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De Charybde en Scylla

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En avril 2015, Bill Gates a pris la parole à la conférence TED à Vancouver. Le titre de son « Talk » était : « La prochaine épidémie ? Nous ne sommes pas prêts. »

La vidéo est sous-titrée en français. Voici quelques extraits de la transcription :

« Quand j’étais gamin, la catastrophe dont on avait le plus peur était une guerre nucléaire. »

« Si quelque chose tue plus de 10 millions de gens dans les prochaines décennies, ce sera probablement un virus hautement contagieux plutôt qu’une guerre. Pas des missiles, mais des microbes. Une des raisons est que l’on a investi énormément dans la dissuasion nucléaire. Mais on n’a très peu investi dans un système pour arrêter les épidémies. Nous ne sommes pas prêts pour la prochaine épidémie. »

Nous connaissons tous désormais la suite. COVID-19 n’a pas encore tué 10 millions de gens, mais il aurait pu le faire. Et le coût pour éviter une mortalité dans les millions a été un ralentissement inédit des activités humaines dont nous n’avons pas encore commencé à mesurer les conséquences sociales et économiques.

Le 24 mars 2020 Gates a parlé par visio-conférence avec l’administrateur de TED Chris Anderson sur le thème « Comment nous devons répondre à la pandémie de coronavirus » :

Anderson Gates 2020-03-24

Anderson : « Il y a cinq ans, vous étiez sur la scène TED et vous avez donné cet avertissement effrayant que le monde était en danger, à un moment donné, d’une pandémie majeure. Les gens qui regardent ce discours maintenant, leurs cheveux se dressent à l’arrière de leur cou – c’est exactement ce que nous vivons. Que s’est-il passé, les gens ont-ils écouté cet avertissement ? »

Gates : « Fondamentalement, non. […] Le discours était pour dire : nous ne sommes pas prêts pour la prochaine pandémie, mais en fait, il y a des progrès dans la science tels que, si nous mettons des ressources en face, nous pouvons être prêts. Malheureusement, très peu a été fait. »

Peut-être qu’une des conclusions à tirer de l’épisode COVID-19 est qu’il faut écouter Bill Gates.

Dans quelques années, cette période étrange sera derrière nous. Un vaccin sera disponible, l’activité aura repris, et on peut espérer que la coopération mondiale aura permis de mettre en place des mesures bien plus efficaces pour lutter contre la prochaine épidémie. Nous serons tous contents quand ce sera fini.

De Charybde en Scylla 2

« Je serai content quand ce sera fini ». (Raf Schoenmaekers
@komkomdoorn)

Mais le problème du réchauffement climatique sera toujours là. L’accumulation des gaz à effet de serre dans notre atmosphère ne s’est pas arrêté quand nous avons diminué notre activité et elle reviendra rapidement aux niveaux de 2019 « à la rentrée » quand nous retrouverons une vie plus « normale ». Les impacts du changement climatique sur les humains et sur la nature seront d’un autre niveau et dureront bien plus longtemps que le petit souci de COVID-19 que nous vivons actuellement, et les solutions à ce problème demeurent inconnues. Nous tournons en rond.

Alors, que dit Bill Gates sur le climat ?

Il dit deux choses : premièrement, à côté de nos efforts pour obtenir plus d’énergie à partir des technologies dites « renouvelables », il va falloir beaucoup plus d’énergie nucléaire ; et deuxièmement, les technologies d’énergie nucléaire actuellement disponibles sont trop chères :

« Toute l’industrie nucléaire fabrique aujourd’hui un produit trop coûteux et dont la sûreté, même si elle est en fait assez bonne, dépend trop d’opérateurs humains.

Ainsi, l’industrie nucléaire ne survivra que s’il y a une nouvelle génération dont l’économie et la conception en matière de sûreté intrinsèque sont bien meilleures que tout ce qui existe actuellement.

Les réacteurs d’aujourd’hui ne sont pas économiques. Ignorez tout le reste. Donc l’industrie nucléaire va disparaître, et c’est vrai à l’échelle mondiale, à moins qu’il y ait un nouveau design. »

L’ entreprise TerraPower dont Gates est président travaille sur un concept de réacteur à sels fondus appelé MCFR (pour Molten Chloride Fast Reactor). Ce concept, étrangement similaire à celui étudié en France par le CNRS depuis 20 ans, est désormais considéré comme étant prioritaire chez TerraPower.

