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Énergie nucléaire

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L’énergie nucléaire, parfois appelée énergie atomique, est l’énergie libérée lors des réactions de fission nucléaire des noyaux atomiques au sein d'un réacteur nucléaire ou lors d'une explosion atomique.

Dans les réacteurs électronucléaires actuels, une forte énergie sous forme de chaleur est libérée par la fission de noyaux lourds. L’énergie thermique dégagée par les réactions de fission nucléaire est transformée en électricité. En 2017 il existe 446 réacteurs nucléaires opérationnels dans le monde, et 61 réacteurs en construction.[1]

Les dates marquantes

  • 17 décembre 1938 : le phénomène de la fission nucléaire est découvert par Otto Hahn et son jeune assistant Fritz Strassmann ; ce sera considéré comme l'acte de naissance de l'énergie nucléaire
  • 1942-1946 : les États-Unis mènent le "projet Manhattan", projet de recherche conduisant à la production de la première bombe atomique durant la Seconde Guerre mondiale
  • 6 août et 9 août 1945 : bombardements atomiques d'Hiroshima et Nagasaki, causant de 155000 à 250000 morts et la capitulation du Japon, annoncée le 15 août 1945 par l'empereur Hirohito
  • 25 décembre 1946 : démarrage à Moscou du premier réacteur nucléaire, le F-1, arrêté en 2012 ; longtemps utilisé pour l'étalonnage et la formation, il a été transformé en musée en 2016
  • 20 décembre 1951 : mise en service de la première centrale nucléaire du monde (l'Experimental Breeder Reactor I), construite au laboratoire national de l'Idaho aux États-Unis
  • 1 novembre 1952 : la première bombe H américaine, Ivy Mike, explose sur l'atoll de Eniwetok (près de l'atoll de Bikini, dans l'océan Pacifique)
  • 7 janvier 1953 : le président Harry S. Truman révèle que les États-Unis possèdent la bombe à hydrogène
  • 2 août 1953 : premier essai soviétique d’une bombe à hydrogène, bombe A à fission dopée ("RDS-6")
  • 21 janvier 1954 : lancement aux États-Unis de l'USS Nautilus, premier sous-marin nucléaire d'attaque et premier navire à propulsion nucléaire de l'histoire
  • 27 juin 1954 : l’URSS est le premier pays à produire de l’énergie nucléaire en ouvrant la centrale nucléaire d'Obninsk (la première centrale française, située à Marcoule, démarre en 1956)
  • 9 juin 1959 : lancement de l'USS George Washington, premier sous-marin à propulsion nucléaire à emporter des missiles mer-sol balistiques stratégiques à charge nucléaire
  • 13 février 1960 : premier essai nucléaire français à Reggane dans le désert de Tanezrouft en Algérie (nom de code Gerboise bleue)
  • 30 octobre 1961 : l'URSS fait exploser dans l'Arctique russe la « Tsar Bomba » (Царь-бомба), bombe à hydrogène de 57 mégatonnes, l'arme de destruction massive la plus énergétique jamais utilisée
  • 16 octobre 1962 - 28 octobre 1962 : la crise des missiles de Cuba oppose les États-Unis et l'Union soviétique, menant les deux blocs au bord de la guerre nucléaire
  • 21 janvier 1969 : accident nucléaire à la centrale nucléaire expérimentale de Lucens (CNEL) en Suisse, fusion partielle du cœur du réacteur (pas de danger pour la population ; la centrale sera ensuite démantelée)
  • 18 mai 1972 : entrée en vigueur du traité de désarmement sur le fond des mers et des océans, qui interdit de placer des armes nucléaires et d'autres armes de destruction massive sur le fond des mers et des océans ainsi que dans leur sous-sol
  • 28 mars 1979 : accident de la centrale nucléaire de Three Mile Island : un dysfonctionnement du système de refroidissement provoque une fusion partielle en bas du cœur du réacteur
  • 3 juin 1980 : fausse alerte d'attaque nucléaire suite à une défaillance de processeur (le NORAD annonce que plus de 2200 missiles soviétiques se dirigent vers les États-Unis)
  • 19 septembre 1980 : explosion d'un missile balistique Titan à Damascus (Arkansas) suite à une fuite de carburant (un mort, et destruction du complexe de lancement)
  • 26 septembre 1983 : fausse alerte nucléaire en URSS (causée par le logiciel embarqué par les satellites soviétiques), qui aurait pu déclencher une guerre nucléaire entre l'URSS et les États-Unis
  • 26 avril 1986 : début de la catastrophe nucléaire de Tchernobyl (Ukraine)
  • 8 décembre 1987 : signature à Washington du Traité sur les forces nucléaires à portée intermédiaire ("traité INF"), qui élimine tous les missiles de croisière et missiles balistiques
  • 25 janvier 1995 : fausse alerte nucléaire en Russie après le lancement d'une fusée-sonde Black Brant XII à partir de la base de lancement d'Andøya en Norvège (la fusée-sonde est confondue avec un missile à têtes nucléaires, seule l'hésitation du président Eltsine évite la catastrophe)
  • 29 janvier 1996 : le président Jacques Chirac annonce l'arrêt définitif des essais nucléaires français
  • 8 avril 2010 : Dmitri Medvedev et Barack Obama signent un nouveau traité START (New Start : New Strategic Arms Reduction Treaty), qui concerne le désarmement nucléaire de la Fédération de Russie et des États-Unis ; ce traité entre en vigueur le 5 février 2011 pour une durée de dix ans
  • 11 mars 2011 : un séisme de magnitude 9,0 sur l'échelle de Richter a lieu au Japon ; il provoque un tsunami qui s'abat sur les côtes de l'Asie orientale et un grave accident nucléaire à la centrale de Fukushima ; cet accident conduira de nombreux pays à se détourner de l'énergie nucléaire
  • 14 juillet 2015 : signature de l'accord de Vienne sur le nucléaire iranien ; par cet accord de non-prolifération nucléaire, Barack Obama veut empêcher l’Iran d'arriver au seuil de production d’une bombe atomique ; les États-Unis se retirent unilatéralement de l'accord le 8 mai 2018 et rétablissent des sanctions contre l'Iran
  • 13 janvier 2018 : fausse alerte nucléaire à Hawaï, un exercice aérien est confondu avec une attaque par missile balistique
  • 1 mars 2018 : dans son discours d'adresse à la nation, Vladimir Poutine dévoile de nouvelles armes nucléaires "invincibles", notamment un missile de croisière à propulsion nucléaire à portée illimitée se déplaçant à plus de 20 fois la vitesse du son
  • 2 août 2019 : les États-Unis se retirent officiellement du Traité sur les forces nucléaires à portée intermédiaire ("traité INF") signé le 8 décembre 1987

