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L’énergie nucléaire : ce que c’est et les avantages et les inconvénients

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L'énergie nucléaire est-elle vraiment la solution pour ralentir ou arrêter le changement climatique ? Et quels sont les avantages et les inconvénients de cette technologie ? Lorsque l'on parle d'énergie nucléaire, on fait surtout référence à la réaction de fission, un procédé largement utilisé dans de nombreuses régions du monde. Cependant, d'autres techniques sont également testées pour rendre possible la production d'énergie par la fusion nucléaire, le mécanisme à l'origine du soleil et des étoiles.

Lorsque tu penses aux différentes sources d'énergie, la nucléaire n'est peut-être pas la première chose qui vient à l'esprit. Mais en réalité, on estime qu'il représente environ 10 % de l'énergie produite dans le monde. Un pourcentage non négligeable, et qui devrait augmenter au cours des prochaines décennies. Mais exactement comment l'énergie est obtenue à partir de l'énergie nucléaire? Et quels sont les avantages et les inconvénients de cette technologie tant discutée ?

Dans cet article, nous allons essayer d'expliquer comment fonctionne l'énergie nucléaire, quels sont les pays dans le monde qui utilisent le plus cette forme d'énergie, et quels sont les avantages et les inconvénients à prendre en compte, à court et à long terme.

Mais il faut d'abord comprendre ce qu'est, fondamentalement, l'énergie nucléaire.l'énergie atomique ou nucléaire.

Qu'est-ce que l'énergie nucléaire ?

centrale nucléaire
Source : Pixabay

Le terme “énergie nucléaire (ou atomique)” désigne une forme d'énergie qui est libérée à la suite de l'union ou de la division de deux… noyaux atomiques.

Plus précisément, la division de deux atomes lourds donne lieu à ce que l'on appelle le énergie de fission nucléairetandis que la fusion des noyaux de deux atomes légers donne lieu à un processus connu sous le nom de “fission nucléaire”. fusion nucléaire“.

Alors si tu te demandes pourquoi on parle d'énergie nucléaire, la réponse est la suivante : le nom fait référence à la possibilité d'obtenir de l'énergie à partir du noyau d'un atome.

Comme nous le verrons, à ce jour, la seule technique adoptée (et adoptable) est celle basée sur la fission nucléaire, une méthode qui produit une quantité substantielle d'électricité avec de faibles émissions de CO2.

Bien qu'elle ne nous vienne pas immédiatement à l'esprit lorsque nous pensons à l'électricité, aux systèmes de chauffage ou d'éclairage, ou même simplement à la production d'eau chaude, l'énergie atomique produit en réalité une grande quantité d'électricité dans le monde entier, utile à ces fins et à plusieurs autres.

Quelle est la différence entre la fission nucléaire et la fusion nucléaire ?

fission nucléaire
Source : iStock

Nous savons maintenant quels sont les deux types d'énergie nucléaire, à savoir celle issue de la fission et celle produite par la fusion nucléaire. Mais, d'un point de vue technique, quelles sont les différences entre les deux types de réaction? Et pourquoi dit-on que la fusion nucléaire est meilleure que la fission ? Voyons en quoi consistent ces deux réactions.

La fission nucléaire

Commençons par la réaction de fission nucléaire, qui – comme nous venons de le voir – consiste en l'éclatement ou la séparation de noyaux d'atomes lourds (de nucléaire comme l'uranium, le plutonium ou le thorium) en atomes légers.

Ce fractionnement s'effectue par bombardement de neutrons. Les noyaux se divisent en deux fragments chargés positivement, qui se repoussent à leur tour avec force, libérant une très grande quantité d'énergie. d'énergie cinétique et de chaleur.

Comme on peut le voir sur l'image, lors du processus de fission nucléaire, des neutrons sont également libérés, qui vont à leur tour frapper les noyaux, donnant lieu à d'autres fissions et générant une sorte de… réaction en chaîne qui permet de maintenir un réacteur nucléaire constamment actif. Il est donc possible de produire de l'énergie de façon continue, perpétuelle et sans interruption.

En plus de l'énergie, la fission nucléaire génère également des radiations et des déchets radioactifsqui doivent être traités avec le plus grand soin afin d'éviter de graves conséquences pour la santé publique et les écosystèmes.

Comment l'énergie de fission nucléaire est-elle utilisée ?

Mais à quoi sert toute cette énergie ? Suite aux réactions de fragmentation que nous venons de voir, l'énergie produite est convertie en d'autres formes d'énergie (par ex. thermique ou électrique), qui seront ensuite utilisés à des fins humaines et industrielles.

Lorsque l'on pense à l'énergie atomique ou nucléaire, les catastrophes causées par la bombe atomique pendant la Seconde Guerre mondiale ou les accidents et désastres nucléaires viennent presque toujours à l'esprit (Tchernobyl en 1986 ou celle survenue en mars 2011 à la centrale japonaise de… Fukushima).

