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Qu'est-ce que l'énergie nucléaire. Comment fonctionne une centrale nucléaire. Les accidents nucléaires de l'histoire. Les avantages et inconvénients de l'énergie nucléaire. La gestion des résidus nucléaires.

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L'énergie nucléaire est l'énergie de liaison des constituants du noyau des atomes. Ce noyau est un assemblage de protons, de charge positive, et de neutrons sans charge très fortement liés malgré la répulsion électrique entre protons. Le noyau est extrêmement compact (10⁻¹² mm), 100 000 fois plus petit que l'atome lui-même.

Dans les atomes lourds, le noyau contient beaucoup de protons qui se repoussent. Certains de ces noyaux (par exemple d'uranium ou de thorium) peuvent devenir instables et se rompre en libérant une partie de leur énergie de liaison. C'est la fission de l'atome.

Dans les atomes très légers, au contraire, deux noyaux peuvent se fondre pour former un atome plus lourd mais plus stable en dégageant une énergie considérable. C'est la fusion, par exemple de noyaux d 'hydrogène en noyaux d'hélium.
Il existe deux types de réactions nucléaires : la fission et la fusion.
Sur Terre, la radioactivité naturelle, qui échauffe le magma, est à la base de la géothermie et du volcanisme. Dans l'univers, la fusion est omniprésente dans le cœur des étoiles, en particulier du Soleil. Ces deux formes d'énergie naturelle se rencontrent et se combinent dans l'atmosphère terrestre, en entretenant des conditions favorables à la vie dans une couche atmosphérique très mince.

Les premières applications de l'énergie nucléaire ont été militaires, qu'il s'agisse de l'exploitation de la fission (Hiroshima - 1945) ou de la fusion (bombe à hydrogène - 1952).

Les applications civiles de la fission contrôlée ont démarré dès 1950 aux États-Unis pour la production d'électricité. La fusion contrôlée est encore au stade des laboratoires de recherche. L'énergie nucléaire a aussi donné lieu à d'autres applications majeures pour l'humanité, en particulier en médecine, en radiothérapie et en imagerie médicale, et dans le spatial pour la propulsion des satellites.

Le principe de l'énergie de liaison

Par des techniques de pointe, il est possible de mesurer la masse d'un noyau, celle d'un proton isolé ou d'un neutron isolé. La masse du noyau est inférieure à la somme des masses de chacun de ses nucléons (protons et neutrons). Qu'est devenue la masse manquante ? Ce défaut de masse correspond à une énergie latente que la célèbre formule d'Einstein, E = mc², nous permet de calculer. Cette quantité d'énergie sert de ciment pour tenir ensemble les constituants du noyau : on l'appelle pour cette raison l'énergie de liaison. Elle correspond à l'énergie qu'il faut fournir au noyau pour le dissocier en nucléons isolés.

Les noyaux des atomes de masses moyennes (fer, nickel) sont les plus fortement liés donc plus stables que les noyaux lourds (uranium) ou légers (hydrogène).

Les réactions nucléaires libératrices d'énergie

Elles sont de deux types.
La fission ou cassure d'un noyau très lourd en deux noyaux de taille moyenne
Elle consiste à casser des noyaux lourds, comme ceux de l'uranium 235 ou du plutonium 239, sous l'effet de l'impact d'un neutron. Elle transforme chaque noyau en deux autres noyaux environ deux fois plus petits. C'est l'énergie libérée par cette réaction qui est utilisée dans les réacteurs électronucléaires ; elle apparaît sous forme de chaleur et, comme pour la combustion thermique, sa conversion en électricité a un rendement limité (près de 35% pour les réacteurs de 2 e génération, 37% dans le cas de l'EPR).
La fusion de noyaux très légers en un noyau un peu plus lourd et plus stable
La fission nucléaire (©CEA)⁽¹⁾

C'est ce phénomène qui se produit au cœur du Soleil et des étoiles, principalement par fusion des noyaux d'hydrogène en noyaux d'hélium.

La fusion nucléaire (©CEA)(2)

Depuis une cinquantaine d'années, de nombreux laboratoires étudient la fusion contrôlée de deux noyaux légers comme ceux du deutérium et du tritium qui sont deux isotopes lourds de l'hydrogène.
Ce domaine est encore au stade de la recherche. Deux voies sont explorées : la fusion rapide par confinement inertiel au moyen d'un laser et la fusion lente par confinement magnétique. La production industrielle d'électricité par fusion n'est pas envisageable avant plusieurs décennies.

