Centrales au Thorium, pourquoi la France est-elle en retard ?
Chers lecteurs,
On parle peu des sels de thorium ni de leur utilisation pour produire de l’électricité.
Or, cette ressource est 3 à 4 fois plus abondante que l’uranium. (1)
Et la France dispose déjà d’une bonne expertise dans le domaine du nucléaire civil.
Construire des centrales au thorium devrait être une priorité.
Qu’est-ce que le thorium ?
Le thorium est un élément chimique naturel dont le symbole est Th.
C’est le numéro 90 du tableau de Mendeliev.
Il a été identifié en 1829 Jöns Jacob Berzelius un chimiste suédois.
Il avait été extrait sous forme de minerai dans l’île de Løvøya en Norvège.
Et on lui a donné le nom du principal dieu de la mythologie nordique : Thor. (2)
Le thorium est un métal radioactif qui appartient à la famille des actinides.
Il est très abondant dans la croûte terrestre. On le trouve notamment dans les sables de monazite. L’Inde en détient d’immenses réserves. (2)
Ce minerai peut être extrait de certaines roches granitiques ou de certaines plages.
Quand il est pur, le thorium est un métal argenté, dense, faiblement radioactif et résistant à la corrosion. (3)
Sa forme principale est le thorium 232 dont la demi-vie est de 14 milliards d’années !
Quels sont les avantages du thorium ?
1/ Un approvisionnement plus sûr
Le thorium se trouve dans des pays stables dont les relations avec la France sont pacifiées.
C’est le cas, en particulier, de l’Inde, l’Australie, les Etats-Unis, le Brésil, le Canada, la Norvège, la Turquie et l’Afrique du sud. (2,4)
La Chine et la Russie ont également des réserves conséquentes de thorium.
En France, il y a peu de thorium.
Malgré tout, un rapport de l’autorité de surêté du nucléaire français estime que les réserves disponibles suffiraient à couvrir les besoins nationaux durant 190 ans. (5)
Ces réserves sont un sous-produit des mines d’extraction d’uranium qui ont été exploitées en France entre 1948 et 2001. (6)
Ces réserves ne demandent qu’à être utilisées !
Augmenter la filière nucléaire actuelle par une filière au thorium sécuriserait l’approvisionnement en carburant utilisable pour les centrales nucléaires.
Et si l’on utilisait les réserves disponibles pour produire un quart de l’électricité dont on a besoin, ces réserves tiendraient près de 800 ans !
2/ Des dechets qui durent beaucoup moins longtemps
Le nucléaire, qu’il s’agisse du thorium ou de l’uranium, n’est pas une source d’énergie propre.
Les réacteurs, qu’ils soient au thorium ou à l’uranium, produisent des déchets radioactifs.(8,9)
Pour l’uranium, il existe essentiellement trois types de déchets (classés en fonction de leur durée de vie) :
- les produits de la fission dont les effets durent entre 300 et 500 ans ;
- le plutonium 239 dont la demi-vie est de 24 000 environ ;
- des actinides qui sont des éléments très radioactifs du tableau de Mendeleïv au noyau très lourd : l’américium et le curium dont les demi-vies peuvent aller jusqu’à 100 000 ans.
Pour le thorium, on compte essentiellement (9):
- des déchets liés à la fission semblables à ceux produits par l’exploitation de l’uranium ; leur durée de vie probélmatique varie entre 300 et 500 ans ;
- l’uranium 232 dont la demi-vie est de 69 ans : il est très réatroactif ce qu’il rend difficile à manipuler.
Les actinides lourds sont quasiment absents. Il en reste malgré tout une petite quantité de plutonium, neptunium,américium, et de curium.
Dans l’ensemble, avec le thorium les déchets de très longue durée liés sont très fortement réduits par rapport à l’uranium.
3/ Une sécurité renforcée des réacteurs
Les experts estiment que les réacteurs au thorium sont plus sûrs que ceux à l’uranium. Autrement dit, l’accident de Fukoshima n’aurait pas eu lieu avec un réacteur au thorium.(10,11)
En particulier, les réacteurs au thorium :
- ne sont pas soumis à de haute pression ce qui réduit le risque de ruptures de circuit susceptibles de produire des explosions de vapeur.