Mais en réalité, l'énergie nucléaire est une forme d'énergie utilisée pacifiquement depuis de nombreuses années, pratiquement depuis l'après-guerre. Dans les installations capables de contrôler la fission nucléaire pour produire de l'électricité (ce que l'on appelle les “centrales nucléaires”), l'énergie nucléaire est utilisée de manière pacifique.réacteurs nucléaires“), on produit de l'énergie qui se retrouve dans les secteurs domestique et civil.

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La diffusion des centrales à fission s'est toutefois ralentie à la fin des années 1980, lorsque s'est produite l'une des catastrophes nucléaires les plus choquantes de l'histoire contemporaine, l'accident de Tchernobyl, déjà mentionné.

Fusion nucléaire

fusion nucléaire
Source : iStock

Comme nous l'avons dit, un deuxième type de réaction nucléaire est ce que l'on appelle la “fusion”. Il s'agit essentiellement de la même réaction qui se produit dans le soleil et d'autres étoiles, un processus qui peut produire l'énergie qui atteint la Terre sous forme de lumière et de chaleur.

D'un point de vue technique, dans ce cas, l'énergie sera obtenue par la fusion ou la fusion nucléaire. fusion de noyaux atomiques légers (généralement du deutérium, un isotope de l'hydrogène, et du tritium).

Pour cela, il faut appliquer des températures et des pressions extrêmement élevées, nécessaires pour vaincre la répulsion électromagnétique entre deux noyaux chargés positivement, et pour que la fusion se produise.

Des noyaux plus lourds résultent de ce processus, produisant de grandes quantités d'énergie. Comme tu peux le voir sur l'image, on obtient ainsi de l'énergie, des neutrons et de l'hélium. Contrairement au processus de fission, le processus de fusion nucléaire ne produit pas de déchets radioactifs à longue durée de vie, ni de polluants ou de gaz à effet de serre.

Il est donc une forme d'énergie vraiment propre.

Cependant, à l'heure actuelle, les études sur la fusion nucléaire en sont encore à un stade tout à fait expérimental. Il faudra de nombreuses années, ou plus concrètement des décennies, avant que nous puissions atteindre un bilan énergétique positif et produire suffisamment d'énergie pour répondre aux besoins de la population mondiale.

Quel est le principal problème de la fusion nucléaire ?

Pour que l'énergie de fusion nucléaire puisse être utilisée à grande échelle, il faut d'abord surmonter un certain nombre d'obstacles. L'énergie libérée doit pouvoir compenser à la fois les pertes et l'énergie utilisée pour initier l'ensemble de la réaction.

Plus précisément, ce type de processus nécessite l'utilisation de de très hautes températures (on parle de centaines de millions de degrés) afin de chauffer le plasma deutérium-tritium. La réaction devrait également avoir lieu pendant suffisamment longtemps pour que l'ensemble du processus de fusion contrôlée soit déclenché.

À ce jour, cependant, le principal problème de la fusion nucléaire réside dans la recherche d'une solution appropriée pour la production d'énergie nucléaire. confiner le plasmacar il n'existe pas de récipients capables de tolérer de telles conditions.

À l'heure actuelle, la solution la plus adaptée semble être le confinement magnétique (fusion par confinement magnétique), mais – comme nous l'avons dit – ces techniques sont encore entièrement expérimentales et il faudra beaucoup de temps avant qu'elles puissent être appliquées à grande échelle.

Quels sont les pays qui utilisent l'énergie nucléaire ?

D'après ce qui a été dit, il est clair qu'à l'heure actuelle, la seule forme d'énergie nucléaire utilisée est celle issue de la réaction de fission. Mais Quels sont les pays qui utilisent l'énergie atomique ? en Europe et dans le monde ?

Si en Italie, cette forme d'énergie connaît un long coup d'arrêt depuis plusieurs décennies, il n'en va pas de même dans d'autres pays, européens ou non. Jusqu'en 2020, l'énergie nucléaire répondait à environ 10 % de la demande mondiale d'électricité.

Plus précisément, il y a 32 États qui exploitent l'énergie nucléaire, et plus de 400 réacteurs encore actifs sur Terre. Parmi les pays qui utilisent le plus cette technologie, les suivants méritent une mention spéciale. La France, le États-Unis, le Slovaquie et le Belgique.

Quels sont les avantages et les inconvénients de l'énergie nucléaire ?

centrale nucléaire
Source : Pixabay

Maintenant que nous savons à quoi sert l'énergie nucléaire et comment elle est produite, nous voulons donner un aperçu des avantages et des inconvénients de ce type de technologie.

En bref, pourquoi être en faveur de l'énergie nucléaire ou, au contraire, pourquoi ne pas miser sur cette source d'énergie particulière ?

Quels sont les avantages de l'énergie nucléaire ?

Bien qu'elle soit considérée comme une ressource “propre et capable de ralentir, voire de résoudre le changement climatique, les doutes et les réticences à l'égard de l'énergie nucléaire ne manquent pas. Nous voulons prendre en considération les voix pour et contre ce type de technologie, afin de pouvoir formuler une opinion aussi objective et claire que possible sur le sujet.

