• Energie nucléaire

    Quelles énergies pour demain en Afrique ?

    (Christian d'Alayer, janvier 2018)

     

    Connaissez-vous la monazite ? Pour l'instant, sans doute pas : ce minerai n'est pratiquement pas exploité car il recèle du thorium à partir duquel on peut fabriquer de l'uranium 233. Lequel fut délaissé dans les années 1940-1960 parce qu'on ne pouvait pas en tirer d'usage militaire (fabrication de bombes A et de munitions en uranium appauvri) Et si nos centrales nucléaires sont aujourd'hui dangereuses, c'est essentiellement parce qu'elles fonctionnent avec un carburant à double usage civil et militaire. L'uranium est enrichi un peu dans les réacteurs civils et beaucoup pour la fabrication de bombes à fission. Dans les deux cas, les réactions en chaîne non contrôlées ou provoquées sont terrifiantes.

    Ce n'est pas le cas de l'uranium 233 qui, d'abord, réagit dans un bain de sel fondu et non dans un caisson (pas de danger d'explosion) et qui, ensuite ne produit pas de résidus monstrueux en dehors d'un peu d'uranium 232 (source de rayons gamma mais à la durée de vie faible) L'évacuation des déchets doit donc être effectuée dans des caissons plombés, seul inconvénient de cette source d'énergie nucléaire.

    Pour terminer la présentation de la monazite, il faut savoir qu'il ne s'agit pas du seul minerai contenant du thorium transformable en uranium 233. On en trouve aussi dans la thorianite et la thorite, minéraux encore plus rare que la monazite. Dont les teneurs en thorium font que ce dernier est 4 fois plus abondant que l'uranium. Et, dans l'état actuel des recherches, les principaux gisements de monazite dite "grise" (celle qui contient du thorium) se trouvent en Australie et en Inde, puis en Norvège, en Amérique du nord et en Afrique du sud. En fait, là où les recherches minières et pétrolières ont été les plus poussées, quasiment dans l'ordre d'importance décroissante des investissements de recherche. En Afrique par exemple, on sait qu'il en existe en Afrique du sud ainsi qu'au Rwanda et qu'à Madagascar parce que la recherche minière a été très poussée au sud tandis que le Bureau français de recherche géologique et minière, en cherchant du thorium en France, a aussi publié quelques résultats de ses expatriés en Afrique. Mais il y en a certainement dans d'autres pays...

    Venons-en à présent à la raison pour laquelle l'uranium 233 -et donc la monazite- réapparait : tout bêtement parce que des entreprises chinoises et américaines viennent de sortir des mini-réacteurs nucléaires à l'uranium 233. La technologie est suffisamment simple pour être industrialisée et les puissances annoncées, de l'ordre de 300 MW, restent tout de même considérables : à titre de comparaison, les réacteurs nucléaires actuels les plus performants produisent des puissance tournant autour de 1500 MW. L'Inde avait commencé plus tôt car disposant d'énormes réserves de thorium. Elle produit déjà presque industriellement de l'uranium 233 et s'est lancée dans la fabrication de réacteurs à eau lourde, un autre procédé qui permet d'utiliser l'uranium 233 dans de plus grands réacteurs. Mais à terme, elle vise la production de plutonium et le maintient de son objectif de 20000 MW via de grandes centrales se rapprochant des centrales actuelles.

    Ce que les Chinois et les Américains ont fait est totalement différent puisqu'ils mettent à la portée de tous une énergie nucléaire nettement moins critiquable que l'atome à l'uranium 235. Il y a donc fort à parier que, passée les premières années de rodage, la demande de thorium augmente considérablement. Alors et certes, on en trouve partout et la France, par exemple, serait autosuffisante avec un minerai qui effleure la surface et qu'on trouve d'ailleurs souvent sur des plages en bord de mer ! Peut-être le thorium ne sera-t-il donc pas le minerai d'exportation favori du futur ? Mais il pourrait permettre à tous les pays pauvre de rattraper leur retard énergétique autrement qu'en couvrant leurs terres d'éoliennes et de fermes solaires forcément doublées de centrales thermiques.

