l'énergie nucléaire pour quel usage?

En 1895, un physicien allemand Röntgen fit une découverte remarquable : lorsqu'un faisceau d'électrons frappe la paroi de verre de l'enceinte à vide où ils sont produits, celle-ci luit et émet un rayonnement aux propriétés étonnantes.

Très pénétrant, il traverse non seulement l'air et le verre, mais aussi le papier et le bois. Lorsqu'on interpose la main sur son passage, c'est l'ombre des os que l'on aperçoit sur un écran luminescent ou sur une plaque photographique. On donna à ce rayonnement, tout d'abord mystérieux, le nom de rayons X  ou rayons de Röntgen. Röntgen supposa que ces rayons étaient analogues aux rayons de lumière, mais de longueur d'onde plus courte, donc plus énergétique, ce qui fut vérifié.

 La radioactivité naturelle

En 1896, Henri Becquerel entreprit des recherches pour examiner si certaines substances phosphorescentes n'émettaient pas des rayons analogues aux rayons X. Parmi ces substances, il choisit un sel d'uranium, métal  découvert à la fin du XVIIIème siècle. Becquerel s'aperçut par hasard - "mais le hasard est l'allié des esprits qui sont préparés à l'exploiter"  faisait remarquer Pasteur - qu'un morceau d'uraninite, posé sur des plaques photographiques emballées de papier noir avait voilé celles-ci. On découvrait que certains corps peuvent spontanément émettre des radiations et se transformer en d'autres corps. Pierre et Marie Curie donneront l'explication de ce phénomène qu'ils appelleront "radioactivité". En 1898. ils découvrent deux éléments très radioactifs contenus dans la pechblende, le polonium et le radium. 

 Les radiations sont constituées de particules chargées et de neutrons. Les particules chargées, des rayons alpha, bêta ou gamma,  sont porteurs d'énergie. Les particules alpha sont des noyaux d'hélium, formés de deux protons et deux neutrons. Les particules bêta sont des électrons négatifs (négatons) ou positifs (positons). Le rayonnement gamma est une onde électromagnétique très courte, très pénétrante et non chargée électriquement.

 Le becquerel, unité de mesure de la radioactivité, correspond à une moyenne de 1 transition nucléaire spontanée par seconde.

 La radioactivité est un phénomène naturel. Depuis que l'homme est apparu sur la planète, il a toujours été irradié par le ciel et la terre. Nous respirons, nous buvons et nous mangeons des atomes naturels radioactifs. Des expériences sembleraient prouver qu'une faible dose de radioactivité est nécessaire à la vie des organismes simples. Les priver d'une certaine quantité d'irradiation perturbe le rythme de leur croissance.  Mais cette  dose doit être très limitée. La pénétration des rayons dans un milieu de faible masse comme les tissus biologiques peut provoquer des perturbations cellulaires. Ce sont les cellules qui se reproduisent rapidement qui sont les plus sensibles à l'action de ces rayonnements.

 L'unité de mesure de dose absorbée est le gray (du nom du physicien Louis Harold Gray). Elle équivaut à la dose absorbée par une masse de 1 kg auquel le rayonnement communique une énergie de 1 joule (Annexe 8). La mesure en tant que dommages apportés aux organes ou tissus humains est le sievert, (du nom du physicien suédois Rolf Sievert).  La dose maximale pour un individu  est de 0,02 Sv par an. Au-delà, des effets pathologiques peuvent être très graves sur les plantes, les animaux et les hommes. L'exposition moyenne en France est de 0,3 mSv par an..

 Trois grandes familles radioactives ont été mises en évidence. Elles descendent respectivement de l'uranium 238, du thorium et de l'uranium 235. L'uranium 235 et l'uranium 238 sont des isotopes. On appelle ainsi des corps dont le noyau des atomes possède le même nombre de protons mais des nombres différents de neutrons. Ils ont les mêmes propriétés chimiques. L'uranium 235  contient 92 protons et 143 neutrons, l'uranium 238, 92 protons et 146 neutrons. L'uranium naturel est un mélange des 3 isotopes 238 U (99,28% ), 235 U (0,71% ) et 234 U (0,006% ). Le radium fait partie de la famille radioactive de l'uranium. Il se transforme spontanément en un gaz actif, le radon. En dehors de ces grandes familles, on a mis également en évidence d'autres isotopes radioactifs naturels comme le potassium 40 que l'on trouve  en très faibles proportions dans notre sel de cuisine.