La réaction en chaîne

Ayant découvert et compris la fission vers 1930, l'homme a entrepris d'exploiter la fission des atomes lourds pour en extraire de l'énergie nucléaire. Dans la croûte terrestre, le minerai d'uranium naturel est constitué à 99,3 % d'uranium 238 stable et de 0,7 % d'uranium 235 fissile. Le combustible nucléaire est constitué d' uranium enrichi en isotope 235.

A chaque désintégration, un noyau d'uranium 235 émet plus de deux neutrons. Au-delà d'une certaine concentration, un de ces neutrons provoque la désintégration d'un autre noyau d'uranium 235, et il peut se produire une réaction en chaîne. S'il est présent, l'uranium 238 peut aussi absorber un neutron pour se transformer en plutonium 239, lui aussi très instable comme l'uranium 235. En contrôlant cette réaction en chaîne, on dispose d'une source d'énergie continue puissante et compacte.

Les enjeux géopolitiques et environnementaux placent l'énergie nucléaire au cœur des débats. Ses caractéristiques sont les suivantes :

une exceptionnelle densité (1 gramme d'uranium 235 produit la même quantité d'électricité que 2 tonnes de fioul ou 3 tonnes de charbon) ;

un fonctionnement sans émission de dioxyde de carbone ;

des réserves de combustibles relativement bien réparties géographiquement, d'un siècle au minimum aujourd'hui, devenant millénaires dans le cas de réacteurs surgénérateurs capables de recycler les déchets accumulés par les centrales actuelles, en consommant beaucoup moins de matériaux fissiles ;

l'énergie nucléaire de fission nécessite au départ des investissements lourds, obstacle important même si, in fine, elle s'est historiquement avérée très rentable ;

la maîtrise de sa sûreté est très exigeante et fait l'objet d'un renforcement des normes, comme cela a été le cas suite à l'accident de Fukushima Daiichi ;

les risques de prolifération (nouveaux pays s'équipant d'armes nucléaires) sont difficiles à éliminer totalement ;

ses déchets, pourtant en faible volume, sont considérés comme dangereux, objet de débats où s'affrontent des logiques différentes.

Les acteurs majeurs de l'énergie nucléaire civile sont les États, et particulièrement ceux qui se sont dotés de l'arme nucléaire. Ils ont dû ainsi maîtriser les technologies qui sont aussi au cœur du nucléaire civil. Parmi ces pays : les États-Unis, la France, le Royaume-Uni, la Russie et ses anciens satellites, la Chine et l'Inde. Des puissances économiques non dotées d'armes nucléaires ont également développé des capacités nucléaires civiles : l'Allemagne, le Canada, le Japon, la Corée du Sud, etc.

Près de 2 441 TWh d'électricité ont été produits dans le monde par 448 réacteurs nucléaires en 2015, dont 797,2 TWh aux États-Unis, 416,8 TWh en France et 195,2 TWh en Russie. Viennent ensuite la Chine, la Corée du sud, le Canada, l'Allemagne, l'Ukraine et le Royaume-Uni(4).

Parmi les acteurs mondiaux majeurs, l'AIEA (Agence Internationale pour l'Energie Atomique) dépend directement du conseil de sécurité de l'ONU. Elle a pour rôle " d'assurer un usage sûr et pacifique des technologies et des sciences liées au nucléaire ".

Au niveau industriel, les principaux acteurs sont Areva/ EDF, Westinghouse/Toshiba, GE/Hitachi, Mitsubishi, KEPCO (Corée du sud), Rosatom (Russie) ou encore AECL (Canada).

Unités

L'émergence, à partir de 1930, de l'énergie nucléaire a suscité la création de nombreuses unités.

La radioactivité : elle s'est d'abord mesurée en Curie, unité très grande, puis en Becquerel (1 désintégration/seconde), unité minuscule. Les doses absorbées se calculent en Gray. L'effet des doses absorbées suivant la nature des radiations et de l'espèce irradiée s'exprime en Sievert.

La puissance des armes : elle se mesure en tonnes de TNT (Trinitrotoluène), explosif très puissant fournissant 4,6 gigajoules (1 gramme de TNT = 1 000 calories). Les bombes H ont typiquement une puissance d'1 mégatonne de TNT, les bombes à fission de 15-20 kilotonnes de TNT.