    C'est que les solutions dites "renouvelables" actuelles ont un inconvénient majeur : c'est de ne pas produire en continu mais seulement quand il y a du vent ou du soleil. Je ne parle pas ici du bilan carbone de ces énergies, pas forcément bon en ce qui concerne l'éolien et très mauvais pour le solaire en ce qui concerne le silice. les "bons" sables deviennent rares et objets de convoitise : ces techniques évoluent aussi et améliorent leurs performances. Leur vrai défaut est l'impossibilité de stocker à bon marché l'énergie produite pour la restituer au moment où on en a besoin. Les grandes fermes solaires sont donc de beaux sujets médiatiques mais pas une solution globale.

    Un deuxième point est  à relever : c'est que si les énergies fossiles sont peu à peu remplacées par de l'électricité, les besoins deviendront considérables. Des calculs ont été fait en France à partir du parc de véhicules de 2014 devenant donc tout électrique : ce parc consommerait le tiers des capacités de production électrique du pays !

    On a donc pensé aussi à l'hydrogène car, d'une part, on commence à savoir le fabriquer par électrolyse et donc à des coûts énergétiques enfin intéressant (car inférieur au rendement énergétique produit) et, ensuite, on sait aujourd'hui le stocker sous forme solide, un peu comme jadis on stocka la nitroglycérine liquide extrêmement instable et dangereuse sous la forme de bâtons de dynamite. Il faut savoir en effet qu'il n'était pas question auparavant d'imaginer même de multiplier les petits réservoirs d'hydrogène liquide (en fait, de dihydrogène, H2) car constituant alors autant de bombes potentielles au pouvoir déflagrant plus important que celui d'explosifs classiques. 

    Des inventeurs ont proposé aussi des moteurs "exotiques", tel  le Français Guy Nègre et son moteur à air comprimé. Moteurs exotiques qui peuvent effectivement prendre le relais des moteurs classiques à explosion. Lesquels peuvent aussi fonctionner avec d'autres carburants que les hydrocarbures, telles les huiles alimentaires ou le méthane. Pour l'instant, ils n'ont pas vraiment été retenu par l'industrie mondiale, seule l'Inde ayant sorti un véhicule a air comprimé (procédé Guy Nègre) et les carburants enrichis aux méthane de biomasse "ayant vécu" comme on dit : utiliser des terres agricoles pour d'autres usages que l'alimentation n'est plus considéré comme le nec plus ultra de l'écologie. Sans compter les coûts : même avec un pétrole à 80 dollars/baril, le litre d'huile ou le litre de méthane artificiel sera toujours plus cher hors taxe.  Et puis ça ne règle pas le problème de l'électricité industrielle et domestique !

    Ce pourquoi l'invention sino-américaine est si intéressante. Pas seulement parce qu'elle met de petites centrales à la portée de très nombreuses collectivités, mais aussi parce qu'elle relance le nucléaire via un combustible nettement moins dangereux.  Bien évidemment les anti-nucléaires se sont précipités au créneau. Mais la seule parade qu'ils ont mise en avant est celle de la production (faible) d'uranium 232 à l'issue du processus énergétique. L'Agence internationale de l'énergie a aussi relevé que l'uranium 233 permettait d'envisager la fabrication de petites bombes nucléaires, possibilité déjà présente avec l'uranium 235 bien plus dangereux.  L'un comme l'autre au terme d'une difficile opération d'enrichissement : ces bombes ne sont pas encore à la portée de terroristes qui peuvent toutefois tenter de se procurer de l'uranium déjà enrichi. Cette objection de l'AIE ne tient donc pas pour freiner l'essor prévisible de l'uranium 233, sinon que ce dernier ouvre le nucléaire civil à tous les pays ou presque (voir encadré) Y compris à beaucoup de pays africains qui souffrent d'insuffisance énergétique. Parfois même quand ils produisent beaucoup de pétrole ! Les prix de lancement sont en effet abordables : si les Américains prévoient 1,7 milliard de dollars pour une centrale à 500 MW, les Chinois se sont lancés, eux, sur des centrales bien plus petites à quelques centaines de millions de dollars l'unité et envisagent plus petits encore jusqu'à pouvoir être installées sur des bateaux ravitaillant alors en électricité les bourgades côtières ! Les séries aidant, on peut imaginer des prix de plus en plus abordables, au delà même des puissances étatiques. Et c'est cet argument qui devrait finalement lancer l'uranium 233 et relancer le nucléaire, au moins médiatiquement (dans les faits, on produit aujourd'hui plus de MW nucléaires qu'il y a 10 ans et, ce, malgré le renoncement allemand)

