Petite question. Avec quel combustible fait-on fonctionner une centrale nucléaire?

Hein ? Oui ! Evidemment, vous le savez tous, l’uranium ! Mais au fait, où trouve-t-on ce minerai ? A l’heure actuelle, la totalité du combustible utilisé est extraite du sol de la Terre. Il s’y trouve à une densité moyenne de 3 grammes par tonne, tout en sachant qu’une dizaine de pays concentre 95% des ressources mondiales. Il est extrait dans des mines aussi bien souterraines qu’à l’air libre.

Une fois extrait, on imagine bien que le combustible n’est pas encore exploitable. Le but étant d’obtenir une concentration maximale, on réalise ce qu’on appelle l’enrichissement. L’uranium est extrait de la masse extraite après broyage et traitement chimique, afin d’obtenir ce qu’on appelle un « yellow cake », concentré à 75%.

Mais cette pâte n’est pas encore exploitable. Comme pour toutes les métaux (ou presque tous), il existe plusieurs types d’uranium, qui diffèrent par leur masse et leur nombre de particules électrique (pour faire simple). En l’occurrence, l’uranium se trouve dans le « yellow cake » sous ses formes 235 et 238. Or on utilise pour la fission nucléaire la forme 235. Notre cake doit donc être transformé en gaz, puis les isotopes (c’est comme cela que l’on appelle les membres d’une famille) sont séparés. Ça y est, on a notre uranium 235. On peut alors le transformer en poudre, puis la compresser pour former des petites pastilles de quelques grammes. Un réacteur de 900 MW en consomme 10 ou 11 millions tous les trois ans.

Au moment où l’on se pose beaucoup de question quant à la quantité des réserves mondiales de pétrole, il peut aussi être intéressant de se demander pour combien de temps encore l’on pourra utiliser l’uranium. En fait, si l’on considère seulement les ressources terrestres, les ressources sont finalement assez limitées (pour quelques décennies). Mais on oublie que la surface de la Terre est recouverte à 75% par des océans. Autre source d’uranium ! Source, oui, mais source coûteuse… Le procédé de récupération n’est pour l’instant pas du tout compétitif ! Attendons, cela viendra sûrement. Il y aurait alors assez de réserve pour plusieurs centaines de milliers d’années… De quoi voir arriver !

"Un black-out est survenu cette nuit en Italie, 1 millions de personnes ont été privées d'électricité pendant 6 heures" (note: c'est bien sûr un exemple, ceci n'est pas réellement arrivé).Qui n'a jamais entendu parler, à la télé, d'un tel évènement survenu en Californie, en Grèce, en Italie, etc... Mais au fait, un black-out, qu'est-ce que c'est?

Fait tout noir...

Un black-out est une coupure généralisée d'électricité, touchant une région entière, voire un pays. Le black-out du 28 Septembre 2003 en Italie, par exemple, a plongé dans le noir la totalité du pays moins la Sardaigne: 56 millions de personnes sans électricité pendant plusieurs heures... Imaginez la pagaille (heureusement pendant la nuit). D'autres se sont passés, moins étendus, en Grèce, aux Etats-Unis, etc... L'un des derniers en date a paralysé le réseau ferroviaire suisse pendant plusieurs heures...

Comment cela arrive-t-il?

Les causes sont multiples. Cela peut être une ligne haute tension coupée (a cause d'un arbre, un oiseau, etc...), ou encore une centrale débranchée du réseau (accident, problème technique, etc...)

Imaginons qu'une ligne entre la France et l'Italie est coupée. Cela veut dire que d'autres lignes, parallèles, doivent prendre le relais, et augmenter leur charge. Une ligne trop chargée peut à son tour être automatiquement déconnectée. Et ainsi de suite... Jusqu'à transformer une région en une île électrique. Et si elle ne peut pas subvenir à ses propres besoins, c'est le black-out!

Un exemple, Italie, 28 septembre 2003...

Dans la nuit du 28 au 29 septembre, à environ 3h du matin, l'Italie importe 6600 MW de l'étranger, dont 3600 depuis la Suisse. Cela représente à ce moment là environ 1/3 de la puissance consommée. En effet, l'Italie, ne souhaitant pas investir dans le nucléaire, est devenu dépendant des pays producteur et doit importer une bonne part de son électricité. De plus, elle utilise elle-même des centrales hydrauliques avec pompage: elle vide ses barrages le jour et remonte l'eau la nuit, d'ou une importation importante la nuit.
Là haut, dans les montagnes suisses, une ligne à haute tension fait transiter une partie des 3600 MW vers l'Italie. Cette ligne est très chargée, et dégage donc beaucoup de chaleur. La géométrie s'en voit changée: elle s'allonge, et la courbure augmente: elle se rapproche dangereusement des branches d'un arbre mal élagué. Et là, c'est le drame. Un arc se crée entre la ligne et l'arbre. Elle se trouve immédiatement coupée. Les tentatives de re-branchement à distance échouent.
Les autres lignes entre la Suisse et l'Italie doivent donc compenser: l'une d'elles se trouve alors en surcharge, et claque. Ainsi de suite, et c'est tour a tour les ligne Suisse-Italie, France-Italie, Autriche-Italie, Slovénie-Italie qui pète: fini l'import en Italie. C'est alors une île électrique. Celle-ci ne peut subvenir à ses propres besoins, et le système collapse: 56 millions d'habitants sont dans le noir.

L’avenir ?

Avec l’ouverture du marché de l’électricité, les échanges entre les différentes zones (une zone correspond souvent à un pays) vont augmenter fortement. De plus, la demande grossit petit à petit, ce qui implique des réseaux de plus en plus importants. Dans ce contexte, on s’attend à vivre de plus en plus de tels évènements.

Pour les éviter, il existe un certain nombre de régulations automatiques. La dernière solution est la suppression de quelques charges. Par exemple, on peut décider du débranchement de x foyers. Il est établit un certain nombre  priorités, et des procédures de débranchement ont été écrites pour de tels cas (on imagine bien que l’on va tout essayer avant de débrancher un hôpital ou une usine de fabrication de voitures).