 Les éléments radioactifs ont des durées de vie propre à chacun. A l'intérieur d'une famille, il existe  des éléments à courte vie et d'autres à longue vie. La période est la durée au bout de laquelle la moitié de la masse d'un corps radioactif s'est désintégrée. L'uranium 238 a  une période de 4,5 milliards d'années, le radium une période de 1600 ans.

La radioactivité artificielle et les transmutations

 Au début de 1919, à Manchester, Rutherford découvre, au cours d'une de ses expériences, qu'une particule alpha émise par une source de radium peut, en passant à travers l'azote de l'air, donner lieu à une réaction nucléaire. Il considéra qu'il s'agissait de la désintégration de l'azote en oxygène. Quelques années plus tard, les observations confirmèrent ses hypothèses et permirent d'expliquer le premier exemple de transmutation.

 Depuis les expériences de Rutherford, bien d'autres transmutations nucléaires ont été réalisées. En 1934, Frédéric Joliot, en collaboration avec sa femme Irène Curie, produit un noyau radioactif artificiel de phosphore  en envoyant des particules alpha sur une feuille très mince d'aluminium. On sait transformer depuis  un noyau de carbone en azote, un noyau de cuivre en nickel, un noyau d'argon en potassium et même un noyau de plomb en or. Mais il faut utiliser des particules de grande énergie et le prix de quelques molécules d'or ainsi obtenues est beaucoup plus élevé que celui de l'or naturel. Selon les alchimistes, cette transmutation peut se réaliser par des procédés  nécessitant l'apport de moins d'énergie et donc moins onéreux. Il en est qui, aujourd'hui encore,  tentent de percer la réalisation de cette transmutation dans le déchiffrage des ouvrages ésotériques.

Les réacteurs atomiques

 Enrico Fermi, un savant italien qui avait fui le fascisme, réalisa en décembre 1942, à Chicago, une expérience qui devait bouleverser le monde. Après avoir empilé des barres de graphite dont certaines, creuses, contenaient de l'uranium, il plaça au coeur de cette construction des tiges de cadmium. Il y avait là 400 tonnes de graphite et 50 tonnes d'uranium. Quand Fermi retira les tiges de cadmium, l'énorme empilement se mit à émettre de l'énergie. Une puissance très faible, insuffisante pour allumer une petite ampoule mais c'était un grand événement historique. Fermi venait de montrer pour la première fois qu'il était possible de déclencher et de contrôler une réaction nucléaire de fission en chaîne. Une énergie nouvelle venait de naître.

 En 1945, cette énergie nouvelle frappa le monde de stupeur lorsqu'on apprit qu'elle avait été utilisée pour détruire deux villes japonaises, Hiroshima et Nagasaki, malgré les protestations et les mises en garde des savants.

 L'uranium est le métal utilisé pour la production de l'énergie nucléaire.  L'uranium 235 est fissile. Frappé par un neutron, son noyau se rompt, se transmute en 2 corps plus légers, radioactifs, et libère en moyenne 2,5 neutrons. Le résultat de cette fission a une masse inférieure à celle qui existait primitivement. La différence s'est transformée en énergie comme Einstein l'avait prévu dans sa formule E = mc2. La transmutation d'un gramme d'uranium 235 libère autant d'énergie que la combustion de 2 tonnes de pétrole ou de 3 tonnes de charbon. L'uranium 238, lui, est fertile. Frappé par un neutron il l'absorbe et se transforme en plutonium 239 fissile.

