Certains pays comme les U.S.A., le Canada, la Suède et la Finlande ont choisit l'option du cycle ouvert par opposition au cycle avec retraitement conduisant à des déchets ultimes. Il en résulte que les déchets produits sont considéré comme les derniers pour ces pays et qu'il faut stocker. La France, la Grande Bretagne, la Russie, le Japon ont fait le choix du cycle fermé.

    Pour bien comprendre ces choix il faut considérer que dans bien des domaines, l'intérêt supérieur de la Nation offre aux militaires la primeur des découvertes scientifiques et des innovations techniques, et comme on dit aux militaires le choix des armes. La maîtrise technique du traitement des déchets radioactifs à été acquise dans le cadre du développement de l'arme atomique.

    La décision de traiter le combustible civil fut prise sur le plan énergétique après le, premier choc pétrolier, ou les réserves d'uranium étaient supposées s'épuiser vers 2010. Dans les années soixante dix, les pays pauvres en matières premières comme la France ont mis en place une stratégie industrielle en matière d'approvisionnement pour leur indépendance énergétique. Cette raison est encore valable aujourd'hui.

    L'intérêt du retraitement est sans aucun doute la réduction des déchets ultimes du cycle de combustion mais aussi la récupération de la fraction de 95% encore valorisable du combustible uranium, et seulement 1 % de plutonium d'un combustible irradié. C'est donc un gain non seulement énergétique mais aussi massique de la quantité de déchets. On attribue également au retraitement la diminution considérable de la toxicité des déchets de plus de 90% de la radioactivité résiduelle du combustible usé.

    Depuis plusieurs années, la France intègre une partie du plutonium dans des combustibles MOX afin de le bruler en réacteur. Mais le parc actuel de réacteurs à eau pressurisée n'a pas été conçu pour cela, et le stock de plutonium continue de croître régulièrement. Les recherches dans le monde nous montrent deux voies possibles celle qui nécessite un parc de réacteurs adaptés, qui ne peut voir le jour avant trente ou quarante ans, et celle qui oblige à une solution d'attente en tant que déchets comme c'est le cas pour les produits de fission en actimides mineurs confinés dans des verres.

    Le combustible MOX.

    C'est un combustible nucléaire fabriqué à partir du plutonium et de l'uranium appauvri. Le terme MOX est l'abréviation de, «Mélange d'OXydes». Le combustible MOX contient les oxydes d'uranium (UO2) et de plutonium (PuO2). Un tel combustible contient 8,5% de plutonium, il est fabriqué à l'usine Mélox sur le site de Marcoule dans le Gard. Un réacteur dont le cœur est composé de 30% d'assemblage MOX et de 70% d'assemblages standard d'oxyde d'uranium ne produit pas au final de plutonium alors qu'un réacteur composé uniquement d'uranium standard en produit 200 kg par an. Cette solution mise en œuvre en France depuis la fin des années quatre vingt dix permet une économie dans le bilan de matière de quinze tonnes de plutonium par an. En outre quand on sait que le plutonium 239 a une période d'activité radioactive de radionucléides qu'il contient de 24.110 ans ce qui signifie qu'à l'issue de cette période, la moitié seulement des atomes de plutonium auront disparus en se transformant en d'autres éléments. On a tout intérêt à en réduire la production.

    Mais c'est surtout sa très forte toxicité qui rend le plutonium particulièrement dangereux quand il pénètre dans un organisme vivant soit par ingestion, soit par inhalation, soit encore par une blessure de la peau. En cas de contamination interne, la radiotoxicité du plutonium ne se répartit pas de façon uniforme au sein de l'organisme mais se concentre sur quelques organes, les poumons, le foie et le squelette. Comme tous les métaux lourds, le plutonium présente aussi une forte toxicité chimique qui agit, elle aussi, sur certains organes, reins, système nerveux, ....

    Le bilan du retraitement.

    EDF décharge chaque année de son parc nucléaire environ 1 150 tonnes de combustible irradié, dont 1 050 tonnes d’oxyde d’uranium (UOX) et 100 tonnes de MOX. EDF fait retraiter chaque année à La Hague, l’usine de retraitement Française, 850 tonnes d’UOX et fabriquer à Marcoule, l’usine de production de combustible MOX, 100 tonnes de ce combustible. Entre 16 et 18 réacteurs, sur 20 autorisés, tous de puissance 900 MWe, sont en moyenne chargés en combustible MOX dans une proportion maximale de 30 %. Parmi la liste des arguments favorables au retraitement il faut évoquer le coût et l'emploi.