L'atome et la radioactivité

L'histoire de l'atome remonte jusqu'à l'époque de l'atomos (que l'on ne peut diviser), concept hypothétique que l'on doit au philosophe grec Démocrite. Celui-ci, élève de Leucippe, contribua de façon significative à la théorie atomiste selon laquelle l'univers est constitué d'atomes et de vide. Cette théorie resta dans l'ombre d'une autre théorie de la matière, celle d'Aristote et les quatre qualités élémentaires (le feu, l'air, l'eau et la terre), ceci jusqu'au XIXe siècle.

La redécouverte de la théorie des atomes fut faite par le physicien et chimiste anglais John Dalton. Dalton s'intéressant aux observations météorologiques ainsi que les propriétés physiques de l'air atmosphérique et des autres gaz, se posa la question suivante : pourquoi les constituants de l'air (azote, oxygène, CO2 et vapeur d'eau) ne se séparent-ils pas par ordre de densité, et pourquoi ce mélange de gaz reste-t-il constamment homogène ? En 1808 il démontre que deux gaz quelconques se combinent toujours dans des proportions de poids simples. Ainsi 1 g d'hydrogène réagit avec 8 g de dioxygène pour former 9 g d'eau. Les résultats s'expliquent si l'on suppose que la matière est constituée des petites particules indivisibles déjà imaginées par Leucippe et son disciple Démocrite.