 Les 2,5  neutrons dégagés en moyenne par la fission de l'uranium 235 vont, soit se perdre dans la matière entourant le combustible nucléaire, soit être absorbés par un noyau non fissile de l'uranium 238, soit frapper un autre noyau d'uranium 235 fissile, le briser, ce qui dégagera de nouveau en moyenne 2,5 neutrons. La réaction s'éteint d'elle-même si la plupart des neutrons libérés par la fission se perdent à l'extérieur du combustible ou sont absorbés par les éléments non fissiles. C'est la probabilité la plus forte. La réaction ne s'éteint pas, elle "s'entretient à l'identité" si pour chaque émission de 2,5 neutrons, l'un d'entre eux vient frapper un noyau fissile qui dégagera à son tour 2,5 neutrons, les autres se perdant. C'est le résultat que l'on cherche à obtenir dans un réacteur nucléaire. La réaction s'accélère lorsque les 2,5 neutrons libérés viennent briser plus d'un noyau fissile à chaque génération, ce qui dégage une quantité rapidement croissante de neutrons. C'est la réaction que l'on cherche à provoquer dans une bombe atomique.

 Pour que la réaction s'entretienne, il faut favoriser  les chances de rencontre entre neutrons et noyaux fissiles. Diverses techniques peuvent être utilisées. On peut diminuer les risques de perte des neutrons vers l'extérieur en augmentant la masse du combustible. La masse minimale à partir de laquelle la réaction s'entretient est la masse critique. On peut ralentir la course des neutrons par un modérateur. On constate en effet que plus les neutrons sont lents, plus il y a de chances pour qu'un neutron frappe un noyau du combustible. On peut également  enrichir la proportion de noyaux fissiles que le combustible contient. C'est ainsi que dans les centrales nucléaires les plus courantes aujourd'hui l'uranium enrichi contient un peu plus de     3,5 % d'uranium 235 fissile contre 0,7 % à l'état naturel.

 Un autre procédé utilisé pour favoriser la réaction en chaîne est d'employer un combustible dont la fission dégage plus de 2,5 neutrons en moyenne. C'est le cas du plutonium dont la fission libère en moyenne 3 neutrons.

Principe du réacteur

 Au coeur d'un réacteur nucléaire, la chaleur produite par la fission des produits radioactifs élève la température d'un circuit primaire. Pour éviter toute fuite de produits radioactifs, le circuit primaire échauffe l'eau d'un circuit secondaire  dans un échangeur. La vapeur d'eau produite est envoyée vers une turbine qui actionne l'alternateur produisant le courant électrique.

 Le contrôle du fonctionnement du réacteur est assuré par  un modérateur  qui ralentit les neutrons. On emploie l'eau ordinaire, l'eau lourde ou le graphite. Le noyau de l'atome d'hydrogène  de l'eau ordinaire est formé d'un proton, celui de  l'atome d'hydrogène de l'eau lourde d'un proton et d'un neutron. On l'appelle deutérium. Le deutérium est très rare : 1 atome pour 6700 atomes d'hydrogène de l'eau ordinaire. Ces deux isotopes ayant des propriétés chimiques identiques, il est difficile - et très coûteux - de les séparer.

 Pour favoriser la réaction en chaîne, un  procédé consiste à employer, avec l'uranium 235, le plutonium.

 Le plutonium, radioactif, n'est pas un élément naturel. Sa période de 24 000 ans est trop courte pour qu'il ait pu subsister à l'échelle de l'âge de la terre. Il est produit au coeur des centrales nucléaires. Comme l'uranium 235, il subit facilement la fission. Après avoir été formé au coeur du réacteur, il participe lui-même à la fission et prolonge la durée de l'emploi de l'uranium 235. Mais celui-ci s'use quand même et au bout d'un certain temps, il faut décharger ce combustible irradié pour le remplacer par du combustible frais. En France, ces combustibles irradiés sont retraités pour réduire le volume des déchets et récupérer les matières fissiles, le plutonium et accessoirement l'uranium 235 résiduel.

 Le plutonium peut être utilisé dans n'importe quel type de réacteur. Mais il semblait plus judicieux, pour des techniciens, de l'utiliser dans des réacteurs à neutrons rapides  appelés surgénérateurs qui ne nécessitent pas l'emploi d'un modérateur. A la fin du traitement dans ces réacteurs  on récupère plus de plutonium qu'il y en avait au chargement. Il pourra constituer le combustible d'un autre type de réacteur. Dans un surgénérateur le sodium liquide récupère la chaleur produite au coeur du réacteur et la transmet à un circuit d'eau qui se transforme en vapeur faisant tourner les turbines.