    Réutilisation de l'uranium et du plutonium.

    Loin de se résorber, le stock de plutonium séparé a commencé à croître avec l’introduction de MOX dans le parc, et progresse parallèlement depuis, voir le graphe ci-dessous. Le stock Français de plutonium séparé et non réutilisé en réacteur atteignait 47 tonnes fin 2001 (auxquelles s’ajoutent 33,5 tonnes de plutonium étranger). Le stock d’uranium issu du retraitement, dont l’inventaire n’est pas connu, augmente régulièrement lui aussi. L’évaluation du bilan matières du parc nucléaire actuel sur l’ensemble de sa durée de vie montre que la stratégie retraitement et MOX ne réduit que de 20 % la quantité de plutonium finalement accumulée.

     

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    Source, étude économique prospective de la filière électrique nucléaire, Rapport au Premier Ministre, 2000.
    EDF et Areva ont conclu en septembre 2001 un protocole d’accord portant sur 5 250 tonnes pour 2001-2007, alors que
    6 900 tonnes de combustibles EDF étaient déjà entreposées dans les piscines de La Hague.

    Coté inconvénients, de la gestion du plutonium, cette question est a imputer à la filière du nucléaire dans sa totalité qu'au retraitement du combustible en particulier. Sur le plan stratégique, qui ne peut être dissocié de l'utilisation civile, le plutonium, celui séparé du retraitement, peut être utilisé pour produire des armes nucléaires, et la réduction des stocks constitue une étape essentielle vers la non prolifération. C'est du reste, l'argument principal du gouvernement Américain pour justifier sa politique de stockage direct des combustibles usés. Développement durable et non prolifération des volets inconciliables de la question posée par la production de plutonium. Les politiques évoluent et les États-Unis sont en train de réviser leur stratégie

    Il est bien évident qu'il faut du plutonium pour produire des armes de destruction massives de sorte qu'il vaut mieux le stocker que de le retraiter. D'autres inconvénients résultent des risques liés à la manipulation de produits chimiques et radioactifs dangereux. Les rejets d'effluents en mer et dans l'atmosphère, iode 129, kripton 85, tritium, carbone 14, ruthénium 106 entres autres, mêmes s'ils entrainent un impact radiologique négligeable sur l'environnement, n'en sont pas moins l'objet de vives critiques. A l'encontre de cette remarque, il faut souligner que si les combustibles n'étaient pas traités, ces mêmes isotopes demeureraient au sein des combustibles usés, et la gestion à long termes de ces derniers serait posée. L'usine de Rokashomura au Japon qui est sur le point de démarrer a prévu une série de dispositifs pour éliminer ces déchets.

    Au final, quelle opinion peut-on avoir sur le retraitement des combustibles ? Dans la pratique, les éléments récupérés pour leur pouvoir énergétique sont peu utilisés.

    Le bilan du retraitement des déchets.

    Le bilan du retraitement des déchets doit prendre en compte d’autres catégories de déchets créées par cette stratégie,

    • les combustibles usés non retraités, officiellement en attente d’un retraitement «différé»

    • les MOX irradiés, beaucoup plus chauds que les combustibles classiques, qui pourraient nécessiter 150 ans de refroidissement, contre 50 ans, avant un éventuel stockage géologique,

    • les matières nucléaires non réutilisées, officiellement en attente d’un recyclage, dont les stocks ne cessent d’augmenter

    • les déchets secondaires, éléments métalliques des assemblages combustibles, résidus de traitement, etc..., pour la plupart de moyenne activité à vie longue,

    • les déchets issus du démantèlement des installations de retraitement.

    Pour concentrer le volume des déchets les plus actifs, le retraitement multiplie les catégories de déchets avérés ou potentiels, le volume global des déchets à vie longue et des ouvrages de stockage associés peut être supérieur au volume nécessaire pour le stockage direct des combustibles usés.

    Bilan économique.

    La doctrine du retraitement, établie dans les années soixante-dix, reposait sur une prévision de tension sur les prix de l’uranium qui ne s’est pas confirmée. Malgré son contenu énergétique, le plutonium a aujourd’hui une valeur économique négative,

    EDF paie le service de retraitement mais accorde dans ses comptes une valeur nulle à son stock de plutonium.