La puissance des centrales nucléaires : elle se mesure en mégawatts, comme celle des centrales à charbon ou à fioul. Les centrales de 2 e génération actuelles ont des puissances de l'ordre du gigawatt (1 000 MW).

En mai 2016, 441 réacteurs nucléaires sont " opérationnels " dans 35 pays.

Chiffres clés

En mai 2016, 441 réacteurs nucléaires sont " opérationnels " dans 35 pays, dont 99 aux États-Unis et 58 en France. L'Europe produit près d'un tiers de l'électricité nucléaire mondiale.

L'énergie nucléaire compte pour près de 11,5% du mix de production électrique mondial⁽⁵⁾ (approximativement 19,5% aux États-Unis et 76% en France en 2015) mais pour moins de 5% de l'énergie primaire mondiale consommée.

L'atome a été découvert en 1912 (Rutherford, Bohr), le neutron en 1922, la fission spontanée et le dégagement d'énergie (Curie) en 1938, puis en 5 ans, dans l'urgence de la Deuxième Guerre mondiale, la bombe atomique (1945). Le nucléaire a pour ainés l'aéronautique et l'automobile. Il est le contemporain de l'électronique.

Au niveau militaire, deux bombes à fission ont été utilisées en 1945 contre le Japon. Les engins thermonucléaires, cent fois plus puissants, ont ensuite joué un rôle clé dans la dissuasion mutuelle entre les deux blocs pendant toute la guerre froide (1950-1990).

Simultanément, des réacteurs nucléaires ont été développés pour la propulsion des navires de guerre, en particulier les sous-marins nucléaires lanceurs d'engins (SNLE).

Au niveau civil, la fission nucléaire contrôlée a démarré dès 1950, aux États-Unis, pour la production d'électricité. Les modèles actuels utilisés pour produire de l'électricité sont pour l'essentiel des réacteurs à eau de deuxième génération, dont la durée de vie pourrait atteindre ou dépasser 50 ans dans certains pays. Une troisième génération améliorée de ces réacteurs à eau est en cours d'installation (ex : EPR, AP1000). Leur remplacement par des réacteurs de 4e génération à neutrons rapides consommant tout l'uranium et produisant moins de déchets nécessite l'emploi de matériaux résistants aux hautes températures et aux flux intenses. Ces surgénérateurs sont au stade expérimental (ex : réacteur Astrid du CEA).

Aujourd'hui, l'énergie nucléaire a également un rôle clé dans les secteurs d'activité suivants :

en médecine : radiothérapie, imagerie médicale (IRM) ;

en instrumentation industrielle et scientifique : neutrographie pour le contrôle non destructif ;

dans le domaine spatial : propulsion des satellites et sondes interplanétaires.

De nouvelles opportunités pourraient stimuler le développement de l'énergie nucléaire civile dans les décennies à venir :

l'intensification des recherches technologiques en vue de maîtriser les réacteurs de quatrième génération pourrait résoudre les problèmes de sécurité d'approvisionnement et de déchets ;

l'émergence des " smart grids " (réseaux de distribution électrique intelligents), conjuguée à celle de petits réacteurs modulaires (150 MW), consommateurs d'uranium appauvri, pourrait constituer une source d'approvisionnement électrique local ;

les progrès attendus en fusion nucléaire, énergie puissante et disposant également de ressources naturelles considérables, pourraient ouvrir une seconde voie de production d'énergie nucléaire.

dernière modification le 12 mai 2016

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L'énergie nucléaire est l'énergie de liaison des constituants du noyau des atomes. Ce noyau est un assemblage de protons, de charge positive, et de neutrons sans charge très fortement liés malgré la répulsion électrique entre protons. Le noyau est extrêmement compact (10-12 mm), 100 000 fois plus petit que l'atome lui-même.

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80% de l'électricité produite en France provient du nucléaire. Alors que le nombre de déchets issus de l'industrie nucléaire ne cesse d'augmenter, le débat fait toujours rage entre partisans et ennemis du nucléaire. Le nucléaire est-il une énergie propre ? Que faire des déchets de l'industrie nucléaire ? Quels sont les risques liés à l'exploitation de l'énergie nucléaire ? Faut-il sortir progressivement du nucléaire ? GEO.fr fait le point sur la question sensible de l'énergie nucléaire.