C'est au physicien danois Niels Bohr que nous devons la description moderne de la structure de l’atome, avec le modèle de Bohr, qui évolua ensuite à mesure des avancées en physique quantique.

La radioactivité est l’émission de rayonnement par des atomes fusionnant ou se désintégrant. Lorsqu'elle est spontanée, on parle de radioactivité naturelle, si elle est provoquée par une réaction nucléaire, on parle de radioactivité artificielle ou induite. La radioactivité est omniprésente dans l’univers et sur Terre, la fusion ou la désintégration d’atomes instables étant des phénomènes courants de la matière. [2]

Suite à la découverte des rayons X par le physicien allemand Wilhelm Röntgen en 1895, Henri Poincaré, en 1896, présente les clichés réalisés par Röntgen devant ses collègues de l’Académie des sciences. Les rayonnements très pénétrants sont capables de traverser l'air, le verre, le papier et le bois. Poincaré rédige un article où il explique que c'est le verre qui émet les rayons Röntgen et il les émet en devenant fluorescent. Le physicien français Henri Becquerel, suivant les suggestions de Poincaré, cherche à approfondir les observations de Röntgen. Pour vérifier son hypothèse, il souhaite découvrir si les phénomènes de phosphorescence et de fluorescence de l’uranium sont de même nature que les rayons X. A l'aide des observations exprimées par Poincaré sur la phosphorescence, Becquerel élabore son expérience : pour qu'un corps devienne luminescent, on doit l'exposer à la lumière, les sels d'uranium possèdent des propriétés de luminescence extraordinaires, il utilise donc les sels d’uranium qu’il expose au soleil sur une plaque photographique enveloppée de carton noir pour la protéger de la lumière. Il constate que les plaques ont été impressionnées à travers le carton, et déduit que les sels d'uranium émettent effectivement des rayons X pendant leur fluorescence.

Une semaine plus tard, voulant répéter la même expérience, ce jour-là à Paris le soleil est intermittent, il décide de remettre son expérience à plus tard. Il range les plaques photographiques et sels d’uranium dans un tiroir. Le soleil ne s’étant pas montré de nouveau les jours suivants, il décide de développer les plaques qui sont restées dans l’obscurité du tiroir. A sa grande stupéfaction, il découvre alors qu’elles ont été fortement impressionnées dans le noir. Cette impression est donc indépendante de la fluorescence de l’uranium ; le sel d’uranium émet spontanément des rayons pénétrants, qu’il ait ou non été exposé à la lumière du soleil. Il découvre les rayons uraniques.

Les rayons uraniques de Becquerel seront un sujet de thèse de doctorat pour Marie Skłodowska-Curie qui effectue des expériences à l'aide d'un électromètre à quartz piézoélectrique mis au point par son mari, Pierre Curie. Marie analyse la conductibilité de l'air sous l'influence des rayons de l'uranium, et si des corps autres que les composés de l'uranium étaient susceptibles de rendre l'air conducteur de l'électricité. Elle découvre que l'uranium n'est pas un cas isolé, et que d'autres composés comme le thorium sont beaucoup plus actifs. Le polonium et le radium sont deux autres éléments découverts par Curie. Elle nomme le rayonnement issu de ces minéraux la « radioactivité ».

Depuis la découverte de la radioactivité artificielle en 1934 par Irène et Frédéric Joliot-Curie, il a été établi que la radioactivité est une propriété générale de la matière depuis l'origine de l'univers.