    La stratégie de retraitement + MOX représente un surcoût de 145 millions d’euros environ par tonne de plutonium «évitée» dans l’inventaire final des déchets, pour le parc nucléaire actuel, un arrêt du retraitement en 2010 économiserait 12 % des dépenses qui restent à engager jusqu’à sa fin de vie.

    Risques et problèmes spécifiques,

    L’industrie du retraitement et du MOX, en multipliant les manipulations des matières issues des réacteurs, peut augmenter les risques associés. Elle est notamment mise en cause pour,

    • l’augmentation des risques de prolifération,

    • les rejets radioactifs des installations de retraitement, plusieurs milliers de fois supérieurs à ceux d’une centrale nucléaire,

    • les problèmes de sécurité, liés à la concentration de matières nucléaires sur les sites du retraitement ou à la répétition des transports, notamment de plutonium, éléments tirés de la référence le retraitement et la filière MOX, ici.

    En conclusion,

    Il apparait que le retraitement des déchets avait son utilité dans le cas prévisionnel d'un déficit en uranium or, il se trouve que n'étant plus le cas, le gain potentiel en énergie eu égard à son coût et à l'accroissement du stock de plutonium après retraitement des déchets ultimes, n'apporte pas de solution satisfaisante, pour les déchets, par rapport à un cycle sans retraitement puisque la stratégie retraitement et MOX ne réduit que de 20 % la quantité de plutonium finalement accumulée.

    On voit qu'il est difficile de se faire une opinion claire voire précise sur le retraitement. Si au départ il semblait prometteur pour remédier au manque éventuel d'uranium, et à la réduction du plutonium des déchets primaires, il n'en serait plus le cas, en fait il se dégage des différentes expériences une attitude sibylline.

    Le prochain dossier sera la classification des déchets.

  • Les déchets nucléaires, dossier,

    quel avenir ?

     

    Le Monde.fr publie un article le 24 juin 2009 que faire des 250.000 tonnes de nos déchets nucléaires ? Vaste question que l'on se pose depuis bien longtemps et qui n'a pas de solution satisfaisante pour beaucoup d'entre nous, mais connaissons nous bien le problème ?

    Introduction.

    On sait qu'il y a deux politiques qui s'affrontent, l'une pro-nucléaire pour l'acceptation de l'énergie nucléaire avec ses risques potentiels et l'autre anti-nucléaire refusant le développement de cette énergie pour les mêmes risques, mais sans proposer de réponse pour d'autres formes d'énergie de potentialité aussi importante.

    Certes, des énergies alternatives nous n'en manquons pas que ce soit celle de l'eau que nous utilisons déjà, celle du vent captée et transformée par les éoliennes et celle du soleil captée et transformée en chaleur ou directement convertie en électricité, la géothermie utilisant la chaleur contenue dans le sol comme appoint dans le chauffage domestique. Mais ces énergies alternatives dont il convient d'en favoriser le développement, et que l'on pourrait qualifier de propres et énergiquement indéniables, et qui en elles comportent toutes de inconvénients bruits réchauffement de l'atmosphère etc..., on peut tout trouver, mais eu égard à celles dérivées du pétrole du gaz et du charbon, n'apparaissent pas suffisantes pour le besoin de notre économie qui consomme de plus en plus d'électricité.

    Quand l'on sait que la chaleur dégagée par la radioactivité de l'uranium par exemple produit environ 16000 fois plus d'énergie que celle du charbon. Un choix politique devenait donc indispensable eu égard à une politique énergétique devant faire face à une demande toujours accrue pour notre économie, mais aussi à l'épuisement futur des énergies dérivées du pétrole et du gaz qui sont pour le moment les plus utilisées, et les plus polluantes.

    Fallait-il ne rien faire ?

    C'est dans les années 1950 que les premiers programmes de construction des centrales nucléaires de puissance sont lancés en Union Soviétique, aux États-Unis, en Grande Bretagne et en France. Afin de fixer les idées quelques capacités calorifiques sont données dans le tableau suivant :

    img709.1250602172.jpgLe rendement énergétique de l'uranium est effectivement très intéressant, 1 gramme de matière fissile permet de produire 24 GWh, soit l’équivalent de 2 tonnes de pétrole.