MCFR Terrapower

Cette fois-ci, Bill Gates sera-t-il écouté ? En tout cas, c’était encourageant de voir le PDG d’EDF Jean-Bernard Levy dans son bureau le 12 janvier 2020 pour une discussion sur les technologies de nucléaire avancé :

Chez EDF, la politique jusqu’ici sur les réacteurs à sels fondus est d’attendre de voir ce qui se passe chez les autres, puis d’acheter la technologie si ça marche. Dans le tableau ci-après ça correspond aux cases numéro 2 ou 4 :

On y va ça marche

Au stade où nous en sommes, personne ne sait si les réacteurs à sels fondus seront un succès commercial, s’ils permettront de répondre aux espoirs d’une énergie nucléaire plus sûre, moins chère que les énergies fossiles, permettant d’accéder aux marchés de la chaleur et des transports, au-delà de celui de l’électricité.

Si la technologie est un flop, la politique française nous positionnera dans la case 4, et tout le monde pourra se féliciter de la prudence collective qui a permis d’économiser les quelques dizaines de millions d’Euros nécessaires au financement d’un avant-projet de recherche et développement.

Mais si ça marche …. ?

Dans ce cas, la France se retrouvera dans la case 2. Et là les choses vont commencer à se compliquer pour ceux qui auront insisté sur une politique d’autruche. Face à une technologie de rupture, le spectre des conséquences s’étend du coût pour acheter la propriété intellectuelle des pays et entreprises qui ont développé la technologie (s’ils souhaitent coopérer avec la France), jusqu’au balayage de la carte de toute l’industrie nucléaire française (3ème du pays), si ses concurrents se montrent moins coopératifs.

Alors ces coûts et conséquences doivent se mettre dans la balance par rapport aux cases 1 ou 3, où l’on utiliserait des ressources et expertises françaises (qui sont d’ailleurs plutôt disponibles suite à l’arrêt du projet ASTRID) pour explorer cette technologie de génération 4 dans le contexte français, tisser des liens avec la communauté internationale et apporter une pierre à l’édifice d’un futur système d’énergie mondial bâti en grande partie sur la fission nucléaire à base de combustibles liquides.

Nous savons que la technologie des réacteurs à sels fondus fonctionne : le programme MSRE au Laboratoire national d’Oak Ridge l’a démontré entre 1965 et 1969. Est-ce vraiment raisonnable de parier sur l’échec de son déploiement à une échelle industrielle ?

Demain soir, Emmanuel Macron s’adressera aux français pour faire un point d’avancement sur la crise du COVID-19, et pour évoquer le sujet délicat de la fin du confinement. Beaucoup de certitudes, de convictions ayant été balayées, certains lui demandent que le « monde d’après » tienne compte davantage des enjeux climatiques. Nous sommes en guerre, et monsieur Macron a une opportunité rêvée de changer la direction du pays en ce qui concerne la production d’énergie.

Que dira-t-il ?

Macron 2020-04-13

Dans cette période de libertés restreintes nous avons toujours le droit, le devoir même, de rêver.

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Architecte !

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En janvier 2014, un article publié sur ce site a prédit que :

Le champion de la deuxième époque nucléaire sera l’Architecte de Système d’Énergie Nucléaire.

Illustrons cette idée – à quoi pourrait ressembler l’un de ces architectes atomiques ?

Architecte ! FR

Cette personne est dynamique et déterminée. Il va de l’avant, motivé par l’envie de satisfaire les besoins d’un client, et par l’énorme potentiel de l’atome pour résoudre le problème urgent du changement climatique.

Il est content parce qu’il a une vision de construire une machine qui sera un progrès pour l’humanité et pour la nature. Il porte des outils qui, utilisés ensemble, lui permettront d’atteindre cette vision.

Son client a besoin d’une technologie de rupture qui produira de l’énergie propre qui est moins chère que le charbon. Notre architecte n’est pas un grand expert de la physique, ni de la chimie, mais il sait comment réunir ces disciplines et d’autres pour illustrer, défendre et développer un concept équilibré de système d’énergie nucléaire, en termes de valeur, coût et temps, qui sera attractif pour les parties prenantes tels que le client et des investisseurs.