Inconvénients du nucléaire

Les déchets radioactifs

De nombreux secteurs d'activités, liés directement ou indirectement à l'industrie nucléaire, engendrent des déchets nucléaires. Ce ne sont pas des déchets ordinaires et doivent être gérés de manière spécifique en fonction de leur niveau de radioactivité et de leur durée de vie. Afin de prévenir toute irradiation externe ou contamination interne, et selon un inventaire d'évaluation de caractéristiques et durée de vie de matières radioactives, les déchets sont conditionnés en fonction de leur dangerosité dans des colis, souvent en béton ou en métal, avant leur prise en charge dans un stockage adapté. Un contrôle régulier de l’état radiologique est nécessaire.

Tchernobyl

Le plus grand accident nucléaire fut celui de la centrale de Tchernobyl, en Ukraine, le 26 avril 1986. Ce jour-là le réacteur n°4 de la centrale de Tchernobyl explosait, provoquant la plus grave catastrophe de l’histoire de l’atome. À l'origine de l'accident, une série d'erreurs en chaine commises par les techniciens de la centrale suite à un test de l'alimentation électrique de secours. Cette opération n'avait pas été jugée dangereuse puisque avait déjà été réalisée trois fois sur d’autres réacteurs, malgré quelques échecs. L'expérience à faible puissance devrait permettre d'étudier comment utiliser, en cas de panne générale, l’électricité résiduelle produite par la rotation de la turbine, à une puissance suffisante pour démarrer les pompes à eau servant à refroidir le cœur du réacteur.

La puissance du réacteur 4 est réduite comme prévu de 1.000 à 700 MW le 26 avril à 0h05. Contrairement aux conditions prévues par le test, une erreur d’un opérateur fait chuter la puissance du réacteur à 30 MW à 0h28. Le fonctionnement à mi-puissance durant douze heures avait modifié les propriétés physiques du cœur du réacteur, ce dernier est devenu instable au point de provoquer une hausse de la température du réacteur, et à 1h23 le cœur du réacteur explose.

Un premier "sarcophage" est construit sur la centrale en 1986, puis un second en forme d'arche en 2016, un bâtiment mesurant 162 mètres de long pour 108 mètres de haut, pour un coût dépassant 1,4 milliard d'euro. Le nombre de décès directement imputables à la radioactivité varie entre 9 000 et près d'un million (chiffre probablement excessif). L'accident nucléaire de Tchernobyl montre au grand jour les défaillances de l'URSS à tous les niveaux.

Fukushima

Le 11 mars 2011, un séisme de magnitude 9,0 sur l'échelle de Richter a lieu au Japon ; il provoque un tsunami qui s'abat sur les côtes de l'Asie orientale et un grave accident nucléaire à la centrale de Fukushima. Le coût de cet accident est évalué à 300 - 500 milliards d'€.

Cet accident entraîne un changement dans l'opinion internationale, et la plupart des pays, compte tenu de son coût et de ses risques, se détournent alors de l'énergie nucléaire, excepté la France (où le nucléaire représente 75 % de la consommation d'énergie) malgré le vieillissement du parc, l'échec de l'EPR (réacteur de nouvelle génération), le problème des déchets, l'endettement d'EDF (37 milliards d'euros en 2015).

L'arme nucléaire : une protection illusoire

"La paix est notre profession" (Docteur Folamour)

Les pays dotés de l'arme nucléaire croient ainsi détenir une "assurance-vie" qui protègerait efficacement leur territoire. Or ce point de vue est contestable :