    Une centrale nucléaire de 1000 MWe consomme l'équivalent de 3.1 millions de tonnes de charbon chaque année mais seulement 24 tonnes d'uranium (dioxyde d'uranium-238 enrichi à environ 4% d'uranium-235). Cette quantité nécessite le traitement d'un peu plus de 200 tonnes d'uranium naturel extraits d'environ 25 à 100000 tonnes de minerais d'uranium.

    Seulement, si l'énergie nucléaire apporte des rendements énergétiques 10.000 fois supérieurs au pétrole brut par exemple, elle n'est pas sans problème de par les déchets qu'elle produit dont l'action sur l'humain est obscure, sournoise, secrète, elle est dangereuse car si on sait la domestiquer pour en faire de l'électricité, on ne sait pas comment faire dans le cas d'un accident important genre Tchernobyl, mais aussi on ne sait pas traiter la radioactivité de tous les déchets pour la rendre inopérante sachant que celle du plutonium, par exemple, a une durée de vie de 24.000 ans, ce qui correspond à la toxicité des radionucléides qu'il contient.

    24.000 ans comment serons nous à cette époque si nous existons encore ?

    Alors on dit que l'on laisse pour les générations futures un danger dont on ne connait pas son importance, c'est vrai et pas vrai à la fois, dans la mesure ou nous avons l'obligation permanente de surveiller ces déchets entreposés, c'est à dire de maîtriser leur évolution au cours du temps, c'est un peu ce que je vais développer dans ces dossiers.

    img705.1250326309.jpgPour bien comprendre ce problème, que je n'ai la prétention de vouloir tout expliquer, mais seulement d'éclairer le sujet et pour cela je me suis documenté en consultant le livre de Stéphane Gin directeur du laboratoire d'études et du comportement à long terme des matériaux de conditionnement au C.E.A. sur «Les déchets nucléaires, quel avenir», et en faisant des recherches sur la toile sur les sites du C.E.A, de Futura-Sciences, de la Société Française d'Énergie Nucléaire, et du C.N.R.S, de Wikipédia et bien d'autres de moindre importance.

    Pour cette étude il convenait eu égard à l'importance du sujet, tant scientifique, économique et politique de se rapporter à des références sérieuses, il y va de la vie des Français, et ils doivent comprendre.

    Généralités,

    Le cycle du combustible nucléaire commence par l'extraction de l'uranium naturel à ciel ouvert ou dans des mines souterraines, l'exploitation des gisements d'uranium s'effectue selon les méthodes classiques utilisées dans les installations minières. La présence de radioactivité nécessite cependant des mesures de protection visant à diminuer l'irradiation et à réduire les concentrations de poussières et de radon (gaz radioactif), notamment systèmes d'arrosage et ventilation permanente.

    Après avoir exploité plusieurs gisements (Forez, Vendée, Limousin, Hérault) la France assure aujourd'hui par des importations l'essentiel de son approvisionnement en uranium. Cogema possède des parts et est parfois l'opérateur de certaines mines d'uranium à l'étranger (Canada, Gabon, Niger). La teneur en uranium des minerais est en général assez faible, de l'ordre de 1 à 5 kg par tonne.

    C'est pourquoi le minerai est concentré dans des installations implantées à proximité immédiate des mines. Après une série d'opérations physiques et chimiques on obtient un concentré ayant l'aspect d'une poudre jaune appelée «yellow cake» dont la teneur en uranium est d'environ 75%.

    Le «yellow cake» n'a pas un degré de pureté nucléaire suffisant ni la forme chimique appropriée pour pouvoir être utilisé tel quel comme combustible dans le réacteur. Il est donc l'objet d'un traitement supplémentaire afin d'obtenir un composé chimique adapté. Dans l'uranium naturel, on trouve, en proportion constante, deux sortes d'atomes (ou isotopes), l'uranium 238 et l'uranium 235 qui constituent respectivement 99,3% et 0,7% du mélange. Seul l'uranium 235 est fissile. Certains réacteurs dans le monde sont conçus pour fonctionner avec un combustible comportant un taux d'uranium 235 supérieur à celui qui est contenu dans son état naturel. Il faut donc augmenter la teneur en isotopes 235 jusqu'à 3,5 à 4%.

    Divers procédé sont utilisés pour cette opération appelée enrichissement.

    Le cycle du combustible se poursuit après son enrichissement, par sa combustion en réacteur, son recyclage et s'achève par la production de déchets ultimes sous forme de produits de fission puisque toute combustion est imparfaite.