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Nucléaire : Tout savoir sur le nucléaire

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80% de l'électricité produite en France provient du nucléaire. Alors que le nombre de déchets issus de l'industrie nucléaire ne cesse d'augmenter, le débat fait toujours rage entre partisans et ennemis du nucléaire. Le nucléaire est-il une énergie propre ? Que faire des déchets de l'industrie nucléaire ?

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L'énergie nucléaire est l'énergie interne que possèdent les noyaux des atomes. En général, ce concept est également utilisé pour désigner la manière d'exploiter cette énergie.

Les atomes sont les plus petites particules en lesquelles un matériau peut être divisé et sont composés d'un noyau et d'un nuage d' électrons. Le noyau atomique, à son tour, est composé de deux sous-particules ( neutrons et protons) qui sont maintenues ensemble par des liaisons énergétiques. Selon l' élément chimique, la création ou la destruction de ces liaisons libère une énorme quantité d'énergie sous forme de chaleur.

La technologie nucléaire consiste à exploiter cette énergie interne pour une grande variété d'applications. L'application la plus connue de l' énergie atomique est la production d' énergie électrique dans les centrales nucléaires.

Les centrales nucléaires sont des installations où l' énergie thermique est générée en provoquant des réactions nucléaires dans le réacteur nucléaire. Par la suite, l'énergie thermique est convertie en énergie électrique par des transformations thermodynamiques et mécaniques.

Le principal avantage de l'énergie nucléaire est qu'elle est une alternative aux combustibles fossiles. D'autre part, les déchets générés mettent des millions d'années à disparaître.

Afin de profiter de l'énergie nucléaire présente dans le noyau des atomes, cela peut se faire de deux manières : scinder le noyau d'un atome ou fusionner le noyau de deux atomes. Dans le premier cas on l'appelle fission nucléaire et dans le second fusion nucléaire.

Lorsque l'une de ces deux réactions physiques se produit, les atomes subissent une légère perte de masse. Cette masse perdue est convertie en une grande quantité d'énergie thermique comme l'a découvert Albert Einstein avec sa fameuse équation E=mc ².

Technique 1 : Fission Nucléaire

La fission nucléaire est un moyen d'obtenir l'énergie contenue dans un atome en divisant le noyau atomique en différentes particules plus petites. Ce type de réaction génère une grande quantité d'énergie thermique qui peut ensuite être utilisée de différentes manières.

L'une des caractéristiques importantes de la fission nucléaire est qu'elle est générée en bombardant un atome instable avec un neutron. Une fois le noyau fissionné, en plus des particules, un ou deux neutrons supplémentaires sont laissés libres qui peuvent entrer en collision avec d'autres atomes, générant une réaction en chaîne.

Les particules résultantes sont considérées comme du combustible usé qui doit être remplacé lorsque le rapport est trop élevé et empêche les neutrons libres de trouver des atomes à fission.

La fission nucléaire est actuellement le type de réaction nucléaire utilisé dans tous les types de réacteurs nucléaires. La plupart de ces réacteurs sont des réacteurs à eau légère.

Technique 2 : Fusion nucléaire

La fusion nucléaire est le processus inverse, c'est-à-dire la fusion du noyau de deux atomes. Pour obtenir la fusion, les noyaux des atomes doivent être soumis à des conditions de pression et de température très élevées. Une grande quantité d'énergie est également obtenue par ce type de réaction.

Cependant, techniquement, il n'a pas encore été possible de construire des réacteurs nucléaires viables pour la production d'électricité.

Cette technique présente de multiples avantages par rapport à la fission :

Un exemple d' énergie de fusion nucléaire est l'énergie produite par le Soleil. Au cœur de l'étoile de notre système solaire, des réactions de fusion nucléaire sont générées.

A quoi sert l'énergie nucléaire ?

Une fois que l'on connaît la définition de l'énergie nucléaire, on comprend mieux quelles applications on peut lui donner. L'énergie nucléaire a une grande variété d'applications. Les applications les plus connues de l'énergie nucléaire sont la production d' électricité dans les centrales nucléaires et dans le domaine militaire.

