Les centrales nucléaires produisent de l'électricité à partir de l'énergie atomique. De plus, c'est une centrale thermique dont la source de chaleur est les réactions de fission nucléaire qui se produisent à l'intérieur.
Depuis le début de l'électricité, la principale source d'énergie électrique a été la combustion de combustibles fossiles. Cependant, malgré les avantages des énergies fossiles, les scientifiques ont observé que les gaz qu'elles émettent créent une couche dans l'atmosphère qui ne permet pas à la chaleur de s'échapper. Ce phénomène s'appelle l'effet de serre et favorise le changement climatique et le réchauffement global de la planète.
Pour cette raison, d'autres alternatives se présentent pour obtenir de l'électricité en utilisant d'autres ressources telles que l'énergie solaire, éolienne ou hydraulique, notamment l'énergie nucléaire. C’est ce qu’on appelle mix énergétique.
L’énergie produite avec des centrales nucléaires est considérée comme une énergie verte. Toutefois, il n’est pas un source d’énergie renouvelable car le combustible utilisé, l’uranium, est un minéral épuisable.
La présence de centrales nucléaires dans le monde a conduit à des débats critiques sur l'énergie nucléaire. Cet article discutera des avantages et des inconvénients des centrales nucléaires.
Comment fonctionne une centrale nucléaire en quelques mots ?
Pour comprendre les avantages d'une centrale nucléaire, il est indispensable de connaître brièvement son fonctionnement.
Une centrale nucléaire vise à convertir l'énergie qui maintient les atomes ensemble en énergie électrique. Pour cela, il utilise des atomes avec un noyau atomique lourd car ils sont plus instables. L'uranium est un type d'atome idéal à cette fin, c'est pourquoi il s'agit du combustible nucléaire le plus largement utilisé dans ce type d'installation énergétique.
Les centrales nucléaires disposent d'un réacteur nucléaire (parfois plusieurs) dont la fonction est de provoquer la rupture de ces atomes instables. Ce processus, connu sous le nom de fission nucléaire, libère une grande quantité d'énergie utilisée pour générer de la vapeur qui entraîne des turbines à vapeur. Les turbines sont reliées à des alternateurs qui produisent de l'électricité.
Il existe différents types de réacteurs nucléaires, les plus courants étant les réacteurs à eau sous pression (REP) et les réacteurs à eau bouillante (REB). Chacun a ses différences, mais le principe est le même : générer de la chaleur par des réactions nucléaires, entraîner des turbines et activer un générateur électrique.
Avantages des centrales nucléaires
Pratiquement tous les avantages des centrales nucléaires sont liés au coût et à la capacité de production d’électricité. Ci-dessous, nous énumérons les avantages les plus notables qui la nucléaire représente:
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Une quantité minimale de combustible nucléaire est nécessaire pour chaque watt d'énergie électrique produite.
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Les réacteurs nucléaires, grâce à des barres de contrôle et autres systèmes, permettent de réguler la puissance de sortie en fonction de la demande. En d'autres termes, ils peuvent réguler la quantité d'électricité produite à tout moment. Il s'agit d'un avantage évident par rapport à de nombreuses sources d'énergie renouvelables, telles que l'énergie éolienne ou solaire, qui dépendent du rayonnement solaire, des conditions du temps et d'autres facteurs qui ne peuvent pas être contrôlés.
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Dans des conditions de fonctionnement normales, il ne génère pas de gaz à effet de serre, de dioxyde de carbone ou quoi que ce soit de similaire. La fumée que l'on voit parfois sortir de leurs cheminées est de la vapeur d'eau.
Inconvénients de l'énergie nucléaire
Chaque organisation a ses arguments contre le nucléaire. Cependant, il y a deux inconvénients à l'énergie nucléaire qui les sous-tendent tous :
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Même si les mesures de sécurité se sont améliorées d'année en année, la possibilité d'un accident nucléaire existe toujours. Cela peut causer des problèmes de santé aux personnes et aux animaux à proximité, comme cela s'est produit plusieurs fois auparavant dans notre histoire. Depuis le siècle dernier, il y a eu plusieurs fuites et accidents nucléaires.