    La matière première de l'industrie nucléaire, l'uranium se trouve dans les régions du monde Canada, Australie, Afrique du Sud entres autres. Les réserves sont assimilées à 4 millions de tonnes ce qui représente 50 années d'utilisation. Il faut noter que le coût du kilowatheure dépend peu de celui de l'uranium contrairement à ceux fournis par le gaz, le charbon et le pétrole. Le schéma simplifié de la filière nucléaire est le suivant :

    400px-schemamatieresradioactivessvg.1250328292.png

    Le combustible nucléaire est le produit formé de matières fissiles comme l'uranium, le plutonium.... qui fournit son énergie potentielle dans un réacteur nucléaire dans une réaction en chaîne de fission nucléaire modérée et contrôlée, contrairement à celle d'une bombe atomique ou cette réaction s'effectue en une fraction de seconde dont on connait l'action dévastatrice de morts à grande échelle.

    Un réacteur nucléaire est une machine à produire de la chaleur qui sera utilisée à la production d'énergie mécanique, sous forme de vapeur utilisée dans des turbines pour la production d'électricité aux moyens d'alternateurs. Par rapport à la production classique d'origine thermique, le réacteur nucléaire est une chaudière produisant de la vapeur dans un circuit primaire dont le schéma peut être représenté par le réacteur à eau pressurisée de la figure ci-dessous.

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    Schéma de fonctionnement d'un Réacteur à Eau sous Pression référence société Française d'énergie nucléaire, ici.

    Le circuit primaire,

    pour extraire la chaleur seul l'isotope 235 de l'uranium est légèrement enrichi jusqu'à une teneur de 3,5% à 4% environ. Ce taux résulte d'un compromis entre la maîtrise d'une réaction en chaîne et de la longévité du combustible dans le réacteur. Le procédé d'enrichissement comprend deux techniques principales la diffusion gazeuse et l'ultracentrifugation.

    La diffusion gazeuse.

    Le principe consiste à envoyer de l'hexafluorure d'uranium (YF6), à l'état gazeux, à travers de fines membranes percées de milliards de pores. La molécule d'uranium 235, plus légère et plus rapide, franchit plus souvent la barrière que la molécule d'uranium 238. Répétée des milliers de fois, à travers une succession de récipients cylindriques formant la «cascade de diffusion», l'opération permet d'obtenir de l'hexafluorure d'uranium «riche» d'uranium 235 dans la proportion souhaitée.

    L'ultracentrifugation.

    Procédé d'enrichissement utilisé à moins grande échelle qui consiste à utiliser la force centrifuge pour séparer, compte tenu de leur masse différente, les isotopes 238 et 235 de l'uranium. Par ailleurs, des recherches ont été engagées, principalement aux États-Unis, en France et au Japon sur un procédé d'enrichissement par laser.

    L'uranium enrichit subit ensuite des transformations pour l'amener sous forme d'oxyde, puis pour en faire des pastilles qui seront ensuite introduites dans des tubes de zirconium pour constituer des crayons de combustible.

    Un réacteur de 900 MWe, (1 MWe= un million de watts électriques) se verra doté de 11 millions de plaquettes de 0,5 cm3chacune pour une masse totale d'environ 70 tonnes d'oxyde d'uranium. Chaque pastille représente environ une source d'énergie de 2,5 tonnes de charbon. Ces crayons de zirconium sont réunis et maintenus avec des grilles pour former des assemblages. Placés dans une cuve en acier remplie d'eau, ils 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.

    Le passage en réacteur est en moyenne de quatre années durée pendant laquelle la fission contrôlée transforme l'uranium 235 en éléments plus légers.

    A l'issue de son passage en réacteur le combustible présente encore un potentiel énergétique considérable avec environ 1% de plutonium et 95% d'uranium qui est difficilement utilisable. Les déchets proprement dits ne représentent environ que 4% de la masse du combustible. Avant d'être traité le combustible irradié est entreposé en piscine pendant deux années minimum pour que les radionucléides à vie courte s'éteignent.

    Une fois calmé le combustible est traité à l'usine de retraitement de la Hague. Ce retraitement consiste en premier à cisailler les gaines, puis à dissoudre le combustible dans une solution très concentrée d'acide nitrique pour en extraire le plutonium et l'uranium au moyen de molécules spécifiques. L'usine de la Hague traite en moyenne 850 tonnes de combustible Français sur le 1.200 tonnes annuelles.

