Si vous avez lu mon dernier article sur l'énergie nucléaire, vous avez vu que cette source d’énergie a encore des avantages majeurs jusqu'à ce que nous soyons en mesure de stocker l'électricité à grande échelle. Elle peut donc être d'une grande aide pour lutter contre le changement climatique au cours des 20 prochaines années. Mais faut-il promouvoir le déploiement de l'énergie nucléaire partout dans le monde, en particulier dans les pays qui ne disposent pas de la technologie nucléaire aujourd'hui ? N'y a-t-il pas un risque que certains pays utilisent cette technologie pour développer des armes nucléaires ?
C'est une question très délicate car elle implique une certaine intuition politique et pas seulement des faits scientifiques purs, contrairement à mes précédents articles sur l'énergie nucléaire sur lesquels j’avais « simplement » besoin de rassembler des faits scientifiques et de connaître l'état de l'art sur le sujet. Je vais vous présenter mes intuitions et je vais essayer d’exposer honnêtement les faits que nous connaissons sur la prolifération, ainsi que les arguments dans les deux sens. Mais il n’existe pas de vérités absolues sur ces sujets, alors n'hésitez pas à donner votre avis dans les commentaires.
Née dans la guerre
Notons d'abord que, malheureusement, la fission nucléaire a d'abord été utilisée pour fabriquer des bombes avant d'être utilisée pour produire de l'électricité. Comme vous le savez, les armes nucléaires ont été utilisées pour la première fois pendant la Seconde Guerre mondiale en 1945, tandis que la première centrale nucléaire a été construite en 1951 en Russie et a fourni de l'électricité pour la première fois en 1954. Les États-Unis ont rapidement suivi avec la première ville à être alimentée avec l'énergie nucléaire en 1955, soit 10 ans après avoir utilisé la bombe.
Dans le cas de l'énergie nucléaire, le développement des technologies initiales se faisait en parallèle et en coopération avec l'armée (que ce soit aux États-Unis ou en France) qui utilisait la technologie nucléaire à la fois pour les armes et pour la propulsion des navires et sous-marins. Il en résulte que nous avons hérité de choix technologiques initialement conçus non pour empêcher la prolifération des armes nucléaires, mais pour faciliter le développement des armes nucléaires en réutilisant la technologie et la matière fissile (uranium enrichi, plutonium).
Comment fabriquer des armes nucléaires ?
L’enrichissement d’uranium
L'uranium naturel trouvé dans les mines est principalement composé d'uranium-238 (99,3%) et de beaucoup moins d'uranium-235 (0,7%), qui sont étroitement mélangés. L'enrichissement de l'uranium est le processus consistant à augmenter la proportion d’uranium-235. Pour utiliser l'uranium comme combustible nucléaire dans les réacteurs à eau légère, il est nécessaire d'augmenter ce taux pour atteindre entre 3% et 5%. Les réacteurs nucléaires à eau légère sont la technologie la plus utilisée dans le monde. Ils ont été principalement développés aux États-Unis puis adaptés par la France pour tous ses réacteurs nucléaires. Cette technologie est également utilisée dans les sous-marins à propulsion nucléaire.
Le problème de prolifération ici est que la même technologie d'enrichissement peut être utilisée pour enrichir l'uranium à des taux beaucoup plus élevés (comme 80%) qui permettent de fabriquer des armes nucléaires comme celle utilisée sur Hiroshima. Le risque typique est qu’un pays prétende développer la technologie d’enrichissement à des fins pacifiques, puis passe à des niveaux d’enrichissement de niveau militaire. Pour ces raisons, les réacteurs nucléaires utilisant cette technologie sont souvent exportés sans la technologie d'enrichissement, et le pays qui achète la centrale nucléaire doit acheter le combustible enrichi à un pays qui effectue déjà l'enrichissement.
Le retraitement du plutonium
Certains réacteurs, appelés réacteurs à eau lourde, utilisés au Canada par exemple, peuvent utiliser l'uranium naturel « tel quel », sans aucun enrichissement. L'avantage est que cette technologie peut être exportée vers des pays auxquels nous ne faisons pas confiance pour développer l'enrichissement de l'uranium, sans pour autant les obliger à dépendre d'autres pays pour l'uranium enrichi. Cependant, il y a ici un autre risque de prolifération. Ces réacteurs produisent plus de plutonium dans leur combustible usé, qui peut ensuite être extrait et utilisé pour fabriquer des armes nucléaires. Par exemple, la bombe larguée sur Nagasaki utilisait du plutonium ainsi généré (dans un réacteur spécialement construit à cet effet, pas dans une centrale nucléaire, mais la réaction nucléaire pour fabriquer le plutonium est la même).
La situation actuelle en matière de prolifération nucléaire
Une étape majeure vers la réduction des armes nucléaires a été le Traité sur la non-prolifération des armes nucléaires (TNP) de 1970, qui a été ratifiée par la plupart des pays du monde, la majorité d'entre eux n'ayant pas d'armes nucléaires. Les pays reconnus comme possédant des armes nucléaires étaient alors les États-Unis, la Russie, le Royaume-Uni, la France et la Chine.
Les objectifs du traité étaient d'empêcher tout nouveau pays de se doter d'armes nucléaires, et de réduire et au final de détruire toutes les armes nucléaires existantes. En échange, les pays dotés de la technologie nucléaire ont accepté d'aider les autres pays à développer l'énergie nucléaire civile.