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La gestion des déchets nucléaires est difficile à gérer. Le combustible usé est composé d'atomes d'uranium qui ne peuvent pas réagir avec les produits de fission. Le combustible usé est toujours radioactif et doit être protégé et isolé pendant des années pour être inoffensif. Toute fuite de ce matériau aura un impact significatif sur l'environnement et la santé des personnes.
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L’élevé coût initial de la construction d’une centrale nucléaire.
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Les centrales nucléaires doivent avoir des systèmes de sécurité en place pour prévenir les attaques terroristes qui provoquent la libération de matières contaminées.
Les pires ont été les accidents des centrales de Tchernobyl et de Fukushima. Le premier s'est produit en raison d'erreurs humaines consécutives lors d'un test de sécurité. D'autre part, la catastrophe de Fukushima a résulté d'une séquence de catastrophes naturelles. Cependant, ils peuvent également se produire dans d'autres centres où la matière atomique est exploitée (hôpitaux, usines de traitement de l'uranium, etc.).
Que sont les centrales à fusion nucléaire et à quoi servent-elles ?
Les centrales à fusion nucléaire sont un type de centrale qui sert également à produire de l'énergie électrique. Cependant, les réactions de fusion fonctionnent différemment : au lieu de scinder un atome lourd, deux atomes légers sont joints.
Les centrales nucléaires à fusion offrent de nombreux avantages par rapport aux autres types de centrales, notamment une plus grande efficacité, l'absence d'émissions de carbone et une sécurité améliorée.
Les réacteurs à fusion peuvent produire plus d'énergie que les réacteurs à fission tout en utilisant moins de combustible. Ils ne génèrent pas non plus de gaz à effet de serre ni de déchets radioactifs à vie longue. De plus, les réacteurs à fusion sont beaucoup plus sûrs que les réacteurs à fission - il n'y a aucun risque de fusion nucléaire.
Si les centrales à fusion présentent de nombreux avantages, elles sont également coûteuses à construire et nécessitent une technologie complexe. En conséquence, il faudra probablement de nombreuses années avant qu'ils ne soient disponibles dans le commerce.
Actuellement, cette technologie est en cours de développement et aucun réacteur nucléaire à fusion commercial n'est en service. Cependant, il y a eu des avancées significatives récemment. Par exemple, des chercheurs du National Ignition Facility du Lawrence Livermore National Laboratory (aux États-Unis) ont réalisé le premier gain énergétique net de la fusion nucléaire, le premier réacteur à fusion efficace de l'histoire.
Cette réalisation rend les chercheurs plus optimistes quant au déploiement de réacteurs à fusion pour fournir de l'énergie à l'infini à long terme en utilisant l'énergie nucléaire comme source d'énergie propre.
Une fois mises en service, les centrales nucléaires à fusion ont résolu les principaux inconvénients de l'énergie nucléaire dans les centrales à fission (qui fonctionnent toutes aujourd'hui). Les produits de la fusion nucléaire sont beaucoup moins dangereux et le combustible utilisé (l'hydrogène) est pratiquement inépuisable.
Conclusion
Les centrales nucléaires présentent plusieurs avantages qui en font une source d'énergie attrayante pour de nombreux pays.
Premièrement, ils sont relativement économiques, nécessitent moins de terrain que d'autres formes de production d'énergie et fournissent une forme d'énergie propre sans émission de gaz à effet de serre, comme les émissions de CO2.
Cependant, il est essentiel de considérer les risques de sécurité associés aux centrales et la nucléaires et de la gestion des déchets nucléaires avant de décider si elles doivent être utilisées dans une zone donnée.
Grâce à son potentiel de réduction de notre dépendance aux combustibles fossiles, l'énergie nucléaire pourrait résoudre notre crise climatique si elle est gérée de manière responsable et sûre.