    Le cœur du réacteur,

    une cuve d'une hauteur 13,66 m, diamètre 4,95 m, épaisseur 23 cm, en acier spécialement traité, abrite le cœur du réacteur formé par les assemblages combustibles contenant l'uranium.

    6-cuve-du-reacteur.1250349238.jpg

    Le circuit secondaire,

    l'eau du circuit primaire transmet sa chaleur par ce que l'on appelle un échangeur 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.

    Le circuit de refroidissement,

    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 ou envoyée dans des aéroréfrigérants. 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 thermiques et nucléaires.

    Les aéroréfrigérants atmosphériques de la tranche 2 de la centrale de Civaux (EDF - Photo : Claude PAUQUET)

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    Dans un aéroréfrigérant l'air s'engouffre à sa base et sa vitesse s'accélère par le phénomène de col donné par sa forme en hyperboloïde de révolution à une nappe, cette accélération de l'air consécutive de la différence de niveau due à la hauteur de l'aéroréfrigérant fait qu'elle se refroidie apportant ainsi une source froide permettant une détente thermique maximale de la vapeur dans la turbine. Les aéroréfrigérants sont utilisés principalement lorsque qu'il n'y a pas de cours d'eau à proximité de la centrale.

    Le prochain article portera sur la gestion des déchets radioactifs.

  • L'énergie solaire au secours de l'Europe ?

    Quantité inépuisable qu'il nous faut pour l'avenir.

     

    Cette énergie est largement utilisée dans les pays musulmans ou le soleil est abondant. Pourquoi s'en priverait-on d'autant que les capteurs existent et que des systèmes de régulation permettent, non seulement de satisfaire les besoins domestiques mais d'en délivrer au réseau d'électricité. C'est le bienfait du soleil, vital pour notre vie, qui peut être nous sauvera du pétrole et de la nocivité de sa combustion polluant notre atmosphère, mais aussi de celle du nucléaire, si sournoise et si utile, qui est développée dans les prochains dossiers.

    Cette énergie solaire est potentielle d'un développement économique important. Elle reste pour le moment hors de prix pour beaucoup d'entre nous, un investissement coûteux et nécessitant un emplacement adapté dans une habitation que tous n'ont pas. Si l'on ajoute à cela que dans nos régions le soleil n'est pas très abondant, et qu'en outre, l'entretien d'une installation coûte forcément et nécessite une surveillance continue.

    Les nouvelles habitations pourraient être adaptées pour l'équipement futur d'une installation, d'autant que l'État offre des exonérations de charges, mais qui sont dérisoires, crédit d'impôt liées aux réductions d'énergie ce qui allège modérément le coût de l'installation, ainsi qu'une TVA à 5,5 %. l'amortissement actuel d'une installation est de l'ordre de 20 à 30 ans, c'est dire que dans ces temps que deviendra celui qui à fait cet investissement ?

    Les capteurs solaires usuels sont de deux sortes :

    les capteurs thermiques qui transforment le rayonnement solaire en chaleur en chauffant un fluide caloporteur qui, ensuite, au moyen d'un échangeur, ce qui constitue le circuit secondaire, produit une source d'énergie au même titre qu'une chaudière permettant le chauffage d'une habitation au moyen d'un ballon d'eau chaude. Il existe différent types d'installation avec ou sans pompe de circulation suivant que le ballon est situé en hauteur au dessus du panneau solaire, fonctionnement en thermosiphon ou pas. C'est en fait le même principe que pour une installation de chauffage central.

    Des exemples, le chauffe eau solaire et le cuiseur solaire fortement développé en Chine et en Inde. Un feuille de carton recouverte de papier d'aluminium découpée de façon à former un petit four solaire.

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    Le second type est le capteur photovoltaïque qui transforme le rayonnement solaire directement en électricité mais d'un rendement énergétique inférieur au capteur thermique dont le rendement avoisine les 80 %. Encore faudrait-il connaître comment ce rendement est déterminé sachant que dans une installation, il n'y a pas que le capteur mais aussi tout ce qui concerne le circuit secondaire.

    En outre, son coût est moins élevé même si l'énergie qu'il permet de récupérer est de moindre valeur que celle du capteur photovoltaïque puisque c'est de l'électricité. Seulement, son utilisation à grande échelle pour l'équipement d'une région ou d'un pays voire d'un continent en énergie solaire est, par la souplesse de l'électricité, appelé à un développement énorme puisque l'on envisage la captation du rayonnement solaire afin de convertir le soleil du désert en électricité !

