PARTIE 2 (6 points) - DÉFI ÉNERGÉTIQUE


 Document 1 : Et si on testait le chauffage nucléaire...
 
Le constat de départ est celui d'un formidable gaspillage. Sur l'énergie libérée par la fission des atomes dans un réacteur nucléaire, un tiers seulement est aujourd'hui récupéré en énergie électrique. Les deux tiers restants se perdent dans la nature, la chaleur non utilisée étant évacuée dans l'air ou dans les fleuves et les océans bordant les centrales. Ainsi, l’énergie thermique perdue représente le double de l’énergie électrique produite. « Le gisement de chaleur produite dans les centrales est énorme. Au lieu d'en rejeter la plus grande partie en pure perte, on pourrait l'exploiter, en cogénération, pour le chauffage urbain ou l'industrie et vite subvenir à la moitié de la consommation de la France en chauffage » assure Henri Safa du CEA (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives). Il y faudrait un investissement de l'ordre de 20 milliards d'euros, mais le gain réalisé sur les achats d'hydrocarbures qui alimentent aujourd'hui les réseaux de chaleur serait d'environ 10 milliards d'euros par an. À terme, cela procurerait aux utilisateurs un chauffage « à très bas prix », tout en contribuant à « la décarbonisation de l'économie ».
Reste à savoir comment le public accueillerait la perspective de se chauffer à l'atome. Charlotte Mijeon, porte-parole du réseau Sortir du nucléaire, y voit une hérésie. « Les risques inhérents au nucléaire resteraient entiers, à commencer par la production de déchets radioactifs et la pollution provoquée par l'extraction de l'uranium », dit-elle.
D’après : un article de Pierre le Hir publié dans le Monde le 30 octobre 2013
Document 2 :
 
 
Document 3 :
 Le césium 137 est l’un des principaux déchets radioactifs produits par les centrales nucléaires. Sa courbe de décroissance radioactive est la suivante :


QUESTIONS :
1) Expliquez pourquoi les ressources fissiles ne peuvent pas être considérées comme une source d’énergie renouvelable.


2) Choisissez, dans le document 2, l’équation de la réaction nucléaire à l’origine de la production d’énergie dans une centrale nucléaire.


3) En exploitant le document 3, expliquez le passage souligné dans le document 1.


4) Al’aidedudocument1:
a) Expliquez en quoi consiste la cogénération nucléaire.
b) Une centrale nucléaire est constituée de deux réacteurs produisant chacun une
puissance électrique maximale de 1,30×103 MW. Montrez qu’une telle centrale peut produire en un an une énergie thermique maximale supérieure à 45×106 MWh.

Données :
-Une année correspond à 8,76×103 heures
 1,30 × 8,76 = 11,4


Question

Eléments de correction

Barème

1

L’énergie nucléaire n’est pas renouvelable car le combustible nucléaire ne peut pas être considéré comme inépuisable à l'échelle de temps humaine.

1 point

2

Réaction n°2

0,5 point

3

L’exploitation de la fission dans une centrale nucléaire produit des déchets radioactifs et donc dangereux du fait des rayonnements qu’ils émettent sur des durées très longues. Il se pose donc le problème de la gestion (traitement et stockage) de ces déchets.

D’après le graphique, au bout de 30 ans, il reste la moitié des noyaux de césium initialement présents dans une population et au bout de 120 ans, il en reste encore 1/16e.

Une population de noyaux radioactifs ne peut donc disparaître entièrement à l’échelle d’une vie d’homme.

Total : 2 points

0,5 point pour cause de la dangerosité
0,5 point pour problèmes de la gestion des déchets

0,5 point pour exploitation de la courbe
0,5 point pour conclusion

4 a-

La cogénération consiste en l’utilisation de l’énergie nucléaire non pas seulement pour la production d’énergie électrique mais également pour la production d’énergie thermique.

1 point

4 b-

Energie produite par un réacteur :
E = P.Δt = 1,30.103 × 8,76.103 = 11,4.106MWh

Energie produite par deux réacteurs :
E’ = 2.E = 2 × 11,4.106 = 22,8.106MWh

Energie thermique produite :
Eth = 2.E’ = 2 × 22,8.106 = 45,6.106MWh

Total : 1,5 point

0,5 point par calcul