Archives de l’auteur : Fission Liquide

Peut-on dire le mot « Thorium » en public ?

Publié le par
3

Oui, on peut ! Le public était nombreux le 22 novembre rue de Poissy à Paris pour écouter scientifiques et industriels venus parler du « nucléaire du futur ».

Il faut d’abord souligner la qualité de l’organisation de ce colloque par la Fondation Ecologie d’Avenir, le lieu exceptionnel qu’est le collège des Bernardins, et la qualité de présentation de tous les intervenants. Merci à tous !

Mais si les intervenants de la communauté scientifique semblent prêts à imaginer un futur où le thorium jouerait un rôle majeur dans la production d’énergie, avec des ruptures technologiques pour améliorer rendement, sécurité et gestion des déchets, les intervenants coté industrie semblent convaincus que l’ancien nucléaire du futur demeure la meilleure voie à étudier et développer.

Rubbia et Béhar

Quand Carlo Rubbia, Prix Nobel de Physique, prend le micro pour vanter les avantages de l’énergie du thorium, le Directeur de l’énergie nucléaire au CEA Christophe Béhar est-il un peu gêné ?

La France a certes accumulé une vraie expertise avec la technologie des réacteurs à neutrons rapides (RNR) au sodium comme Phénix et Superphénix, et on peut comprendre la volonté de construire sur cette expertise avec un programme comme Astrid (500 personnes, 10 entreprises). Mais une stratégie de recherche et développement devrait être basée sur une analyse rationnelle et impartielle du potentiel scientifique de chaque technologie, et regarder au-delà des technologies dont on a l’habitude.

Astrid

Avec le programme ASTRID, la France a-t-elle mis tous ses œufs dans le même panier ?

 

Quand Daniel Heuer explique que le réacteur à sels fondus « Molten Salt Fast Reactor » (MSFR) développé par l’équipe CNRS / LPSC de Grenoble avec un budget minuscule a bien la capacité à devenir un réacteur industriel, qu’il est un « mange-tout », capable de transformer les déchets nucléaires des réacteurs actuels en énergie, de fonctionner au thorium, uranium ou plutonium avec une sécurité améliorée grace à un combustible liquide à pression atmosphérique, il faut qu’il soit écouté, et il faut ajuster la politique et la stratégie de la R&D française en conséquence.

P1160022

Daniel Heuer : « Le MSFR est un mange-tout »

 

Il est bon de parler. Continuons ce débat, en toute transparence. Le public en est demandeur.

Energie du Thorium – ce que nous devons faire

Publié le par
3

Cette semaine en France sera marquée par deux événements importants : un colloque et un débat. Pour le débat, au niveau national, il est promis que « L’énergie dans son ensemble et dans toutes ses dimensions et toutes les énergies seront dans la réflexion« . Au colloque, on parlera « des centrales de 4ième génération, de mini centrales, et de la filière à thorium. »

Que faut-il faire en France pour promouvoir le développement de l’énergie du thorium ? Si Alvin Weinberg, pionnier des réacteurs à sels fondus, était encore vivant, que dirait-il ?

alvin-weinberg11

Alvin Weinberg

 

Voici quelques suggestions :

STRATEGIE

  • Faire évoluer la stratégie politique française sur les réacteurs de génération 4, établie en 2007/2008, en vue des résultats de la recherche française et internationale.
  • Faire accepter que le nucléaire de demain sera différent du nucléaire d’hier et du nucléaire d’aujourd’hui.
  • Considérer les réacteurs à sels fondus comme une opportunité plutôt qu’une menace pour l’industrie française.
  • Trouver un nouveau modèle économique qui permettra à l’industrie nucléaire de développer des combustibles nucléaires liquides.
  • Chercher des partenariats internationaux pour partager le coût et l’effort de développement de la technologie.

INVESTIR

  • Augmenter considérablement le budget de recherche français sur les réacteurs à sels fondus.
  • Lancer une étude économique indépendante pour mieux établir le coût de développement des réacteurs prototypes, le coût potentiel pour des réacteurs industriels en Euros / Watt, et le coût de l’énergie ainsi produite.
  • Missionner le CEA avec la création d’un ou plusieurs prototypes de réacteur à sels fondus, à l’instar du programme de la Chine. Créer le budget nécessaire à la réussite du projet.
  • Missionner l’ASN avec la préparation de son futur rôle de régulateur de l’industrie de production et d’exploitation des réacteurs à sels fondus.
  • Lancer un programme de recherche sur la production de carburants de synthèse à partir de la chaleur nucléaire.