     

    Encadré 1

    Vers une nucléarisation de la planète ?

    C'est l'argument de l'AIE contre l'uranium 233 qui est une matière fissile : moyennant une technologie à inventer, elle peut aussi aboutir à une généralisation du nucléaire militaire sur Terre. L'entente entre les grandes puissances nucléaires n'a toutefois pas empêché Israël,  l'Afrique du sud (qui y a renoncé), l'Inde, le Pakistan et maintenant la Corée du Nord d'y accéder. On sait que l'Iran n'aurait pas de difficulté à produire elle aussi des bombes nucléaires ainsi que tous les pays qui ont les moyens d'enrichir l'uranium (fabriquer de l'uranium 235 ou 233 à partir du minerai brut est moins compliqué) On peut même penser qu'un pays ne disposant pas de l'infrastructure de recherche nécessaire puisse l'importer et bénéficier de l'aide de pays amis : ce fut le cas d'Israël  aidé par les Etats-Unis et la France ainsi que de l'Iran, aidé par le Pakistan avant d'y renoncer. La diffusion du nucléaire militaire sur Terre n'a donc pas attendu l'uranium 233.

    Et quand bien même celui-ci permettrait effectivement une plus grande diffusion : la bombe atomique est une arme de dissuasion, pas d'attaque. Dissuasion qui fait ses preuves encore aujourd'hui et pas seulement avec la Corée du Nord : l'Inde et le Pakistan, bien qu'opposés très durement sur le Cachemire, ne peuvent plus se faire la guerre. Et l'arme atomique n'est réellement dangereuse qu'au niveau du terrorisme, pas des Etats. Le plus grand danger n'est pas qu'un pays structuré dispose de bombes nucléaires mais que des minorités soient mis dans la situation de ne plus rien avoir à perdre. Les Etats Unis ne peuvent plus attaquer la Corée du nord et ce n'est pas une mauvaise chose. Si d'ailleurs Saddam Hussein avait disposé d'un tel armement, le Moyen Orient n'aurait pas été mis à feu et à sang comme il l'a été. Le nucléaire n'est pas le danger. Le danger vient des capacités militaires conventionnelles que leurs propriétaires peuvent être encore tentées d'utiliser face à des adversaires moins puissants et non nucléarisés. Puis des plus radicaux de ces adversaires quand ils ont été écrasés : c'est le terrorisme...

     

    Encadré 2 (illustration informative en fait)

    La miniaturisation a déjà commencé

    (photo Gen4Energy)

    Gen4 Energy, ex-Hyperion Power Generation et basé à Santa Fe au nouveau Mexique, propose déjà à la vente une micro centrale (1,50 mètre de diamètre !) de 25 MW au prix de 25 millions de dollars. Un peu comme on vend des appartements sur plan : le système n'est pas encore disponible. Selon ses promoteurs, de telles microcentrales pourraient fonctionner 10 ans sans ajout de carburant. A noter que la NASA a conçu de son côté un micro réacteur nucléaire (uranium 235)pour la colonisation éventuelle de Mars...


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