 En France, deux surgénérateurs ont été construits : Phénix  à Marcoule et Superphénix  à Creys-Malville. Des débats passionnés ont abouti à la fermeture de cette dernière en 1998 (Annexe 7).

Les déchets radioactifs

 Si les réacteurs nucléaires présentent l'avantage de fournir de l'énergie, ils ont également des inconvénients.  Dans nos centrales à eau sous pression, celle-ci est élevée à une température de 300 degrés environ par le réacteur et la vapeur actionne les turbines. Mais le rendement n'est que d'un tiers. Les deux tiers de l'énergie produite sous forme de chaleur sont perdus. Il faut  évacuer cette chaleur. Pour cela,  les centrales sont construites au bord de la mer ou d'un fleuve à fort débit. L'échauffement produit par l'eau  évacuée devient négligeable au-delà de quelques kilomètres. Quand le débit du fleuve est faible, on refroidit  l'eau chaude dans des tours  d'une centaine de mètres de hauteur  avant de la rejeter dans le fleuve. Cependant,  une fraction de gaz rares radioactifs, difficiles à piéger dans les filtres du réacteur, sont également rejetés par ces hautes cheminées pour être  dispersés dans l'atmosphère.

 Le principal sous-produit des centrales reste les déchets radioactifs. Ils sont classés selon la durée de leur vie et leur radioactivité. Les déchets de faible et moyenne activité, à vie courte, sont stockés en surface. Les déchets de haute activité et à vie longue sont en général enrobés de bitume, de béton ou de résine. A la Hague et à Marcoule ils sont conditionnés sous forme de blocs solides de verre insoluble. En 1994, la France comptait 1050 sites de stockage, 1207 en 1998, Le centre de Digulleville, dans la Manche, où les déchets sont stockés pour plusieurs siècles, saturé, n'est plus exploité depuis 1994. Le centre de Soulaines-Dhuys, dans l'Aude, accueillera jusqu'en 2050 tous les déchets faiblement et moyennement radioactifs. La France a autorisé en 1998 la construction de 2 laboratoires de recherche souterrains pour étudier le stockage des déchets de haute activité ou à vie longue dans des couches géologiques profondes. Mais si ce stockage apporte une solution au présent, il peut avoir des conséquences tragiques pour les générations à venir.

 Il existe dans l'Atlantique Nord et le Pacifique Nord une cinquantaine de sites de déchets. Depuis 1993, 15 pays riverains de l'Atlantique dont la France, ont interdit définitivement leur rejet en mer. Le dernier site utilisé connu date de 1982 et se trouve à 550 km de l'Europe.

 Les effets pathologiques de la radioactivité

 Un réacteur ne peut en aucun cas devenir une bombe atomique. Le danger de l'emballement du noyau de la centrale qui exploserait est à écarter.

 S'il y a, pour une raison quelconque, libération intempestive de puissance, donc échauffement des matériaux, davantage de neutrons sont capturés et moins sont disponibles pour de nouvelles fissions; le système réagit donc spontanément pour contrecarrer "l'excursion" de puissance : cet effet ralentit automatiquement une réaction en chaîne qui s'emballerait. (L'énergie nucléaire - Paul Reuss. Col. Que sais-je?)

 Cependant, après l'accident survenu à Tchernobyl au cours duquel le nuage radioactif a fait le tour de la Terre touchant particulièrement l'Ukraine, la Biélorussie (70% des retombées), la Finlande, la Scandinavie, la Pologne, l'Allemagne, la France et l'Italie,  des doses 1000 fois supérieures à  la dose maximale ont été mesurées.

La manipulation et l'exposition aux corps radioactifs présentent de réels dangers.

 Les rayonnements des corps radioactifs peuvent avoir des effets sur l'organisme de l'individu irradié lui-même.  Ce sont les effets somatiques. Ils peuvent aussi affecter les descendants de l'individu irradié. Ce sont les effets génétiques.

