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INTRODUCTION L’énergie nucléaire utilise un métal radioactif, l’uranium, pour produire de l’électricité, le tout au sein de centrales nucléaires. Comment produit-on de l’énergie nucléaire ? Quels en sont les avantages et inconvénients ? I- Qu’est-ce que l’énergie nucléaire ? L’énergie nucléaire, également appelée énergie atomique, est un type d’énergie, à différencier des énergies fossiles et renouvelables. Elle est produite à partir d’un combustible, l’uranium. Ce métal radioactif est contenu dans le sous-sol de la terre. L’énergie nucléaire permet de produire de l’électricité au sein des centrales nucléaires. En effet, la chaleur dégagée par la fission des atomes d’uranium transforme l’eau en vapeur. Celle est utilisée pour mettre en mouvement des turbines, elles-mêmes reliées à des alternateurs qui produisent ainsi de l’électricité. L’énergie nucléaire est principalement utilisée pour produire de l’électricité, mais elle peut également être utilisée dans les secteurs sanitaires, militaires, environnementaux… II- Fonctionnement de l’énergie nucléaire La production d’énergie nucléaire passe par 3 grandes étapes : l’extraction de l’uranium, la production en centrale nucléaire et le traitement des déchets radioactifs. 1- L’extraction de l’uranium Le minerai d’uranium se trouve dans les mines d’uranium, bien souvent dans le sous-sol terrestre. Il est donc nécessaire de procéder à une phase d’extraction. Avant d’être envoyé en centrale nucléaire, l’uranium doit également être transformé pour être exploitable. Après purification, l’uranium s’apparente à une poudre concentrée, communément appelée « yellowcake ». 2- La production d’électricité en centrale nucléaire Une fois acheminé en centrale nucléaire, ce concentré d’uranium est enfermé dans un réacteur nucléaire. Celui-ci provoque la fission des atomes d’uranium, processus qui dégage de la chaleur puis de la vapeur. Cette dernière fait tourner une turbine, qui produit alors de l’électricité. 3- Les déchets radioactifs Une fois l’uranium utilisé, il reste une matière, qui ne peut plus servir à alimenter les réacteurs mais qui demeure radioactive. Il s’agit d’un déchet nucléaire, qui est envoyé dans une usine de traitement, où il est trié selon son degré de radioactivité. Ensuite, les déchets nucléaires sont stockés ou enterrés profondément. III- Le principe de la réaction nucléaire La réaction nucléaire est une transformation de masse en énergie qui est à l’œuvre dans la fission et la fusion nucléaires. Dans les faits, il s’agit d’une réaction dans laquelle un noyau interagit avec une particule et subit un réarrangement plus stable. Une réaction provoque une libération très importante d’énergie. 1- Fission nucléaire Quand un neutron percute le noyau d’un isotope lourd, il arrive que le noyau percuté se divise en deux noyaux plus petits. Cela s’appelle la fission nucléaire, et provoque un dégagement d’énergie extrêmement important, de l’ordre de 200MeV par événement. Une fission provoque aussi une émission d’autres neutrons qui viennent à leur tour percuter des noyaux et ainsi enclencher une réaction en chaîne. Dans un réacteur nucléaire, une telle fission est réalisée dans des conditions stables, lentes et contrôlées ; contrairement aux bombes atomiques, où la réaction est démultipliée si vite qu’elle génère une explosion. D’après le CEA, l’énergie produite par un kilo d’uranium naturel dans un réacteur nucléaire équivaut à l’énergie produite par 10 tonnes équivalent pétrole (TEP). 2- Fusion nucléaire La fusion nucléaire correspond à une réaction dans laquelle deux noyaux s’assemblent pour former un noyau plus lourd. Par exemple, un noyau de deutérium et un noyau de tritium s’associent pour former un noyau d’hélium plus un neutron. La fusion de noyaux légers provoque aussi un dégagement d’une forte quantité d’énergie, bien plus importante encore que la répulsion électrostatique. La fusion nucléaire n’a lieu qu’à des températures très élevées (des dizaines de millions de degrés), dans laquelle la matière est à l’état de plasma. De telles conditions sont réunies dans les étoiles, dans les explosions thermonucléaires et dans les réacteurs nucléaires expérimentaux. Pour le moment, aucune installation ne permet de produire l’énergie nucléaire par contrôle de fusion. Mais en 2020, le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER) a commencé à être assemblé à Saint-Paul-lès-Durance (Bouches-du-Rhône) pour un usage civil. Les premiers essais devraient avoir lieu en 2025. IV- Quel est le coût de l’énergie nucléaire ? 