L’objectif de ThEC13 est de passer en revue les technologies de l’énergie du thorium, du R&D jusqu’aux développements industriels. La conférence couvrira l’amont et l’aval du cycle de combustible au thorium, l’utilisation du thorium dans les réacteurs critiques ainsi que les systèmes sous-critiques avec accélérateur, avec un accent particulier sur les développements dans les accélérateurs et la destruction des déchets nucléaires.
Suite au succès des conférences précédentes ThEC10 (Royaume-Uni), ThEC11 (Etats-Unis) et ThEC12 (Chine), iThEC souhaite rassembler les acteurs régionaux dans le développement des systèmes de l’énergie du thorium, pour faire le point sur les activités et promouvoir la coopération.
L’enregistrement est ouvert entre le 12 février et le 27 septembre 2013.
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 ».
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.
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.
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.
Daniel Heuer : « Le MSFR est un mange-tout »
Il est bon de parler. Continuons ce débat, en toute transparence. Le public en est demandeur.
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 ?
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.
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. »
Nos voitures seront-elles bientôt propulsées par l’énergie nucléaire, comme celles-ci ?
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 !
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.
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 ?
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.
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.
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.
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.
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 » !
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.
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.
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 !
La conférence sera organisée par le « international Thorium Energy Committee (iThEC)« , récemment créé à Genève, en partenariat avec iThEO.
Texte : traduit du site indico.cern.ch
Fission Liquide 