Une énergie ininterrompue

Les centrales nucléaires permettent de produire de l'énergie en continu et sans interruption. Contrairement aux systèmes d'énergie éolienne ou photovoltaïque, ils ne dépendent pas de facteurs externes ou environnementaux, tels que le climat, le soleil ou le vent.

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Une solution contre la crise climatique ?

Mais les centrales nucléaires peuvent-elles aussi soutenir la lutte contre le changement climatique ? Selon les partisans du nucléaire, la réponse à cette question pourrait être oui. Les centrales permettent d'obtenir de l'énergie avec de faibles émissions polluantesde dioxyde de carbone (CO2) et de gaz à effet de serre.

Cela pourrait contribuer à freiner la progression du changement climatique, à tel point que – comme l'a également montré la Cop28, la conférence des Nations Unies sur le climat qui s'est tenue à Dubaï – l'énergie nucléaire est aujourd'hui de plus en plus considérée comme un élément central de la transition vers une production d'énergie plus durable.

Cela n'implique pas que l'utilisation de l'atome doive nécessairement conduire à l'exclusion d'autres sources renouvelables. Au contraire, il pourrait constituer un support efficace à combiner avec l'énergie hydraulique, solaire, la biomasse ou l'énergie éolienne.

Une impulsion vers la décarbonisation

En plus d'impliquer une moins de dépendance à l'égard des combustibles fossiles, il faut savoir que la production d'énergie nucléaire repose essentiellement sur l'utilisation dul'uraniumun métal qui est principalement extrait de gisements situés dans des régions du monde politiquement stables, comme le Canada, les États-Unis ou l'Australie.

Cela nous libérerait de la dépendance énergétique vis-à-vis des pays qui possèdent les plus grands gisements de combustibles fossiles, mais dont l'environnement politique est pour le moins complexe et délicat.

Quels sont les inconvénients de l'énergie nucléaire ?

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Source : Pixabay

Mais étant donné les nombreux points en faveur de cette technologie, pourquoi beaucoup disent-ils que… l'énergie nucléaire n'est pas durable? Quels sont les “contre” à prendre en compte, dans ce processus de transition vers la décarbonisation de l'énergie ?

Déchets et déchets radioactifs

L'un des points sensibles les plus célèbres de l'énergie nucléaire concerne les fuites possibles de liquides radioactifs et la production de déchets et de rebuts qui, s'ils sont mal gérés, peuvent entraîner de graves conséquences.

De telles substances nécessitent la plus grande prudence lors de leur stockage et de leur élimination. En effet, la présence de déchets nucléaires en grande quantité représente un risque pour la santé humaine et animale. et l'environnement en général. De plus, l'élimination des déchets nucléaires n'est pas le seul élément critique qui mérite d'être mentionné.

Coûts et investissements initiaux

La construction de centrales nucléaires implique des investissements initiaux très élevés, qui ne seront amortis que sur plusieurs décennies.

Lenteur de la construction de l'usine

Un autre facteur de démérite concerne la temps nécessaire pour la construction des centrales nucléaires (environ 14 à 20 ans en moyenne), une période très longue, pendant laquelle les millions de morts causés par la pollution et le smog ne resteront certainement pas en stand-by.

En revanche, la construction de centrales photovoltaïques ou éoliennes nécessite un temps et un coût beaucoup plus accessibles et rapides, avec un délai moyen de 3 à 5 ans entre la phase de conception et la pleine exploitation des centrales.

L'énergie nucléaire n'est pas une énergie renouvelable

Bien qu'elle soit de plus en plus souvent désignée comme une forme d'énergie “verte” et durable, force est de constater que la fission nucléaire ne donne pas lieu en elle-même à une énergie renouvelable. La raison est vite énoncée : pour qu'une réaction de fission ait lieu, un combustiblepar exemple l'uranium, un métal radioactif qui existe à l'état naturel en quantités relativement faibles.

Pour cette raison, ce type d'énergie nucléaire ne peut pas être considéré comme une énergie renouvelable. Au contraire, l'énergie produite par la fusion serait inépuisable, car on utilise du deutérium et du tritium, des éléments présents à l'état naturel ou faciles à produire en laboratoire.

Risque d'accident nucléaire

Si on te demandait quel est le la pire catastrophe nucléaire de l'histoiretu répondrais certainement immédiatement “celle de Černobyl”. En réalité, ce n'est que la plus connue, avec l'accident le plus récent survenu à la centrale japonaise de Fukushima il y a 12 ans.

Il faut dire que les catastrophes nucléaires avec des fuites de radiations de cette ampleur sont rares. De plus, des technologies de plus en plus avancées et de pointe permettent de réduire encore les risques.

Cependant, nous ne pouvons pas exclure a priori la possibilité d'une catastrophe nucléaire. danger d'accidents.

D'un point de vue statistique, à mesure que la présence de centrales nucléaires à travers la planète augmente, le danger de rencontrer de tels événements à l'avenir peut également augmenter.

Sources