Dans sa façon de penser, il a rejeté certaines mythes et croyances de la première époque nucléaire, tel que l’idée que le nucléaire est spécial ou différent des autres industries, ou celle qui consiste à dire que les règles normales du marché ne s’appliquent pas au nucléaire. Il est ouvert à des solutions très différentes de la technologie traditionnelle, comme des réacteurs avec un combustible liquide à base de sels fondus qui lui permettent de profiter pleinement des outils dans ses deux boîtes.

Physique + Chimie > Physique

Ce n’est pas toujours facile pour lui de travailler avec ses collègues physiciens et chimistes. Les disciplines scientifiques sont surtout concernées par la recherche de propositions pour la création de valeur (pour un physicien de réacteur, le coût et le temps ne sont tout simplement pas son problème…). Mais comme c’est lui qui décide, il arrive à les sortir de leur monde dominé par la certitude de la connaissance scientifique, pour les emmener vers le monde de l’architecte, plongé dans le doute permanent du meilleur compromis entre valeur, coût et temps.

 

Le secteur de l’énergie nucléaire a un problème de gouvernance. Impressionnés par la neutronique, les politiques ont donné aux physiciens le pouvoir de décider quel concept développer. Des architectes seraient mieux placés pour défendre les intérêts des parties prenantes.

On a commencé par une prédiction – terminons par une autre :

La deuxième époque nucléaire débutera lorsque les politiciens transféreront le pouvoir des physiciens aux architectes.

Espérons que ce passage de pouvoir se passera dans de bonnes conditions.

 

Illustration : Alexia Laurie

UK flag Une version de cet article en anglais est disponible ici.

Un tabouret à trois pieds

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Toute évolution technologique est précédée par un changement philosophique. C’est quand on arrive à penser différemment, quand on challenge sa culture, ses croyances et valeurs, qu’on peut repartir sur une voie différente.

Vu de l’extérieur, dans la culture de ceux qui soutiennent la fission nucléaire, il semble y avoir quelques croyances curieuses :

  • Le nucléaire est spécial, différent.
  • Les règles normales du marché ne s’appliquent pas au nucléaire.
  • On utilise le nucléaire uniquement pour produire de l’électricité.
  • Le nucléaire est une affaire d’État, de gouvernements
  • La physique est plus importante que la chimie.
  • La technologie est plus importante que les humains.
  • La valeur est plus importante que le coût et le temps.

Commençons par regarder la dernière sur la liste.

Dans le transfert de technologie, entre l’émergence d’une idée et sa commercialisation, différentes voies sont imaginées, explorées et évaluées selon trois critères : la valeur, le coût et le temps. Comme un tabouret à trois pieds, les idées de produits et services avec une proposition équilibrée entre ces critères sont attractives pour les investisseurs, les clients et le public, pour le développement d’un marché.

Tabouret 3 pieds

La découverte de la fission nucléaire a ouvert une nouvelle proposition de valeur pour l’humanité dans la production d’énergie : à masse égale, elle produit environ un million de fois plus d’énergie que la combustion. Et elle peut produire ces quantités massives d’énergie, de façon fiable et pilotable, sans émettre dans l’environnement des polluants comme le dioxyde de carbone. Très concentrée sur la maîtrise scientifique et industrielle de cette proposition de valeur, la communauté nucléaire a développé une culture où le coût et le temps sont des inconvénients à traiter plus tard.

Au début, cette stratégie a bien fonctionné. Même si une machine capable d’entretenir une réaction en chaîne était plus chère et plus longue à concevoir et construire qu’une centrale électrique à charbon ou à gaz, la valeur et les économies d’échelle offertes par des réacteurs de plus en plus puissants couvraient largement les écarts de coût et de temps. Le nucléaire était capable de tenir ses promesses et attirer des grands investissements.