 Les effets pathologiques sont classés en deux types en considérant les conditions dans lesquelles ils se manifestent. Les effets du premier type se manifestent à coup sûr lorsque la dose reçue a atteint ou dépassé une certaine valeur et jamais au-dessous de celle-ci (modification de la formule sanguine, diminution des défenses immunitaires, possibilités de malformations cérébrales chez l'embryon, malaises, diarrhées, stérilité ... ). Les effets du second type n'apparaissent, lorsqu'une population est irradiée, que chez quelques individus, au hasard. C'est le cas des affections malignes comme les cancers, les leucémies et les effets génétiques. La gravité de ces effets est indépendante de la dose reçue. Leur fréquence d'apparition croît lorsque la dose s'élève. Pour un effet donné (lésions de la peau, cataracte ou différentes manifestations du syndrome aigu d'irradiation) on peut déterminer deux valeurs de la dose : l'une au-dessous de laquelle aucun individu ne sera atteint, l'autre au-delà de laquelle tous les individus subiront l'effet considéré.

Le stockage des déchets radioactifs inquiète l'opinion publique et soulève de vives discussions, des manifestations, comme celles provoquées par l'usine de traitement de la Hague.

L'usine de La Hague est entrée en fonctionnement en 1976, et représente aujourd'hui une capacité de traitement de 400 tonnes par an de combustible oxyde d'uranium, provenant des réacteurs PWR. (réacteurs à eau sous pression ) Cette capacité doit être portée  à 1200 puis 2 000 tonnes par an. A ce jour, elle a traité 450 tonnes de combustibles, dont 100 en 1981. Avec ces installations, la Cogema dispose ainsi d'un quasi-monopole, qu'elle ne partage qu'avec la Grande-Bretagne : l'usine de Winddscale peut traiter 400 tonnes par an de combustibles en provenance de réacteurs graphite-gaz.

Le Japon possède bien l'usine de Tokaï-Mura, du même type que celle de La Hague, construite également par Saint-Gobain-Techniques Nouvelles, d'une capacité de 200 tonnes par an. Mais il hésite à  s'engager dans le maniement du plutonium, invoquant pour cela des causes politiques et sociales bien compréhensibles, et préfère envoyer ses déchets radioactifs en France et en Grande-Bretagne. Aux États-Unis, les trois usines civiles existantes sont arrêtées, pour des raisons techniques ou politiques (en 1997, le président Carter s'était opposé au retraitement). Et la R.F.A., la Suède, le Canada n'ont pas l'intention de s'engager dans le retraitement.

En fait, la prudence observée par la plupart  de ces pays à  l'égard du retraitement s'explique par des raisons techniques et économiques. Les opérations de cisaillage des aiguilles combustibles, de dissolution des combustibles et d'extraction de l'uranium et du plutonium sont très complexes et délicates à réaliser, du fait de la radioactivité des produits maniés. En outre, le bilan économique de l'opération ne lui est pas à l'évidence favorable. (J-P Angelier- Le nucléaire )

Depuis 1995, les combustibles envoyés par l'étranger à la Hague et qui étaient jusqu'alors entreposés dans des silos sont rapatriés. A cette date, une étude épidémiologique du Professeur Jean François Viel avait signalé une légère augmentation des cas de leucémie infantile sur 15 ans. Une corrélation avait été établie entre la fréquentation des plages, l'ingestion de produits de la mer et les risques d'apparition de la maladie. Des sources de radioactivité dans l'environnement marin ont été constatées par les uns, contestées par d'autres. Green peace a critiqué les normes de rejet en mer d'iode radioactif et relevé la présence de sédiments radioactifs dans les prélèvements. Des crabes présenteraient une forte contamination  qui dépasse le seuil autorisé pour la consommation. La pêche et la navigation sont interdites aux abords de la canalisation d'évacuation des rejets en mer.