Dans tous les cas, certains réacteurs nucléaires ont pour fonction de générer des radio-isotopes utilisables dans le domaine de la médecine, du traitement des pestes, etc. En médecine, le rayonnement nucléaire est utilisé pour effectuer des radiographies ou certains traitements radiologiques.

Dans le domaine militaire, il est utilisé pour créer des armes et aussi pour la propulsion de véhicules. Les effets que les armes nucléaires peuvent avoir sur la population sont dévastateurs. À ce jour, la bombe atomique n'a été larguée que deux fois (sur les villes de Nagasaki et d'Hiroshima pendant la Seconde Guerre mondiale). Malgré cela, il existe un grand nombre de traités et d'accords pour réglementer ces activités.

Dans le domaine militaire, la technologie nucléaire est également utilisée pour propulser des véhicules et des missiles car elle permet une grande autonomie avec très peu de carburant.

Lorsque nous parlons de combustible nucléaire, nous nous référons au matériau utilisé pour générer des réactions nucléaires. Les réacteurs à fission ont besoin d'atomes instables qui peuvent être facilement brisés.

L' uranium est un élément chimique qui se trouve dans la nature et qui remplit ces conditions. Cependant, pour que l' uranium naturel soit utilisé comme combustible nucléaire, il doit subir un processus d'enrichissement qui le rend encore plus instable et donc plus efficace pour les centrales nucléaires.

Les réserves d'uranium de la planète ne sont pas considérées comme illimitées, l'énergie nucléaire n'est donc pas considérée comme une énergie renouvelable comme l'énergie solaire ou éolienne.

Dans le cas de la fusion nucléaire, le matériau le plus optimal est celui qui a la structure atomique la plus simple, c'est-à-dire le plus petit nombre de protons. Pour l'instant, nous travaillons principalement avec deux isotopes de l'hydrogène : le tritium et le deutérium, le premier élément du tableau périodique.

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Définition de l'énergie nucléaire, qu'est-ce que c'est et à quoi ça sert ?

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L'énergie nucléaire est l'énergie interne que possèdent les noyaux des atomes. En général, ce concept est également utilisé pour désigner la manière d'exploiter cette énergie. Les atomes sont les plus petites particules en lesquelles un matériau peut être divisé et sont composés d'un noyau et d'un nuage d' électrons.

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Un site est FIABLE si je peux avoir confiance, si les informations sont vraies ( pour cela j'utilise les critères de fiabilité)
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Énergie nucléaire et déchets radioactifs
La production d'électricité grâce à la technologie nucléaire entraîne d'importantes quantités de déchets radioactifs. Il s'agit de matériaux et d'objets qui contiennent des rayonnements pouvant présenter des risques pour l'Homme et l'environnement. En France, les déchets sont classés en 5 catégories, en fonction de leur durée de vie et de leur niveau de radioactivité :
* déchets de très faible activité (TFA) : ils proviennent surtout du démantèlement d'installations nucléaires ou d'industries chimiques ou métallurgiques (ferraille, plastiques, bétons, briques...)
* déchets de faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC) : issus de l'industrie électronucléaire ou des laboratoires de recherche (vêtements, outils, filtres...)
* déchets de faible activité à vie longue (FA-VL) : ils proviennent de l'industrie métallurgique ou du démantèlement d'anciens réacteurs nucléaires (fontaines au radium, graphite, paratonnerres...)
* déchets de moyenne activité à vie longue (MA-VL) : il s'agit de débris métalliques liés au fonctionnement ou à la maintenance d'installations nucléaires.
* déchets de haute activité (HA) : il s'agit de résidus non réutilisables produits lors du recyclage des combustibles nucléaires (césium, cobalt, curium...). Ils peuvent mettre plusieurs centaines de milliers d'années avant de perdre leur radioactivité.
Les déchets radioactifs à faible activité sont confinés dans des centres de stockage. Le mode de gestion des déchets "de haute activité" et "à vie longue" est encore à l'étude. Un enfouissement à plusieurs centaines de mètres de profondeur est aujourd'hui envisagé.

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Énergie nucléaire et déchets radioactifs La production d'électricité grâce à la technologie nucléaire entraîne d'importantes quantités de déchets radioactifs. Il s'agit de matériaux et d'objets qui contiennent des rayonnements pouvant présenter des risques pour l'Homme et l'environnement.

