Énergie nucléaire : fonctionnement, avantages et prix en 2024
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Découvrir la méthodologieL’énergie nucléaire est aujourd’hui au centre des discussions sur la transition énergétique en Suisse, en raison de sa capacité à produire de l’électricité à faible émission de carbone. Face aux enjeux climatiques et à la demande croissante en électricité, le nucléaire suscite à la fois des espoirs et des questions. Cette énergie présente en effet des avantages considérables en termes de production, mais soulève aussi de vrais défis en matière de sécurité et de gestion des déchets.
Alors, comment fonctionne une centrale nucléaire ? Quels en sont ses principaux atouts ? Comment intégrer cette énergie de manière responsable dans le mix énergétique suisse, tout en tenant compte des préoccupations environnementales et de sécurité ? Ce guide détaillé vous offrira un éclairage complet sur l’énergie nucléaire.
Énergie nucléaire : à retenir
- L’énergie nucléaire produit peu de CO₂, contribuant à la lutte contre le changement climatique.
- Les déchets radioactifs générés posent un défi de stockage à long terme.
- Le nucléaire repose sur l’uranium, un combustible extrait du sol et limité en quantité.
- Le nucléaire contribue à environ un tiers de l’électricité suisse.
- Le nucléaire fournit une production continue, indépendante des conditions météorologiques.
Énergie nucléaire : définition
L'énergie nucléaire est produite par des réactions nucléaires consistant principalement à libérer l’énergie contenue dans le noyau des atomes. Elle se base généralement sur le processus de fission nucléaire. Le noyau d’un atome lourd, comme celui de l’uranium ou du plutonium, est scindé en deux parties sous l'impact d'un neutron. Cette division libère une grande quantité de chaleur, utilisée pour produire de la vapeur. Cette dernière fait alors tourner une turbine reliée à un générateur électrique.
Il existe 2 principales formes d’énergie nucléaire :
- La fission nucléaire : seule méthode actuellement utilisée dans les centrales nucléaires pour produire de l’électricité. Elle consiste à scinder le noyau d’un atome lourd en plusieurs parties, libérant ainsi une grande quantité d’énergie. La fission est largement maîtrisée et utilisée dans les réacteurs nucléaires du monde entier.
- La fusion nucléaire : consiste à combiner deux noyaux d'atomes légers, comme ceux de l'hydrogène, pour former un noyau plus lourd, libérant ainsi une grande quantité d'énergie. Ce processus, qui alimente le Soleil et les étoiles, reste pour l'instant à l'état de recherche, car il exige des conditions extrêmes de température et de pression pour être reproduit de manière contrôlée.
L'énergie nucléaire présente des avantages significatifs en matière de production d'électricité stable et à faible émission de carbone. Elle s'accompagne toutefois également de défis complexes, notamment en matière de sécurité et de gestion des déchets radioactifs.
Voici un aperçu des principaux avantages et désavantages de cette source d'énergie :
- Production stable : le nucléaire offre une source d’électricité continue et très peu dépendante des conditions météorologiques.
- Faible émission de CO₂ : l'énergie nucléaire contribue à la lutte contre le changement climatique en émettant peu de CO₂ lors de la production.
- Haute densité énergétique : une petite quantité de combustible génère une grande quantité d’énergie.
- Indépendance énergétique : le nucléaire permet de réduire la dépendance aux importations de combustibles fossiles.
- Création d’emplois qualifiés : la production de l'énergie nucléaire nécessite des compétences spécifiques en ingénierie et en sciences nucléaires.
- Risques de sécurité : la fission nucléaire comporte des risques d’accidents graves comme ceux s'étant produits à Fukushima et Tchernobyl.
- Déchets radioactifs : le nucléaire engendre une production de déchets dangereux, difficiles à stocker et à longue durée de vie.
- Coût élevé des installations : la construction et le démantèlement des centrales nucléaires sont longs et coûteux.
- Disponibilité limitée du combustible : les ressources en uranium sont limitées à long terme.
- Impact environnemental potentiel : l'utilisation d’eau et la production de chaleur peut affecter l’écosystème local.