 Armes nucléaires

 Le principe de la bombe atomique est simple et n'est plus un secret : il faut éviter le ralentissement de la réaction en chaîne. Pour cela, un explosif classique concentre la matière fissile qui peut être de l'uranium enrichi au moins à 95% d'uranium 235 (bombe d'Hiroshima) ou du plutonium (bombe de Nagasaki). A l'instant précis où  l'explosion a rassemblé cette matière, on injecte les neutrons. Si le principe de fabrication est simple, les difficultés techniques sont réelles, sans être insurmontables. Les grandes puissances ont cru, dans les années d'après guerre, être les seules à pouvoir maîtriser la puissance nucléaire et en garder le monopole. Dans son édition de 2 000, "Quid" cite les 9 pays qui, à cette date ont construit l'arme nucléaire : les USA (60 000 têtes depuis 1945),  l'URSS (30 000 têtes),  la France, la Grande-Bretagne, la Chine, l'Inde, Israël (aidé secrètement par la France dans les années 1950), le Pakistan et l'Afrique du Sud qui affirme en mars 1993 avoir démantelé ses 6 armes nucléaires. L'Argentine, le Brésil,  les deux Corées, l'Irak et l'Iran  seraient susceptibles  de l'avoir à court terme. 30 pays pourraient en fabriquer, "à des fins pacifiques", à partir de déchets de centrales nucléaires. Cette édition signale également que le général Alexandre Lebel a affirmé en septembre 1997 que l'armée russe avait perdu la trace de plus d'une centaine de bombes nucléaires de 1 kilotonne dont la mise à feu peut être opérée en moins d'une demi-heure par une seule personne. Dans son édition de 1989, Quid signalait également que 450 kg d'uranium enrichi de qualité militaire,  soit de quoi fabriquer 225 bombes du type d'Hiroshima, ont disparu des Etats-Unis en 1950.

 Depuis Hiroshima et Nagasaki, d'autres types de bombes ont été expérimentés. En 1981 le Président Reagean a décidé la construction et le stockage d'un nouveau type de bombe nucléaire, la bombe à neutrons, due à l'Américain Samuel Cohen. Elle permet de traverser des concentrations de forces blindées "sans causer trop de destructions à l'environnement". Elle détruit les composants électroniques des appareils électriques et "neutralise"  les hommes.

 La bombe thermonucléaire utilise la fusion de l'hydrogène. La plus puissante a été expérimentée par l'URSS le 31 octobre 1961. L'onde de choc de cette bombe  fit trois fois le tour de la Terre, le premier en 36 heures 27 minutes. (Quid)

 La fusion nucléaire

 La fission est la rupture, sous l'impact d'un neutron, d'un noyau lourd en noyaux plus petits. La somme des masses de ces noyaux est inférieure au noyau lourd. Cette différence de masse est transformée en une quantité équivalente d'énergie qui se dégage sous forme de chaleur.

 Au coeur des étoiles, l'énergie est produite par la fusion  d'atomes d'hydrogène. La chaleur crée une telle excitation que 4 noyaux d'hydrogène, dépouillés de leurs électrons périphériques, (c'est l'état de plasma), contenant chacun un proton positif entrent en collision de façon si violente que la répulsion des charges positives est vaincue. Les 4 protons se rassemblent et forment un noyau d'hélium. Toute l'énergie de liaison des quatre protons de l'hélium est libérée. Cette réaction a lieu au coeur du soleil et de toutes les étoiles.

La fusion de l'hydrogène ne peut se faire qu'à très haute température. Dans la bombe H, celle-ci est obtenue par l'explosion préliminaire  d'une bombe "A", à fission. La fusion de l'hydrogène en hélium peut alors avoir lieu et une énergie colossale est libérée. La bombe H expérimentée par les Russes avait une  puissance de 57 à 90 Mt (millions de tonnes) soit l'équivalent de 3 000 à 4 500 bombes du type de celle d'Hiroshima (puissance 20 kt).

 La fusion ne produit aucun déchet radioactif. Si l'on parvenait à maîtriser cette force pour l'utiliser dans un but pacifique, on disposerait d'une source d'énergie inépuisable. A l'heure actuelle, les physiciens sont parvenus à un démarrage modeste de la réaction de fusion avec  des atomes de deutérium et de tritium, des isotopes de l'hydrogène. Les noyaux sont maintenus loin des parois de la machine qui ne résisteraient pas  à la température de 100 millions de degrés nécessaires par des champs magnétiques. Le 21 juillet 1992, les Etats-Unis, le Japon, la CEI et l'Union européenne associés au Canada décident du programme ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Ce projet devrait permettre de démontrer, vers 2010, la faisabilité d'un réacteur de fusion. De l'avis de scientifiques, il est aujourd'hui très ralenti, pour des raisons plus économiques et politiques que scientifiques.