1- Investissements et production d’énergie nucléaire Quand on compare le nucléaire à d’autres sources d’énergie, on peut en conclure qu’il nécessite des investissements coûteux. Cependant, le prix de son exploitation est relativement faible par kilowattheure produit. C’est pour cela qu’un plan de développement de l’énergie nucléaire civile ne peut se concevoir que dans le cadre d’une politique à long- terme. Le coût et la rentabilité se calculent donc en fonction de la durée d’exploitation mais aussi de leur potentielle reconduction et des technologies proposées. La part du combustible, le minerai d’uranium, est très faible dans le coût global de la production d’énergie nucléaire. Il existe actuellement un partenariat entre la Chine et les Etats- Unis pour développer un réacteur nucléaire à sels fondus, une technologie qui permettrait de produire du nucléaire au prix du charbon. V- Les différents types et usages de l’énergie nucléaire 1- Les differents types Les différents types de réacteurs nucléaires  Réacteur à eau pressurisée (ou REP) L'eau sous pression (donc à l'état liquide) est à la fois le caloporteur et le modérateur. ...  Réacteur à eau bouillante (ou REB) ...  Réacteur à eau lourde. ...  Réacteur à neutrons rapides (ou RNR) ...  Réacteur caloporteur gaz (RCG) 2- Les différents usages La production d’énergie nucléaire sert principalement à des applications dans deux ou trois domaines majeurs :  La production d’électricité dans les centrales nucléaires ;  La propulsion navale des flottes militaires et civiles ;  La propulsion spatiale (envisagée mais pas encore possible). a- L’énergie des centrales nucléaires Dans le monde, il existe aujourd’hui plus de 440 réacteurs nucléaires, dans différents pays. Leur puissance totale est de 390 220MW, répartis comme ceci :  Etats-Unis (24,9%) ;  France (16%) ;  Chine (11,7%) ;  Japon (8,1%) ;  Russie (7,3%) ;  Corée du Sud (5,9%). Actuellement, plus de 50 nouveaux réacteurs nucléaires sont en construction à l’échelle de la planète, dont la majeure partie en Chine, aux Emirats arabes unis, en Inde, en Russie et au Royaume-Uni. L’énergie nucléaire est en pleine expansion : alors qu’elle ne représentait que 3,3% de la production d’électricité en 1973, elle a atteint 10,3% de cette part en 2017. La France est le pays dont l’électricité provient le plus du nucléaire (70%), devant la Slovaquie (54%), l’Ukraine, la Hongrie et la Belgique. La Commission européenne, dans son programme de décarbonations à horizon 2050 prévoit un développement accru de l’énergie nucléaire. b- L’énergie nucléaire dans la propulsion navale Certains bâtiments navals utilisent des réacteurs nucléaires. Un fluide caloporteur est chauffé à très haute température pour produire une vapeur d’eau, qui sert à actionner les turbines couplées aux hélices de propulsion et les turbines couplées à des alternateurs qui alimentent tout le navire en énergie électrique. Aujourd’hui, environ 400 bâtiments fonctionnent grâce à l’énergie nucléaire, en particulier à usage militaire : sous- marins, porte-avions, croiseurs… et à usage civil, comme les brise-glaces. Dans les années 1970 se sont développés des cargos nucléaires, qui ont par la suite été abandonnés pour leur absence de rentabilité. Les avantages de l’énergie nucléaire pour un usage militaire sont nombreux : l’autonomie (plus de besoins de ravitaillements), une propulsion indépendante de l’atmosphère (pas besoin de remonter en surface pour alimenter le diesel en oxygène) et le maintien de fortes vitesses en plongée. c- L’énergie nucléaire dans la propulsion spatiale L’utilisation de l’énergie nucléaire pour la propulsion spatiale est aujourd’hui envisagée, mais jamais encore effective. Son avantage serait de produire une poussée constante pendant tout le trajet dans l’espace. En effet, les engins actuels ne peuvent produire qu’une poussée initiale avec des ajustements de trajectoire car la contenance des réservoirs est trop faible. Le gouvernement américain a donné une enveloppe de 125 millions de dollars à la NASA pour concevoir une fusée qui serait propulsée grâce à un réacteur nucléaire. Celui-ci chaufferait un fluide à très haute température qui serait éjecté à l’arrière du moteur afin de créer la pousser permettant de faire décoller la fusée. La mission lunaire de 2024 et l’objectif Mars de 2033 espèrent pouvoir profiter de cette technologie qui réduirait fortement les temps de trajet. VI- Avantages et inconvénients de l’énergie nucléaire L’énergie nucléaire présente des avantages certains :  Elle ne rejette pas de CO2, mais de la vapeur d’eau ;  Elle est disponible tout l’année ;  Elle n’est pas chère à produire et permet de produire dans de grandes quantités ;  Les installations nécessaires à sa production ont une durée de vie assez longue, de 40 ans environ. Pour autant, le nucléaire engendre aussi des problèmes. Parmi les inconvénients les plus souvent cités, on trouve celui de la gestion des déchets nucléaires. Encore radioactifs, ceux-ci sont nocifs pour la santé. Pareillement, en cas d’accident, les conséquences sur la santé peuvent être graves, comme l’a montré l’exemple de la centrale nucléaire de Tchernobyl, ou plus récemment à Fukushima (2011). Autres inconvénients :  Les coûts d’installation, d’entretien et de démantèlement lorsque uploads/Finance/ expose-nucleaire.pdf