    Des exemples, les Héliostats de la centrale solaire de Thémis, et vue aérienne d'une centrale solaire en Californie, (Kramer Junction).

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    C'est un projet très ambitieux, voir Le Monde .fr ici, qui devait se constituer le lundi 13 juillet à Munich un consortium sous l'égide du réassureur Allemand Munich Re.

    Les entreprises fondatrices, parmi lesquelles le conglomérat Siemens, les électriciens Eon et RWE, et la Deutsche Bank, réfléchissent à la construction d'une centrale solaire géante, dans le nord de l'Afrique et du Proche-Orient, qui permettrait d'approvisionner l'Europe en énergie propre.

    Cette initiative industrielle s'appuie sur le projet Desertec, développé par la branche Allemande du Club de Rome, une organisation non gouvernementale spécialisée dans le développement durable. D'après ce concept, des installations solaires thermiques réparties sur plusieurs milliers de kilomètres carrés en plein désert pourraient couvrir jusqu'à 15 % des besoins en électricité européens d'ici à 2025, avec des premières livraisons dans dix ans. Coût estimé, 400 milliards d'euros sur une période de quarante ans, selon les calculs du Centre aéronautique et spatial Allemand (DLR).

    L'idée est fortement soutenue par le gouvernement Allemand,

    «Ce projet visionnaire présente un fort potentiel pour accroître la coopération régionale à travers toute l'Afrique du Nord, entre des États qui ont toujours des frontières fermées»,

    a défendu, vendredi 10 juillet, Frank-Walter Steinmeier, le ministre des affaires étrangères. L'enthousiasme est même plus large.

    Lors d'une récente conférence réunissant des cadres du secteur énergétique, la chancelière Allemande, Angela Merkel, et le président de la Commission Européenne, José Manuel Barroso, ont eux aussi, fait l'éloge de l'initiative Desertec. Pour les nouveaux partenaires industriels, il s'agit maintenant d'en étudier la faisabilité. «Non pas tant d'un point de vue technique que politique et économique», précise-t-on chez Munich Re. L'un des principaux défis consiste à sécuriser ces investissements colossaux, notamment grâce à d'éventuelles aides publiques, Allemandes ou Européennes. Sous forme de prix garantis, par exemple.

    «Nous espérons pouvoir présenter des plans concrets d'ici deux à trois ans»,

    dit-on chez l'assureur.

    Dans l'intervalle, le consortium souhaite s'élargir à d'autres entreprises Européennes et du bassin Méditerranéen. Sont d'ores et déjà associés aux négociations le conglomérat Suisse ABB, l'Espagnol Abengoa Solar, ou encore le groupe Algérien Cevital.

    Il est évident que ce projet soulève des problèmes politiques de propriété prendre sur un Continent l'énergie du soleil dont nous aurions besoin soulève le même problème que celui du pétrole. Cela ne peut se faire que dans la mesure ou le ou les pays dont l'énergie solaire est captée puissent bénéficier autant que les pays constructeurs de ce projet, ils en n'ont aussi besoin. Or, cela ne pourrait fonctionner dans le cadre d'un engagement commun. Mais dans ce cas peuvent-ils prendre part au financement d'un tel projet ?

    Ces perspectives sont pharaoniques puisque qu'il pourrait s'étendre sur une surface de plus de 300 km² équipée de miroirs paraboliques offrant théoriquement les besoins en énergie de la planète entière ?

    On voit ainsi la mondialisation de notre économie par celle de l'énergie. Il faut bien admettre que nous ne pouvons plus vivre comme avant dans notre pays à l'abri des influences extérieures, nous en sommes dépendants. De plus, il faut une paix mondiale assurée  ce qui n'est peut être pas le cas, car dans le cas d'un conflit, il est impératif d'être maître de son énergie.

    Il convient donc de conserver ce que nous avons, mais d'en développer la potentialité. La série de dossiers que je vais publier après celui-ci sur les déchets nucléaires montreront que nous faisons ce qu'il faut pour assurer à notre économie ce dont elle à besoin, mais aussi que nous faisons ce qu'il faut pour en minimiser les risques.

     

    Une correction a été effectuée il s'agirait de 90.000 km² au lieu des 300 km² que j'avais initialement écrit, voir le site ici .

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