PROMOUVOIR

  • Créer une association sans but lucratif pour la promotion de l’énergie du thorium en France.
  • Proposer à IThEO de tenir la conférence internationale ThEC13 en France.

EDUQUER

  • Eduquer les acteurs politiques sur les avantages pour la France de cette technologie.
  • Eduquer le public sur l’énergie nucléaire en général, et sur les possibilités offertes par les réacteurs à sels fondus.
  • Former sur la technologie des réacteurs à sels fondus dans les écoles scientifiques et les écoles d’ingénieurs, dans les universités et dans les lycées.

COMMUNIQUER

  • Refaire l’article du CEA sur le thorium et les réacteurs à sels fondus.
  • Produire un documentaire sur une des chaînes de France Télévision.
  • Traduire en français les meilleures supports écrits (livres, articles, papiers scientifiques…) dans d’autres langues.
  • Doubler en français les meilleures vidéos du web sur le thorium.

Le réacteur à sels fondus a le potentiel d’être la technologie dominante du 21ième siècle. Comme le résume R. Martin dans son livre « Super Fuel » : « Les obstacles à la création d’une économie basée sur l’énergie du thorium ne sont pas technologiques ou même économiques. Ils sont politiques et perceptuels. Si on ne le fait pas, ce sera parce qu’on l’a choisi – pas parce que c’était impossible ».

Le thorium nous donne de l’espoir. Espoir que la technologie peut nous sortir des problèmes que la technologie a créés. Espoir que la terre peut nous fournir une source d’énergie qui ne détruira pas les systèmes et les équilibres qui soutiennent la vie. Espoir qu’il est possible de résoudre le plus grand problème de notre siècle – le réchauffement climatique.

R. Martin dit aussi : « Pendant des millions d’années, le thorium était là, attendant le bon moment, les bonnes circonstances, et les bons esprits pour le mettre en avant et lui permettre de fournir pendant des millénaires une énergie propre, sûre et abordable. Alvin Weinberg avait raison. Le moment est maintenant, la technologie existe, l’environnement économique est favorable, et le besoin est urgent. Le choix est le nôtre. »

Sources : Superfuel, Richard Martin; Thorium, energy cheaper than coal, Robert Hargraves

La voiture nucléaire

Publié le par
2

Nos voitures seront-elles bientôt propulsées par l’énergie nucléaire, comme celles-ci ?

Voitures nucléaires

Euuuh, non.

Mais la voiture nucléaire est déjà une réalité. Avec environ 75% d’électricité française produite par des réacteurs nucléaires, 3 voitures électriques françaises sur 4 sont des voitures nucléaires !

renault_zoe

En France, 3 Zoe sur 4 sont propulsées au nucléaire

Evidemment, tous les pays ne sont pas équipés en réacteurs nucléaires comme la France. Et les voitures électriques restent pour l’instant limitées en autonomie par rapport à leurs cousines thermiques. De plus, comment faire pour éliminer les émissions CO2 des autres modes de transport – camion, bus, bateau, avion… ?

Eh bien, un réacteur nucléaire à sels fondus peut apporter la solution. Ce type de réacteur fonctionne avec un combustible liquide, permettant un fonctionnement à pression atmosphérique et haute température. Cette haute température permettrait de produire des carburants de synthèse à partir de la chaleur du réacteur.

Carburants de synthèse

L’hydrogène peut faire fonctionner une pile à combustible, mais il faut le stocker à pression très élevée. L’azote et le charbon peuvent transporter l’énergie potentielle chimique de l’hydrogène. L’éther méthylique peut remplacer le gazole. Si on prend le cas du méthanol, qui peut remplacer l’essence dans un moteur à combustion interne, à quoi ressemblerait notre voiture nucléaire ?

Voiture au thorium

L’énergie du thorium est convertie en chaleur par le réacteur à sels fondus. Les produits de fission sont séparés du sel de combustible : après une isolation géologique de 300 ans ils n’ont plus de radioactivité significative. La haute température du sel sortant des échangeurs de chaleur du réacteur permet de produire d’abord de l’hydrogène puis du méthanol, qui est brulé par le moteur de la voiture. Notez que les échanges entre ces processus et l’environnement sont neutres : pour le CO2 par exemple, on absorbe autant dans la fabrication du méthanol que ce qui est rejeté par la combustion du moteur de la voiture.

L’hydrogène est produit par le cycle soufre-iode :

Production hydrogène

Les hautes températures demandées par ce processus sont impossible à atteindre pour un réacteur à eau pressurisée classique. Pour produire efficacement des carburants liquides de synthèse à partir de l’énergie nucléaire, il est nécessaire – et urgent, de changer de technologie.