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De nombreuses ressources Des ressources ludiques et pédagogiques sont à votre disposition pour appréhender et comprendre les énergies et ses enjeux au travers divers supports comme des vidéos, schémas interactifs, photos, des serious games et escape game. Bonne découverte !

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De nombreuses ressources Des ressources ludiques et pédagogiques sont à votre disposition pour appréhender et comprendre les énergies et ses enjeux au travers divers supports comme des vidéos, schémas interactifs, photos, des serious games et escape game. Bonne découverte !

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Une centrale nucléaire se compose de 4 parties principales : le bâtiment contenant le réacteur dans lequel a lieu la fission la salle des machines où est produite l'électricité les départs de lignes électriques qui évacuent et transportent l'électricité des tours de refroidissement uniquement en bord de rivière En France, un réacteur d'essai est mis au point en 1948 (6 ans après la construction du premier réacteur dans le monde, implanté aux États-Unis).

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Aussi appelée énergie atomique, l'énergie nucléaire utilise l' uranium, un métal radioactif, comme combustible pour produire de l'électricité. Cela fait près de 100 ans que l'Humanité a découvert la radioactivité, et moins de 70 ans qu'elle s'en sert pour produire de l'électricité.

L'URANIUM ET LA RADIOACTIVITÉ

L' uranium est la matière première des centrales nucléaires. Il s'agit d'un métal, que l'on trouve dans certaines roches, et qui a la particularité d'être radioactif. Cela signifie que le noyau de ses atomes est instable et a tendance à se désintégrer. Ce phénomène naturel, même s'il se déroule à une échelle si petite qu'on ne peut même pas le voir au microscope, libère une très grande quantité d'énergie.

Mais au fait, sais-tu ce qu'est un atome? Pour faire simple, disons que c'est un minuscule constituant de la matière. Tout ce qui existe est formé d'innombrables atomes liés les uns aux autres. Chaque atome a un noyau, composé de particules plus petites encore.

L'énergie nucléaire (du latin nucleus, "le noyau"), ou "énergie atomique" est libérée lorsque les noyaux des atomes se cassent. On parle de "fission nucléaire". C'est ce phénomène que l'on utilise dans un réacteur nucléaire.

Mais l'énergie contenue dans certaines matières peut aussi être libérée lorsque les noyaux de leurs atomes fusionnent. On parle alors de "fusion nucléaire". À l'heure actuelle, on ne sait pas reproduire ce phénomène pour le rendre utilisable. En revanche, on sait que l'énergie produite dans ces conditions est bien plus puissante que la fission, car c'est la fusion nucléaire qui fait brûler les étoiles comme notre soleil !

Un peu d'histoire

L'Humanité maîtrise l'énergie nucléaire depuis moins de 100 ans. Mais les recherches sur la radioactivité ont commencé à la fin du 19 e siècle. Tu as sans doute entendu parler de Pierre et Marie Curie. Et aussi, d'Albert Einstein. Ces grands scientifiques ont permis de mieux comprendre le phénomène de la radioactivité.

L'énergie nucléaire a d'abord été utilisée dans le cadre militaire. En 1945, les États-Unis mettent fin à la Seconde Guerre mondiale en lâchant deux bombes atomiques sur les villes japonaises d'Hiroshima et Nagasaki : une tragédie humaine sans précédent.

A partir des années 1950, l'énergie nucléaire est utilisée pour produire de l'électricité.
En 1986, un très grave accident se produit dans la centrale nucléaire de Tchernobyl, en Ukraine (ex-URSS). Le grand public réalise alors le danger potentiel que représente cette énergie. En 2011, l'accident qui touche la centrale de Fukushima, au Japon, marque aussi les esprits.

Utilisation et installations
LES MINES D'URANIUM
Les roches qui contiennent du minerai d'uranium sont extraites du sous-sol terrestre dans des mines d' uranium . Mais pour pouvoir être utilisé comme source d'énergie, l'uranium doit d'abord être transformé en usine, pour en faire une sorte de concentré appelé "yellowcake" ("gâteau jaune" en anglais).

LES CENTRALES NUCLÉAIRES
Ce concentré d'uranium, le " yellowcake ", est acheminé dans les centrales. Il est alors enfermé, de manière hermétique, dans le réacteur nucléaire. C'est celui-ci qui va provoquer la désintégration des noyaux atomiques d'uranium. Ce processus dégage une formidable énergie sous forme de chaleur, qui sert à faire bouillir de l'eau. La vapeur fait tourner une turbine qui produit de l'électricité.