  • le but de la dissuasion nucléaire est de prévenir une attaque, en l'empêchant non pas concrètement mais psychologiquement (par une menace de "destruction mutuelle assurée") ; si jamais l'attaque survient (car rien ne peut l'empêcher), la stratégie est un échec, et rien ne permettra de réparer les dégâts causés, qui sont sans commune mesure avec ceux causés par les armes conventionnelles (en ce sens, le terme d'assurance-vie est inapproprié, car l'assurance-vie n'a pas une finalité préventive, mais compensatrice)
  • une menace nucléaire n'est pas crédible, puisqu'un conflit nucléaire mènerait à un anéantissement mutuel des adversaires : l'efficacité absolue de l'arme nucléaire entraîne son inefficacité, puisque la menace de représailles n'est pas crédible ("paradoxe prudentiel"[3]) ; la stratégie de "première frappe" est contrée par la possibilité de "seconde frappe" (une attaque surprise "préventive" visant à détruire l'arsenal nucléaire de l'ennemi n'empêche pas le pays attaqué de lancer une riposte nucléaire)
  • loin d'être efficace parce qu'elle impliquerait des acteurs rationnels, la dissuasion nucléaire implique d'une certaine façon la folie de ceux qui la pratiquent (elle combine une stratégie rationnelle et une folie complète, qui peut être simulée : "madman theory") ; lors de la crise des missiles à Cuba en 1962, les protagonistes (Kennedy et Khrouchtchev) avaient intégré le fait qu'une guerre nucléaire ne peut jamais être gagnée, ce qui permit une solution rationnelle à la crise
  • de graves accidents, voire un hiver nucléaire global, dus à de fausses alertes ont parfois été évités de justesse (fausses alertes du 26 septembre 1983 en URSS, du 25 janvier 1995 en Russie et du 13 janvier 2018 à Hawaï)
  • l'arme nucléaire ne préserve en rien l'intégrité territoriale d'un pays (cas de l'URSS après son explosion)
  • pour un pays, acquérir l'arme nucléaire transforme le pays en cible prioritaire pour les pays qui en sont également dotés : un pays ainsi doté est donc moins bien protégé contre une attaque nucléaire (même si elle est improbable) qu'un pays qui en serait dépourvu
  • la possession d'armes nucléaires n'empêche pas la guerre entre pays qui en sont dotés (URSS et Chine en 1969, Inde et Pakistan depuis 1999...)
  • le risque d'accidents est accru, tant à l'extérieur entre pays possesseurs de l'arme nucléaire, qu'à l'intérieur du pays (par exemple : à la base aérienne de Grand Forks, aux États-Unis, en septembre 1980, un incendie sur un bombardier B-52H a failli causer une dispersion de plutonium radioactif) ; un document déclassifié indique qu'aux seuls États-Unis il y a eu plus de 1000 accidents ou incidents impliquant des armes nucléaires, dont 32 graves (susceptibles de mettre la population en danger)
  • les armes dites "conventionnelles" suffisent largement aux missions de défense, et en pratique ce sont les seules armes utilisées par les Etats, certaines étant d'une puissance proche de celle d'une bombe nucléaire : « bombes à effet de souffle massif » (MOAB) aux États-Unis ou en Chine, « bombes thermobariques d’aviation à puissance accrue » (FOAB) en Russie, etc.
  • ce qu'on appelle parfois "équilibre de la terreur" est compromis par la possibilité d'utiliser des armes nucléaires de petite taille, pour des frappes ciblées
  • l'arme nucléaire donne un trop grand pouvoir à ceux qui la détiennent ("thanatocratie"), elle permet à certains pays comme la Corée du Nord d'exercer un chantage sur ses voisins et sur le monde entier
  • inversement, comme l'illustre le film Docteur Folamour, la tentation est grande de supprimer le facteur humain pour confier à une machine la décision d'attaque ou de riposte (système russe Perimeter, opérationnel dès 1985)

On peut dire que l'arme nucléaire est tellement absurde (elle ne sert qu'à condition qu'on ne s'en serve jamais), inefficace et coûteuse en comparaison avec d'autres moyens de défense qu'il n'y a que l'Etat, soumis aux enjeux de pouvoir et de vaine gloriole nationale, irresponsable par nature puisque disposant de l'argent volé au contribuable, qui puisse s'engager vers une solution aussi mauvaise.