Énergie nucléaire : renouvelable ou pas ?
L'énergie nucléaire n'est pas considérée comme une source d'énergie renouvelable. Elle repose sur l'utilisation de ressources limitées, principalement l'uranium, dont les réserves mondiales expirent. L’énergie nucléaire produit certes peu d'émissions de CO₂ et offre une source stable d’électricité. Cependant, son combustible est extrait de la terre et ne se renouvelle pas naturellement, à la différence des ressources comme le vent ou le soleil.
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Quelles sont les utilisations de l'énergie nucléaire en Suisse ?
En Suisse, l’énergie nucléaire est principalement utilisée pour la production d’électricité. Elle joue ainsi un rôle clé dans le mix énergétique du pays. Voici les principales utilisations de l’énergie nucléaire dans le pays :
| Utilisation | Description |
|---|---|
| Production d'électricité | Les centrales nucléaires suisses contribuent significativement à l’approvisionnement en électricité, en fournissant environ 1/3 de l'électricité nationale. Cette électricité est produite de manière continue, indépendante des conditions météorologiques. |
| Applications médicales | Pour le diagnostic et le traitement de certaines maladies. La médecine nucléaire utilise des isotopes radioactifs pour réaliser des scintigraphies, des PET scans et traiter des cancers par la radiothérapie. |
| Recherche scientifique et technologique | La Suisse investit dans la recherche nucléaire via des instituts comme l’Institut Paul Scherrer. Ce dernier mène des recherches sur les matériaux, la physique des particules, la médecine et l'énergie. Le PSI et d’autres laboratoires suisses utilisent la technologie nucléaire pour étudier les matériaux et les processus naturels à l’échelle atomique. Cela leur permet de développer de nouvelles technologies et de mieux comprendre les phénomènes nucléaires. |
| Industrie et agriculture | La radioactivité est utilisée dans certains processus industriels pour le contrôle de qualité, comme la détection de fissures dans les structures métalliques. L’agriculture fait aussi appel à elle pour la stérilisation des insectes nuisibles ou pour ses équipements. |
Nouvelle énergie nucléaire : de quoi parle-t-on ?
Le terme nouvelle énergie nucléaire fait référence aux avancées et innovations en matière de technologies nucléaires visant à rendre cette source d'énergie plus sûre, efficace et durable. Voici les principales tendances dans ce domaine :
| Technologie | Description |
|---|---|
| Réacteurs modulaires de petite taille (SMR) | Les Small Modular Reactors sont conçus pour être plus compacts et plus flexibles que les réacteurs traditionnels. Ils peuvent être :
Les petits réacteurs modulaires offrent aussi des niveaux de sécurité accrus et des coûts de construction plus bas. |
| Réacteurs à fusion nucléaire | La fusion nucléaire imite le processus naturel des étoiles et vise à fusionner des atomes légers comme ceux de l’hydrogène pour libérer une grande quantité d’énergie, sans les déchets radioactifs de longue durée générés par la fission. Des projets sont en cours pour démontrer la faisabilité de la fusion. |
| Réacteurs à neutrons rapides | Ces réacteurs sont capables de recycler une plus grande partie du combustible nucléaire, réduisant ainsi la quantité de déchets produits. En utilisant le combustible usé des réacteurs actuels, ils offrent une solution potentielle pour prolonger les ressources en uranium. |
| Thorium comme alternative | Le thorium est un élément considéré comme une alternative à l'uranium pour le combustible nucléaire. Il est plus abondant dans la croûte terrestre et génère moins de déchets radioactifs de longue durée. Les réacteurs à thorium sont encore en phase de recherche mais pourraient un jour compléter les réacteurs à uranium traditionnels. |
| Réacteurs à sels fondus | Utilisant un mélange de sels liquides pour transporter le combustible, les réacteurs à sels fondus sont plus stables et peuvent fonctionner à des températures élevées sans risquer de pression élevée dans le réacteur. Cette technologie pourrait offrir une option plus sûre avec un meilleur rendement énergétique. |
Quelles sont les principales centrales nucléaires en Suisse ?