D'ailleurs, la fumée que l'on voit s'élever au-dessus des grandes cheminées rondes des centrales... ce n'est pas du CO ₂ ou de la pollution, mais justement de la vapeur d'eau. La seule atteinte directe à l'environnement, c'est que l'eau qui sert à refroidir les installations retourne chaude dans la nature. Cela peut perturber les végétaux et les animaux.

Aujourd'hui, il existe 450 centrales nucléaires réparties dans 31 pays. Ensemble, elles produisent environ 11% de l'énergie consommée dans le monde. Les pays qui produisent le plus d'énergie nucléaire sont les États-Unis, avec 98 réacteurs, et la France, qui en compte 58. Dans le monde, 55 centrales nucléaires sont en cours de construction, dont 12 en Chine. Notons au passage que, depuis sa découverte, le principe de la radioactivité a trouvé des applications très utile dans la médecine ! Les rayons X, par exemple, permettent de faire des photographies des parties dures à l'intérieur du corps.
LES DÉCHETS RADIOACTIFS
Une fois que l'uranium a été utilisé, il reste une matière qui ne peut plus alimenter le réacteur, mais qui est radioactive. Ainsi, en sortant des centrales, ces déchets nucléaires passent par une usine de traitement, où ils sont triés en fonction de leur degré de radioactivité. Puis ils sont stockés ou enterrés le plus profondément possible, dans des conteneurs hermétiques.

Le savais-tu ?

En 1905, Albert Einstein énonce, sans le savoir encore, la formule qui permet de mesurer l'énergie contenue dans une matière donnée. L'équation est fameuse: E=mc ² ! Elle signifie que l'énergie (E) est égale à la masse (m) multipliée par la vitesse de la lumière au carré (c ²).

En images

Les centrales nucléaires sont reconnaissables à leurs grosses cheminées qui recrachent de la vapeur.

Centrale nucléaire (extérieur) - Photo : FooTToo , Shutterstock

L'utilisation de l'énergie nucléaire nécessite de grandes précautions.

Centrale nucléaire (intérieur) - Photo : Marcin Balcerzak , Shutterstock

Les déchets nucléaires constituent un important problème. En Suisse, les déchets sont stockés à proximité des centrales, dans des entrepôts. Il existe également un centre d'entreposage temporaire de déchets radioactifs à Würenlingen (AG).

Déchets nucléaires - Photo : bioraven , Shutterstock

Aujourd'hui en Suisse

Notre pays compte cinq réacteurs en activité, situés dans quatre centrales: à Gösgen (SO), Mühleberg (BE), Beznau et Leibstadt (AG). La seule installation nucléaire en Suisse romande est un petit réacteur de recherche installé à l'EPFL (Lausanne).

Avantages

Grande puissance

Pas d'émission de CO₂

Disponible toute l'année

Pas cher à produire

Installation de moyenne durée (40 ans)

Désavantages

Rendement faible (30%)

Conséquences en cas d'accident (radioactivité)

Problème de gestion des déchets nucléaires

Coûts d'installation, d'entretien et de démantèlement (lorsque les centrales sont trop vieilles)

Ressources en uranium limitées

OBJECTIF 0% !

L'énergie nucléaire représente plus d'un tiers de la production d'électricité dans notre pays. Suite à l'accident de Fukushima, la Suisse a annoncé que ses cinq centrales nucléaires ne seront pas remplacées à la fin de leur durée d'exploitation.

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Aussi appelée énergie atomique, l'énergie nucléaire utilise l' uranium, un métal radioactif, comme combustible pour produire de l'électricité. Cela fait près de 100 ans que l'Humanité a découvert la radioactivité, et moins de 70 ans qu'elle s'en sert pour produire de l'électricité. L' uranium est la matière première des centrales nucléaires.

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Le gouvernement français doit organiser la sortie progressive du nucléaire et accélérer la transition énergétique vers 100 % d'énergies renouvelables. EDF et l'État, actionnaire majoritaire de l'entreprise, doivent en prendre acte en organisant la transition de l'entreprise vers les filières renouvelables.

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Fonctionnement d’une centrale nucléaire

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Schéma d'une centrale nucléaire | J'apprends l'énergie

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Schéma légendé présentant le fonctionnement d'une centrale nucléaire.