La Chine croit fort à cette solution. Lors de la conférence ThEC12 début novembre à Shanghai, Xu Hongjie, directeur du Centre pour le Réacteur à Sels Fondus au Thorium de l’académie des sciences de la Chine, a annoncé qu’un prototype pour la production du méthanol à 1 kilogramme / heure sera produit pour 2015.

Chine-prototype-méthanol-2015

Photo : Mark Halper

 

Article inspiré par ceux de Mark Halper et Robert Hargraves

Colloque « Le nucléaire du futur »

Publié le par
4

Evénement !

Jeudi 22 Novembre 2012,  la Fondation Ecologie d’Avenir (Institut de France) organise un Colloque « Le nucléaire du futur » à 15h, Collège des Bernardins, 20 rue de Poissy, 75005 Paris (Inscription en ligne possible).

Screen Shot 2012-10-28 at 20.17.12

Le programme complet est ici. Daniel Heuer du CNRS Grenoble (LPSC) parlera de « Thorium et sels fondus ».

La Fondation Ecologie d’Avenir est sur facebook, ici.

Sortir du nucléaire? A quel prix ?

Publié le par
4

Le samedi 13 octobre, des milliers de personnes ont manifesté à travers la France contre le nucléaire, selon un article paru dans Le Monde.Manifestation SDN

Manifestation Sortir du nucléaire Lyon

Sortir du nucléaire est certainement possible, sauf que 78% des français refusent de payer un prix plus élevé pour leur électricité :

13sept3(Source : sondage Tilder-LCI-OpinionWay, publié le 13 septembre)

Ce chiffre est en hausse de 6% depuis un sondage similaire en mars 2011.

La solution est de sortir du nucléaire des générations deux et trois, pour aller vers le nucléaire de génération quatre, et en particulier la solution la plus prometteuse de cette génération qui est le réacteur à sels fondus, associé au combustible thorium.

Nous pourrions alors bénéficier des avantages du nucléaire d’aujourd’hui :

  • coût d’électricité bon marché
  • zéro émission de CO2

sans les désavantages :

  • manque de sécurité des réacteurs à eau légère (Tchernobyl, Fukushima)
  • prix des réacteurs en hausse pour la génération trois
  • déchets radio-toxiques pendant environ 10,000 ans

Dans un réacteur à sels fondus, une fusion du coeur est impossible – le combustible est déjà liquide. Le fonctionnement à pression atmosphérique permet d’éviter les énormes enceintes de confinement qui coûtent si cher dans les réacteurs à eau pressurisée (REP) des générations deux et trois. Le retraitement régulier du sel permet d’extraire uniquement les produits de fission, qui ont une radio-toxicité d’environ 300 ans seulement – un problème largement gérable. Les transuraniens (qui restent captifs dans le combustible solide d’un REP) retournent dans le réacteur pour fissioner et produire de l’électricité.

L’Allemagne est en train de sortir du nucléaire, avec des prix d’électricité en hausse et la construction de nouvelles centrales à charbon et à gaz – mais à quel prix pour l’environnement ?

Nous ne devons pas laisser la France et le monde sortir du nucléaire à n’importe quel prix.

« Changeons d’ère, CHANGEONS le nucléaire ! »

Venez pour le thorium, restez pour le réacteur

Publié le par
2

« Le mieux est l’ennemi du bien. »

Dans sa présentation à la quatrième conférence du « Thorium Energy Alliance » à Chicago en juin 2012, Dr. David Leblanc nous explique qu’il y a moult façons différentes de concevoir un réacteur nucléaire à sels fondus (RSF).

Le fichier .pdf de cette présentation est ici.

Il est important de comprendre que les RSF sont une famille de réacteurs. Sous certains aspects, tous les réacteurs de cette famille sont égaux :

  • Ils utilisent un combustible liquide
  • Ils fonctionnent à pression atmosphérique
  • Ils peuvent fournir une énergie moins chère que les combustible fossiles
  • Ils fonctionnent à haute température, permettant un meilleur rendement dans la génération d’électricité
  • Ils génèrent des déchets qui ont une radioactivité signifiante pendant quelques centaines d’années seulement
  • Ils ont un niveau de sécurité largement supérieur aux réacteurs actuels de génération 2 et 3, refroidis à l’eau sous pression

… mais sous d’autres aspects, certains RSF sont plus égaux que d’autres. Et là, tout dépend des objectifs que l’on se donne.

Alors que la communauté scientifique se concentre sur la conception du meilleur RSF possible, pour optimiser des facteurs tels que prix de l’énergie et consommation de combustible (et c’est très bien!), David Leblanc cherche à identifier le RSF avec la conception la plus simple possible, pour réduire les barrières d’entrée à cette technologie et permettre son rapide déploiement.