Voici les centrales produisant l'énergie nucléaire sur le territoire suisse :
| Centrale nucléaire | Description |
|---|---|
| Centrale nucléaire de Beznau | Cette centrale est située dans le canton d'Argovie. Elle comprend 2 réacteurs : Beznau I et Beznau II. Elle est la plus ancienne centrale nucléaire encore en activité dans le pays. |
| Centrale nucléaire de Gösgen | Localisée dans le canton de Soleure. Cette centrale dispose d'un réacteur unique de type à eau pressurisée, produisant une part importante de l'électricité nucléaire en Suisse. |
| Centrale nucléaire de Leibstadt | Située dans le canton d'Argovie. Cette centrale est équipée d'un réacteur à eau bouillante et est l'une des plus puissantes du pays. |
| Centrale nucléaire de Mühleberg | Située dans le canton de Berne, cette centrale a été mise hors service en 2019, mais elle a longtemps contribué au mix énergétique nucléaire suisse. |
Le nucléaire est-il une énergie fossile ?
Bien qu’elle repose sur une ressource extraite du sol, l’uranium, l’énergie nucléaire n’est pas classée parmi les énergies fossiles. Comme les combustibles fossiles, l’uranium est limité en quantité et nécessite des opérations d’extraction et de transformation.
À la différence des énergies fossiles qui proviennent de la décomposition de matière organique ancienne et génèrent du CO₂ lorsqu’elles sont brûlées, l’énergie nucléaire produit cependant de l’électricité avec des émissions de CO₂ très faibles. L’uranium étant une ressource non renouvelable, il partage avec les énergies fossiles la contrainte de dépendre d’une matière première épuisable.
L'énergie nucléaire est-elle propre ?
Cette énergie est souvent qualifiée de propre en raison de ses faibles émissions de CO₂ lors de la production d’électricité, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique. Cependant, elle n'est pas sans impacts environnementaux : la gestion à long terme des déchets radioactifs, l'extraction de l'uranium et le risque d'accidents représentent des défis importants. Bien que cette énergie soit bas carbone, ces contraintes empêchent de la considérer comme totalement propre.
Quel est le rendement de l'énergie nucléaire ?
Le rendement nucléaire est l’efficacité avec laquelle les centrales convertissent l’énergie nucléaire en électricité. Ce rendement est d’environ 30 à 40 %, cela signifie qu’entre 30 et 40 % de l’énergie libérée par la fission de l’uranium est transformée en électricité.
Bon à savoir
En comparaison avec certaines autres sources d’énergie, ce rendement peut sembler modéré. Il est pourtant comparable à celui des centrales thermiques fossiles. Le reste de l’énergie est souvent évacué dans les cours d’eau voisins ou refroidi par des tours de refroidissement pour limiter l’impact sur l’environnement.
En Suisse, l'énergie nucléaire joue un rôle significatif dans la production d'électricité. En 2023, les centrales nucléaires suisses ont produit environ 23,467 térawattheures (TWh) d'électricité, confirmant ainsi leur importance dans l'approvisionnement énergétique du pays. Cette production représente environ 37 % de la production totale d'électricité en Suisse. Les autres sources principales sont l'énergie hydraulique, qui contribue à environ 55 %, et les sources thermiques conventionnelles et renouvelables non hydrauliques, qui représentent les 8 % restants.
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Quel est le prix de l'énergie nucléaire en Suisse en 2024 ?
Le prix de l’énergie nucléaire en Suisse varie en fonction de plusieurs facteurs :
- d'exploitation,
- de maintenance,
- de gestion des déchets,
- les investissements liés à la sécurité des installations.
Actuellement, on estime que le coût de production de l'électricité nucléaire en Suisse se situe autour de 0,05 à 0,10 CHF par kWh.
À retenir
Ce prix est compétitif par rapport aux énergies fossiles. Il est toutefois influencé par des frais supplémentaires, comme le démantèlement des centrales en fin de vie et la gestion à long terme des déchets radioactifs. Ces coûts, bien qu’inclus dans les calculs actuels, sont susceptibles d'augmenter à l'avenir avec l'évolution des normes de sécurité et de gestion des déchets.