Mais le marché de l’énergie a changé. L’industrie fossile, avec peu de propositions pour augmenter sa valeur, s’est concentrée sur la réduction de ses coûts – avec par exemple le développement de la fracturation hydraulique pour extraire du gaz naturel. Un lobby intense a attaqué tous les aspects de l’énergie nucléaire : réglementation, image du public, délais de construction, sécurité, peur de la radioactivité… La férocité et la constance de ces attaques sont impressionnantes, mais au lieu de se défendre contre la dégradation de ses performances en coût et en temps, la communauté nucléaire a répondu en proposant toujours plus de valeur : plus de puissance, plus de sûreté, une meilleure gestion du cycle de combustible, moins de risque, maîtrise de la fiabilité… Au point où la complexité de la technologie et des projets est telle que le bon équilibre entre valeur, coût et temps a été perdu, et l’offre de l’industrie pour la construction de nouvelles centrales nucléaires n’est plus en mesure de tenir ses promesses :

Tabouret bancal

Dans la lutte contre le réchauffement climatique, le monde a besoin de l’énergie de la fission nucléaire. Mais laquelle ? Il y a des dizaines de concepts possibles pour une centrale nucléaire, chacun avec ses avantages et inconvénients.

Le marché veut accéder à la valeur de l’énergie nucléaire avec moins de coût, et plus vite. La survie de l’énergie nucléaire dépendra de la capacité de la communauté de personnes qui se soucient de sa proposition de valeur à changer leurs croyances dans l’évaluation des nouveaux concepts.

On commence à voir ce changement de paradigme dans les entreprises de nucléaire avancé, qui ont compris l’importance primordiale du temps. La recherche d’innovations modulaires est une tentative d’en finir avec l’idée qu’il faut dix ans pour construire une centrale nucléaire. Aussi, certains concepts avec un potentiel important de réduction de coût, comme les réacteurs à sels fondus, n’ont pas encore été déployés à une échelle industrielle, et il est essentiel de présenter aux investisseurs un chemin vers la commercialisation crédible, rapide et avec le moins de risque possible. Pour éviter de longs programmes de recherche, il faut être prêt à utiliser des composants, des procédés et des matériaux déjà éprouvés, donc de faire des compromis difficiles sur la proposition de valeur, et parfois sur le coût.

Dans une conférence à Paris le 28 septembre 2017, le président de la Société Nucléaire Américaine (ANS) Robert Coward a dit que le but pour le nucléaire avancé était d’offrir « la moitié du coût, deux fois plus vite ». Si la communauté nucléaire peut changer ses croyances et sa façon de penser, si elle peut mettre toutes ses forces derrière des concepts équilibrés en termes de valeur, coût et temps, le marché réserve un avenir brillant pour cette énergie, pour l’environnement et pour l’humanité.

UK flag Cliquez ici pour la version anglaise de cet article.

Illustration : Alexia Laurie (compte Instagram – drawings_by_giraffs)

Arrêtez de concevoir des réacteurs !

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Leó Szilárd était physicien. Le 12 septembre 1933, il a eu une idée remarquable : la réaction en chaîne nucléaire. Enrico Fermi était physicien aussi. Il a dirigé une équipe qui a conçu et construit le premier réacteur nucléaire dont la criticité a été atteinte le 2 décembre 1942. Les accomplissements intellectuels stupéfiants de ces hommes et de beaucoup d’autres physiciens ont fait entrer l’humanité dans l’ère nucléaire.Equipe Chicago Pile 1

Le projet Manhattan a jeté les bases de la philosophie de conception pour la première époque de cette ère nucléaire. Les physiciens ont élaboré et prouvé mathématiquement la nouvelle science fascinante de la neutronique, et ainsi ils devinrent les concepteurs des premières bombes nucléaires. Une armée de personnes d’autres disciplines scientifiques et techniques a travaillé pour fournir les matériaux pour les construire; les bombes ont fonctionné, et la Seconde Guerre mondiale a pris fin. Les physiciens étaient des héros.

Cette philosophie de conception ‘gagnante’ a ensuite été appliquée à l’utilisation pacifique de la fission nucléaire pour la production d’énergie. Les physiciens allaient concevoir le réacteur; les autres métiers allaient concevoir un système d’énergie nucléaire autour de ce réacteur.

Dans la première époque nucléaire, la fission, c’est la physique.

Le champion de la première époque nucléaire est le Physicien de Réacteur.

Le système d’énergie nucléaire comprend toutes les activités, l’équipement, les métiers et les ressources associés à la production d’énergie nucléaire. Par exemple : l’extraction, le broyage, le transport, l’enrichissement, la fabrication du combustible, la fabrication des installations, l’irradiation, la conversion d’énergie, l’entretien, le retraitement, l’isolement géologique, soit tout ce qui se passe entre le moment où le combustible est déterré et le moment où les déchets n’ont plus de radioactivité significative.