L'énergie, un besoin essentiel

 L'homme a besoin d'énergie pour lui-même. Son organisme la trouve dans la nourriture qu'il assimile. Sans nourriture, il meurt. L'industrie  consomme également sans cesse de l'énergie. en quantités beaucoup plus grandes et sous des formes différentes. Le pétrole brut reste aujourd'hui la première source mondiale d'énergie. Elle représente 38% de la consommation.

 Les statistiques de l'ENERDATA, citées dans "L'économie mondiale de l'énergie" de Jean-Marie Martin (Collection Repères, La Découverte), montrent que la consommation mondiale d'énergie a augmenté constamment depuis les premières estimations établies pour 1700. Pour établir une étude comparative des besoins des différents secteurs, on exprime la consommation en tonnes d'équivalent pétrole (tep et Gtep, G est le symbole qui multiplie l'unité par un milliard). Depuis le début du XXème siècle, les consommations de  pétrole et de gaz naturel augmentent constamment : 1900 : 0,963 Gtep - 1950 : 2,148 Gtep - 1973 :  6,041 Gtep -  1987 : 7,859 Gte.

 Quels  seront ensuite les besoins de la population qui continuera à croître au cours de la première moitié du XXIème siècle et tendra vers 10 milliards en 2050 ? L'incertitude est grande, car différents facteurs entrent en jeu. Les divergences apparaissent, entre autres,  sur la croissance des consommations d'énergie par habitant dans les pays développés et ceux en développement. Des écarts importants sont liés aux technologies qui peuvent augmenter le rendement et aux conditions variables de leur diffusion qui rendent très difficile l'évaluation de la durée des réserves des produits non renouvelables stockés par la nature, le pétrole, le gaz naturel, le charbon et l'uranium. Nous détruisons plus rapidement ces stocks qu'elle ne les reconstitue. Les réserves de charbon vont de 170 ans à 1200 ans selon les estimations faites. Pour le gaz naturel les chiffres varient de 60 à 230 ans, pour le pétrole de 50 à 150 ans (Quid et l'Economie mondiale de l'énergie). En ce qui concerne l'énergie nucléaire, dans le cadre des techniques actuelles n'utilisant que l'uranium 235, la pénurie apparaîtrait dans le courant du XXIème siècle.

On cherche aujourd'hui à utiliser des sources renouvelables :

- l'énergie solaire, très importante dans certaines régions comme l'Inde la Chine et l'Afrique.

- l'énergie du vent : des éoliennes fonctionnent principalement en Allemagne, aux Etats-Unis et au Danemark où le parc éolien fournit 10% des besoins. En France, cette source n'en couvre que 0,01 % .D'ici 2010, il est envisagé de multiplier par 20 cette production. Mais, rapportés à la production, le matériel et l'encombrement de l'espace sont très importants. Une éolienne de 4,50 m de diamètre peut produire en moyenne en un an 5000 kWh. La consommation d'un foyer domestique, pendant la même durée, varie entre 1000 à 6000 kWh.

- l'énergie des marées : usine de la Rance en France, d'Annapolis au Canada.

- l'énergie géothermique des roches profondes, principalement exploitée aux USA, aux Philippines, en Italie, au Japon, en Indonésie.

 Selon une étude faite, les énergies renouvelables pourraient  fournir les deux tiers de la consommation totale de l'énergie consommée dans le monde. Leur potentiel  est cependant encore  peu utilisé. L'Allemagne, suivie de l'Autriche, du Danemark et de la Suède accorde une part croissante à ces énergies propres. En France, leur recours reste marginal.

 Le développement de ces sources d'énergie renouvelable nécessite de nouvelles techniques d'exploitation. Pour que cette orientation soit bénéfique à l'humanité, ceci exige une coopération mondiale. Dans la situation actuelle où les rapports entre tous les états sont loin de reposer sur des liens de solidarité économique, une volonté commune de limiter les effets de pollution, chaque état, chaque grande puissance s'efforce de pouvoir subvenir à ses besoins, sans avoir recours à une aide étrangère.   politique qui ne facilite pas une modification de nos techniques et de nos habitudes.

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