Bibliographie

Voir aussi

Citations

  • Il n’existe aucun moyen de se protéger contre les armes nucléaires (la seule protection actuelle résidant dans la menace de la destruction mutuelle assurée – ["dissuasion"]) et donc, les hommes de l’État sont en fait incapables de remplir aucune fonction de sécurité internationale aussi longtemps que ces armes existent. (Murray Rothbard)
  • L’avènement de l’ère nucléaire forme aujourd’hui l’argument principal de ceux qui considèrent que le contrôle de l’État et le pilotage de la science sont nécessaires dans le monde moderne — a minima dans le domaine de l’énergie atomique. La fabrication de la bombe atomique a impliqué un effort collaboratif, sous la conduite de l’État, qui a été glorifié comme le modèle devant être imité par la science dans les années à venir. (...) Le monopole étatique sur l’atome, privé des incitations produites par le système des profits et des pertes, a rendu l’énergie atomique inefficace et exagérément coûteuse. La culture du secret entretenue par l’État a ralenti dans une large mesure le processus d’apprentissage par lequel les ingénieurs de l’industrie de l’énergie auraient pu se tenir à la page de la technologie moderne, ce qui, par suite, a ralenti le développement scientifique. (Murray Rothbard)
  • L’hostilité viscérale au nucléaire est le noyau, si je puis dire, de l’idéologie verte, fondamentalement réactionnaire et technophobe. (Jean-Pierre Chevènement, Le Parisien, 01/09/2018)
  • La bombe atomique est certes un remède amer, mais salutaire. (Ludwig Wittgenstein)
  • J’ai toujours beaucoup réfléchi à la question de la guerre nucléaire. C’est un sujet qui a beaucoup d’importance dans la manière dont je pense. C’est la catastrophe ultime, extrême, le monde n’a pas de défi plus important à relever, et pourtant personne n’analyse les mécanismes qui y mènent. (C’est un peu comme la maladie : personne ne croit qu’il va tomber malade jusqu’à ce que cela arrive.) Personne ne veut en parler. Je crois qu’il n’y a rien de plus stupide que de croire que cela n’arrivera jamais juste parce que tout le monde sait que les armes nucléaires ont un immense pouvoir de destruction et qu’on va donc se garder de les utiliser. Quelle connerie (bullshit) ! (Donald Trump, Playboy, 1er mars 1990)
  • Quand nous avons créé l’écologie politique, il fallait une mise en scène pour réunir les acteurs, il fallait un conflit, il fallait créer un adversaire pour mieux mobiliser : ce fut le nucléaire. (Brice Lalonde, Le Monde, 19 mars 1992)
  • Pour ceux qui croient au mythe selon lequel l’arme nucléaire a « sauvé le monde », je veux rappeler qu’au moins une fois pendant les années de la guerre froide, ces armes ont justement conduit notre planète au bord d’une guerre nucléaire. Des documents publiés récemment montrent à quel point l’humanité est passée près de l’abîme lors de la crise de Cuba, en 1962. Il s’en est fallu d’un cheveu. Et, si le monde a finalement été sauvé, ça n’a pas été par des armes nucléaires, mais par la volonté de conciliation affichée par les dirigeants des deux pays – John Kennedy et Nikita Khrouchtchev. (...) Le risque nucléaire est aujourd’hui le pire de tous les problèmes liés à la sécurité internationale. (Mikhaïl Gorbatchev, Le futur du monde global, 2019)

Notes et références

  1. ↑ https://www.iaea.org/pris/ Database on Nuclear Power Reactors
  2. ↑ www.connaissancedesenergies.org Fondation d’entreprise Alcen pour la Connaissance des Énergies
  3. ↑ Jean-Pierre Dupuy, La guerre qui ne peut pas avoir lieu: Essai de métaphysique nucléaire, Desclée De Brouwer, 2019.

Liens externes



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