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La voiture nucléaire

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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 »

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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 ?

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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

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« 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 ?

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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 !

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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« .

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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 !

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

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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.

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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.

Le CNRS lance un projet sur l’exploitation du thorium

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Qui veut étudier le thorium ?

Le CNRS, AREVA et le CEA lancent un appel à projets autour de trois axes :

1 : Géologie de l’Uranium et du Thorium (Source – Transport – Dépôt – Préservation)

2 : Traitement des minerais d’uranium et de thorium

3 : Acteurs et marchés des matériaux fissiles

Ceux qui s’y intéressent ont jusqu’au 6 juillet 2012 à minuit pour déposer leur candidature !

Quelle place pour l’énergie du thorium dans le ministère de Delphine Batho ?

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Le gouvernement Ayrault de François Hollande se stabilise, avec la nomination jeudi de Delphine Batho au Ministère de l’Écologie, du Développement durable et de l’Énergie.

Après avoir tenu les commandes depuis début mai, Nicole Bricq passe à sa collègue tous les dossiers sur l’énergie et l’environnement, y compris la responsabilité de définir la politique énergétique de la France.

Nicole Bricq et Delphine Batho

Nicole Bricq (à gauche) passe à Delphine Batho la responsabilité de définir la politique énergétique de la France

 

Energie du Thorium souhaite la bienvenue à Mme Batho. Saura-t-elle saisir les opportunités importantes offertes par le cycle de combustible au thorium ? Sera-t-elle prète à accélérer les recherches françaises dans les réacteurs à sels fondus, de sorte que la France devient un leader mondial dans le déploiement de cette technologie ? Saura-t-elle prendre du recul face au lobby des entreprises nucléaires françaises ?

Le temps nous dira…

Au Royaume-Uni, le débat sur le thorium entre au parlement

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Les britanniques commencent à s’intéresser à l’énergie du thorium. Sous l’impulsion de la Weinberg Foundation, il s’est tenu en avril au palais de Westminster une première commission inter-parlementaire (All Party Parliamentary Group – APPG) sur ce thème, avec comme sujet :

Y a-t-il un futur amélioré, plus sûr pour l’énergie nucléaire ?

Avec des présentations du Prof. Jim Al-Khalili OBE (University of Surrey, Dept. of Physics,), Prof. Robert Cywinski (University of Huddersfield, Dean of Applied Sciences), Prof. Robin Grimes (Imperial College London, Dept. of Physics), et de Rob Arnold (Conseiller scientifique, DECC – Department of Energy and Climate Change).

Dans une présentation équilibrée et construite avec soin, avec le titre : Le nucléaire du futur et l’énergie au Royaume-Uni – le thorium peut-il jouer un rôle?, Rob Arnold du DECC a décrit, avec un détail impressionnant, les avantages et inconvénients du thorium. Une interpretation de sa réponse à la question qu’il a posé serait : “oui, mais, et bien … peut-être.”

Les passionés du thorium peuvent se réjouir : on n’a pas entendu « non. » !

M. Arnold a dit que le thorium, “pouvait apporter plusieurs avantages,” y compris  “une surgénération de combustible en cycle fermé potentiellement plus efficace, une radiotoxicité à long terme des déchets potentiellement moins importante, et une matrice pour l’isolation géologique des déchets potentiellement plus stable. » L’étendu de ces bénéfices serait dépendant du type de réacteur à thorium déployé.

M. Arnold fait bien son travail. Il fait partie d’un groupe DECC qui évalue le thorium, et l’évaluation est, pour l’instant, sans conclusion. Pour lui, le thorium fait partie d’une approche « voie ouverte ».

Source : article smartplanet de Mark Halper

Rob Arnold du DECC présente la position du gouvernement britannique sur l’énergie du thorium

En mai, le gouvernement britannique a publié un projet de loi qui cherche, entre autres, à encourager l’investissement dans le « nouveau nucléaire ».