- s’arrêtent tout seuls s’il y a un problème : si le sel chauffe trop, la réaction ralentit naturellement. L’arrêt est automatique. Il ne nécessite aucune intervention humaine, ni de système spécifique de sécurité.
- ne sont pas soumis à un risque de fusion alors qu’avec l’uranium la surchauffe peut provoquer un accident majeur comme cela a été le cas à Three Mile Island, Tchernobyl et Fukoshima.
Comment obtient t’on de l’électricité avec du thorium ?
En simplifiant, il y a trois grandes étapes :
Etape 1 : obtenir le thorium
Le thorium est extrait, le plus souvent, comme un sous-produit des mines de terres rares ou de zirconium. (4,11)
Il peut aussi être extrait de sables de monazite.
Il est ensuite séparé du minerai qui l’entoure, ce qui donne du dioxyde de thorium relativement pur.
Etape 2 : Transformer le thorium (Th232) en uranium (U233)
Il est alors transformé en sel fluoré. Ce dernier est fondu dans le réacteur. (4,11,12)
Contrairement à l’uranium, le thorium n’est pas directement fissile.
Il est dit « fertile ». Cela veut dire qu’il peut devenir fissile si on l’expose à des neutrons.
C’est pour cela qu’au sein même du réacteur, on commence par utiliser la fission d’une petite quantité d’uranium (U-233 ou U-235) pour irradier le sel contenant le thorium.
C’est comme s’il fallait craquer une allumette au départ.
La fission de l’uranium produit des neutrons qui bombardent le thorium.
Le Th 232 stable devient alors du Th233 instable.
Ce Th233 se désagrège et devient du proctactinium ou P233 qui lui-même va se désagréder.
Sa demi-vie est de 27 jours.
Au bout de l’opération, on obtient de l’U233 qui est fissile.
Etape 3 : produire de l’électricité grâce à une turbine
La suite ressemble aux autres réacteurs nucléaires.
On se sert de l’U233 pour produire de la chaleur qui va produire de la vapeur d’eau et faire tourner une turbine.
Faire tourner des réacteurs au thorium est donc plus complexe que d’utiliser de l’uranium à cause de cette étape de transformation.
Mais compte tenu de l’expérience nucléaire qui existe en France, il n’y a pas de raison que cette prouesse technique ne puisse pas être maîtrisée.
La Chine, seule en tête
Pour l’instant, toutefois, seuls les Chinois diposent d’un réacteur opérationnel qui fonctionne au sels fondus de thorium. (13,14)
Ce projet est piloté par l’Institut de physique appliquée de Shangaï.
Il s’agit d’un réacteur expérimental.
Sa construction a été amorcée en 2018 et achevée en 2021. (13,14)
Mais les premiers essais de transformation du thorium en uranium au sein du réacteur ont été réalisés en 2023 et 2024.
Le cycle du thorium a été mené jusqu’au bout en novembre 2024.
Bonjour,
Il est écrit « La transposition en MW électrique dépend de l’efficacité de la turbine associée au réacteur qui tourne. Elle est en général entre 30 et 40%. »
C’est même optimiste, et malheureusement vrai pour toute production d’énergie électrique !
En effet, mis à part le photovoltaïque et l’éolien (qui restent très aléatoires, et qui fatiguent nos réacteurs par les variations de puissance demandées), toute transformation d’énergie thermique en énergie mécanique (qui fera tourner ensuite les générateurs électriques), a une efficacité maximum de 30 % environ. Ce sont les lois de la physique qui nous l’imposent.
Par exemple, dans nos Centrales nucléaires, il faut un réacteur qui produit près de 3 000 MW thermiques, pour produire seulement 1 000 MW électriques au départ de sa ligne HT.
Cette « perte » va donc réchauffer notre terre de 2 000 MW thermiques (c’est cette vapeur d’eau que l’on voit monter des tours de réfrigération, à des kilomètres de distance).
Il faut donc éviter de propager l’idée que l’énergie électrique est une énergie « propre », et donc, ne l’utiliser qu’à bon escient (=> ne demandez pas à l’IA de travailler à votre place …).
A tous, cordialement (quand même).
Signé : un retraité, qui a longtemps travaillé pour l’équipement de nos Centrales de production
Le peu d’intérêt pour le thorium n’est-il pas lié au fait que le plutonium (indispensable pour les bombes atomiques), n’est pas un produit de décomposition du thorium ?