Le système d'énergie nucléaire français

On pensait que la densité d’énergie énorme de l’uranium – environ 1 million de fois supérieure à celle des combustibles fossiles – serait suffisante pour assurer que l’énergie nucléaire devienne le principal moyen de production d’énergie sous quelques décennies, même si le concept de réacteur qui a été choisi pour le déploiement a donné lieu à un système d’énergie qui n’était pas en fait très efficace, ou sûr, ou propre, ou durable, ou bon marché …

Dans de nombreux pays, les systèmes d’énergie nucléaire ont été imposés à la population par les gouvernements. L’énergie électrique générée a apporté d’énormes avantages, mais les critiques publiques ont été largement ignorées, la communication a été très mauvaise, et la méfiance a grandi, alimentée par les groupes environnementaux et les lobbies des combustibles fossiles.

Démonstration anti-nucléaire

Aujourd’hui, 435 centrales nucléaires fournissent environ 11% de l’électricité mondiale, mais les progrès ont décroché à un moment où, plus que jamais, le monde a besoin d’énergie abondante sans émission de gaz à effet de serre.

L’échec de la première époque nucléaire est sa philosophie de conception.

Dans un monde qui est largement, et de plus en plus, démocratique et axé sur le marché, se préoccuper d’abord de la technologie et seulement ensuite des besoins clients est une stratégie défectueuse. Les gens veulent consommer une énergie qui est fiable, bon marché, sûre, durable et propre. Il est essentiel de commencer par une compréhension profonde et fondamentale de ces besoins clients avant même de commencer à réfléchir à la façon d’y répondre.

Depuis plus de 60 ans, nous concevons la mauvaise chose. Pour entrer dans la deuxième époque de l’ère nucléaire, un changement de paradigme est nécessaire. Nous devons arrêter de concevoir des réacteurs, et réfléchir en premier lieu à la conception du système d’énergie nucléaire dans son ensemble. Evidemment, ces systèmes auront un réacteur nucléaire en tant que composant très important. Mais la preuve d’améliorations importantes dans tous les domaines des besoins clients est un prérequis à la conception détaillée du réacteur. Agir différemment est un gaspillage de ressources scientifiques et techniques.

La récente conférence internationale ThEC13 sur l’énergie du thorium au CERN à Genève a examiné trois approches pour extraire l’énergie du thorium :

Systèmes pour extraire l'énergie du thoriumConcernant les systèmes pilotés par accélérateur, on a longuement discuté des avantages potentiels de la conception de réacteurs plus sûrs, durables et propres. Mais en choisissant d’ignorer le coût et la fiabilité, les physiciens qui travaillent sur ces concepts de réacteurs semblent perpétuer les échecs de la première époque nucléaire.

Dans un système d’énergie nucléaire, de nombreux métiers différents sont impliqués. La conception d’un système efficace nécessite donc une approche multidisciplinaire. D’importantes synergies sont possibles grâce à une étroite collaboration entre experts.

Dans la deuxième époque nucléaire, la fission sera repositionnée à l’interface entre la physique et la chimie.

Le champion de la deuxième époque nucléaire sera l’Architecte de Système d’Énergie Nucléaire.

Fission interface physique chimie

Ce message sera sans doute peu apprécié par les physiciens, dont les contributions ont, après tout, été au cœur de progrès énormes pour l’humanité dans la première époque nucléaire. Mais au XXIème siècle, la lutte contre le changement climatique et la pauvreté énergétique pourrait bien dépendre de la volonté de la communauté des physiciens de partager la fission nucléaire avec d’autres métiers.

Images : Wikipédia, EDF

UK flag Une version de cet article en anglais est disponible ici.

Bienvenue à tous !

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Bienvenue sur ce blog qui a pour but de promouvoir le thorium comme énergie du futur et comme solution aux problèmes énergétiques de notre planète.

Les réacteurs nucléaires à sels fondus permettront de libérer l’énergie du thorium et de la convertir en électricité, chaleur, ou carburants liquides, avec un cycle de vie maîtrisé.

Ce site doit permettre de centraliser la veille technologique, promotion, éducation, veille politique et communication en français autour de cette fission liquide, pour préparer la conduite de changement nécessaire à son déploiement en France et dans les pays francophones.

Vos commentaires et suggestions sont toujours les bienvenus.