Le thorium, avec une abondance dans la croute terrestre trois à quatre fois plus importante que l’uranium, représente certes le combustible optimal. Et un réacteur surgénérateur comme LFTR (USA) ou MSFR (France) représente certes la machine optimale pour exploiter son énergie. Mais l’uranium n’est pas l’ennemi d’un réacteur à sels fondus, et il existe une variante de RSF appelée DMSR (Denatured Molten Salt Reactor –> Réacteur à Sels Fondus Dénaturés) qui peut fonctionner avec un mélange thorium / uranium, ou bien avec de l’uranium uniquement, qui serait plus simple à déployer et auquel David Leblanc s’intéresse particulièrement.

Le concept du DMSR a été proposé par le Laboratoire National d’Oak Ridge (ORNL) en 1980. David Leblanc travaille sur une amélioration de ce concept qui aurait les caractéristiques suivantes :

  • Environ 100m^3 de sel
  • Fonctionnement pendant 10 à 15 ans sans retraitement du sel
  • Utilisation annuelle d’environ 35 tonnes d’uranium par GWye (soit 17% des besoins d’un réacteur à eau pressurisée)
  • Démarrage avec seulement 3,5 tonnes par GWe d’uranium 235 fissile (en format faiblement enrichi)
  • Très grande résistance à la prolifération nucléaire
  • La moitié des produits de fission est collectée sous forme gazeuse
  • Pertes de neutrons limitées à 5% (REP : 22%, CANDU : 12%)

Une application de cette technologie pourrait être l’extraction de pétrole des sables bitumineux au Canada, avec l’utilisation de la chaleur nucléaire pour générer la vapeur nécessaire à l’extraction « in situ » avec la technologie SAGD (Drainage Gravité Assisté par Vapeur).

Dans un réacteur surgénérateur, un retraitement régulier du sel est nécessaire pour éviter les pertes de neutrons dues à l’empoisonnement par les produits de fission. Mais c’est ce retraitement qui présente un des plus grands défis techniques, et donc une dépense importante en coûts de recherche et développement pour éprouver la technologie. Le DMSR pourrait permettre de bénéficier plus rapidement des avantages des RSF, et de développer en parallèle les concepts optimums surgénérateurs.

Les réacteurs à sels fondus sont connus pour leur association avec le thorium, mais le plus important serait de commencer dès que possible à bénéficier de leurs très grands avantages dans la génération d’énergie sans CO2, et d’augmenter notre expérience réelle dans leur conception, construction et opération. Le réacteur est donc plus important que le combustible.

Comme le dit David Leblanc, « Venez pour le thorium, restez pour le réacteur » !

Un grand débat national sur la transition à l’énergie du thorium ?

Publié le par
8

C’est la rentrée ! Le gouvernement français organise un grand débat national sur la transition énergétique, avec d’abord une conférence environnementale les 14 et 15 septembre qui arrêtera la méthode de ce débat.

rencontre avec les ong

Si vous lisez cet article, vous êtes peut-être une des personnes qui participera à cette conférence (partis politiques, ONGs, entreprises etc….). Alors prenez quelques minutes pour vous familiariser avec les avantages offerts par le thorium et les réacteurs à sels fondus en regardant cette vidéo.

  • Le thorium est abondant et pas cher. Il en existe assez pour satisfaire les besoins énergétiques de la planète pendant des millénaires.
  • Les réacteurs à sels fondus (RSF) seront moins chers à construire et à exploiter du fait de la simplicité relative de leur conception, comparés aux réacteurs actuels de génération 2 et 3. Les RSF peuvent également fournir une énergie moins chère que les combustibles fossiles.
  • Un RSF a un niveau de sécurité impressionnant. Le combustible est un liquide à pression atmosphérique, donc une fusion du coeur ou une perte de pression du liquide de refroidissement est impossible. Les sels de fluorure sont chimiquement stables et ne réagissent pas avec l’air ou l’eau.
  • 99% du combustible peut être converti en énergie, comparé aux réacteurs à eau légère actuels (0,5% à 0,7%).
  • Le fonctionnement avec un combustible liquide permet de séparer les produits de fission des transuraniens et de réinjecter ces derniers dans le réacteur pour produire  de l’énergie. Les déchets seront stabilisés après quelques centaines d’années, au lieu de 10,000 ans environ avec les déchets des réacteurs actuels.
  • L’opération à haute température permet de convertir 45 à 50% de l’énergie en électricité, au lieu de 33% pour les réacteurs à eau légère.
  • Différentes configurations de RSF sont possibles : petite ou grande échelle, surgénérateur ou « brûleur », à neutrons rapides ou thermiques, pour la production d’électricité ou de chaleur industrielle, avec combustible uranium, plutonium ou thorium (même si le thorium reste l’optimum).

Si on souhaite réduire la part du nucléaire dans la génération électrique à 50% en France, orientons le grand débat vers une transition à l’énergie du thorium, de sorte que ces 50% soient générés avec une forme d’énergie nucléaire renouvelable et durable.

Bonne rentrée à tous !

Le nucléaire, filière d’avenir : tout le monde a raison !

Publié le par
5

Ca y est, le grand débat sur la transition énergétique a démarré, avec les propos d’Arnaud Montebourg sur BFMTV dimanche, qui a qualifié le nucléaire de « filière d’avenir« .

Montebourg.png

Ses remarques sont-elles vraiment en opposition avec les promesses du président de la république? Tout dépend de l’interpretation du mot « RENOUVELABLE« .

Si une source d’énergie qui a le potentiel de fournir l’ensemble des besoins énergétiques de l’humanité pendant au moins 1000 ans est considérée comme étant renouvelable, et bien l’énergie du thorium, libérée par un réacteur à sels fondus est renouvelable. Ce n’est pas le cas des réacteurs actuels de génération deux et trois qui utilisent l’énergie de l’uranium de manière inefficace.

Vu de cette façon, monsieur Hollande, qui a promis aux français qu’il favoriserait « la montée en puissance des énergies renouvelables en soutenant la création et le développement de filières industrielles dans ce secteur. » a raison.

Et monsieur Montebourg qui dit que le nucléaire est une filière d’avenir a raison aussi !

Le programme de développement des réacteurs à sels fondus de la Chine

Publié le par
10

Ken Chun de l’Académie des Sciences de la Chine a donné une présentation le 6 août 2012 à l’Université de Berkeley en Californie, sur le programme chinois de développement des réacteurs à sels fondus.

Ken Chun.png

Ken Chun présente le programme chinois pour le développement des réacteurs à sels fondus

 

Une vidéo de cette présentation (en anglais) a été publiée sur YouTube par Gordon McDowell.

En synthèse, la Chine a financé (à hauteur de 350M$) et démarré un programme de 5 ans pour la fabrication de deux réacteurs expérimentaux. Le premier réacteur sera étudié en détail en 2013, fabriqué en 2014 et atteindra la criticité fin 2015. Ce sera un réacteur avec combustible solide, refroidi par sels fondus, avec les caractéristiques suivantes :

  • Puissance : 2MW
  • Combusible « TRISOFUEL » diamètre 6cm
  • Température d’opération : 600°C à 650°C
  • Cylindre de diamètre 1,3m et d’une hauteur de 1,3m
  • Coefficient de réactivité négatif
  • Sel de refroidissement : FLiBe
  • Sel de la boucle intermédiaire : FLiNaK
  • Démarrage avec U235 à 10% d’enrichissement

Le deuxième réacteur, également de 2MW, devra atteindre la criticité en 2017. Il aura un combustible liquide à sels fondus. Le retraitement du combustible n’est pas prévu dans ce réacteur et, à priori, beaucoup de décisions restent à prendre sur sa définition détaillée.

Selon le succès de ces réacteurs, la Chine développera un programme pilote avec un réacteur d’environ 10MW, puis un programme démonstrateur avec un réacteur d’environ 100MW.

Le principal contributeur est le Shanghai Institute of Applied Physics (SINAP), avec environ 300 personnes qui travaillent à plein temps sur ce programme. 100 personnes supplémentaires y travaillent à plein temps à l’éxtérieur de l’institut. Pour l’instant, les plus grands challenges rencontrés sont dans le choix des matériaux pour les réacteurs.

Les Etats-Unis et la Chine s’associent pour étudier les réacteurs à sels fondus au thorium

Publié le par
2

Le département de l’énergie des Etats-Unis (DOE) s’est associé avec l’académie des sciences de la Chine (CAS), pour établir un mémorandum d’accord CAS et DOE sur la coopération dans l’énergie nucléaire, selon un article smartplanet de Mark Halper.

doe-china-msr-mou

Les noms, les visages et la structure de la collaboration nucléaire entre le département de l’énergie des Etats-Unis et l’académie des sciences de la Chine

 

Il s’agit en particulier de travailler sur les réacteurs à sels fondus au thorium, ce qui laisse suggérer que les Etats-Unis reconnaissent un rôle potentiel pour le thorium en tant que source d’énergie du futur.