Comme vous le savez déjà, la promesse d'éliminer complètement les armes nucléaires n'a jamais été tenue. Cependant, la réduction du nombre d'armes nucléaires a connu un certain succès, comme vous pouvez le voir dans le graphique ci-dessous. En outre, l'Afrique du Sud a complètement éliminé ses armes nucléaires, ainsi que certains pays de l'ex-URSS lorsqu’elle a été dissoute (la Russie a conservé les armes nucléaires).
Un autre échec du traité est que de nouveaux pays ont acquis des armes nucléaires :
L’Inde, le Pakistan et Israël ont refusé de signer le traité et ont développé des armes nucléaires (ou ont rendu ambigu de savoir s'ils l'ont fait dans le cas d'Israël)
La Corée du Nord a signé le traité mais l'a violé en développant des armes et en effectuant des essais nucléaires.
La frustration suscitée par l’absence de succès du TNP quant à l’élimination de toutes les armes nucléaires a conduit certains pays à proposer un traité alternatif, le Traité sur l’interdiction des armes nucléaires, qui interdit complètement les armes nucléaires, de la même manière que ce qui est déjà en vigueur pour les armes chimiques, biologiques ou les mines anti-personnel. Par ce traité, les signataires promettent de ne jamais essayer de développer ou d'utiliser des armes nucléaires. Ce nouveau traité est entré en vigueur très récemment, le 22 janvier 2021. Cependant, aucun pays actuellement doté d'armes nucléaires n'a accepté de le signer, son effet se limite donc à empêcher une certaine prolifération nucléaire, mais il n'entraînera aucune réduction de l'arsenal des puissances nucléaires actuelles.
Très récemment également, à la suite d'un changement de politique après l'investiture de Joe Biden en tant que nouveau président des États-Unis, les États-Unis et la Russie ont convenu de prolonger le traité New START de cinq ans, dans lequel les deux pays ont accepté de réduire le nombre de lanceurs de missiles nucléaires.
Plus d'énergie nucléaire conduit-il à plus d'armes nucléaires ?
Passons maintenant à la question difficile, qui est de savoir si la promotion de plus d'énergie nucléaire dans le monde augmente les risques de prolifération.
Le système politique anti-prolifération actuel
Premièrement, nous devons nous rappeler que dans le Traité sur la non-prolifération des armes nucléaires (TNP), les pays sans armes nucléaires ont accepté de ne pas les développer en échange d’éliminer de celles des puissances nucléaires (ce qui n'a pas eu lieu) et d’aider les pays sans nucléaire à accéder à l'énergie nucléaire civile. L'accès à l'énergie nucléaire civile joue donc un rôle d'incitation à suivre les règles du TNP. Sans cette récompense, il n'y a fondamentalement aucune contrepartie pour les pays non dotés d'armes nucléaires. Pour avoir accès à la technologie nucléaire civile, les signataires doivent accepter les contrôles de l'AIEA (Agence internationale de l'énergie atomique) qui vérifie que la technologie nucléaire n'est pas détournée à des fins militaires.
En théorie, les pays qui ne respectent pas le Traité de non-prolifération (TNP) ne peuvent pas importer de technologies et de combustibles nucléaires, car ceux-ci sont contrôlés par le Groupe des fournisseurs nucléaires (GFN) qui comprend tous les fournisseurs de technologies nucléaires. Pour cette raison, le Pakistan, l'Inde et Israël sont bannis du GFN (c'est l’une des raisons pour lesquelles Israël n'a pas de centrales nucléaires bien qu'il ait probablement des armes nucléaires). Mais la Chine a tout de même convenu d'une coopération civile avec le Pakistan, et les États-Unis ont fait de même avec l'Inde. Ainsi, dans la pratique, l'interdiction est soumise aux stratégies géopolitiques des grandes puissances.
Le risque du savoir-faire nucléaire
Si un pays veut développer des armes nucléaires, il a besoin de connaissances sur la manière d'exploiter en pratique des installations nucléaires. Une stratégie pour un pays pour développer des armes nucléaires peut donc être de prétendre d'abord développer l'énergie nucléaire à des fins pacifiques afin de d'accumuler du savoir-faire nucléaire et des stocks de matières fissiles. Ensuite, il peut quitter le traité et réutiliser tout cela pour créer des armes nucléaires.
La Corée du Nord est un exemple de ce type de stratégie. Elle avait construit un réacteur nucléaire expérimental qui utilisait de l'uranium non enrichi, puis a extrait une partie du plutonium à des fins militaires. L’AIEA l'a découvert en 1992, mais le mal était fait, car le gouvernement avait alors le plutonium en sa possession. Et comme vous le savez, la Corée du Nord a depuis développé de véritables armes nucléaires.
C'est aussi de cette manière que l'Inde a fabriqué ses premières armes nucléaires, en extrayant le plutonium produit dans un réacteur de recherche à eau lourde construit avec l'aide du Canada et des États-Unis. Cela s'est produit avant la mise en place des contrôles de l'AIEA, nous pouvons donc douter que ce soit si facile aujourd'hui.
Un dernier argument contre la promotion de l'énergie nucléaire dans le monde est le problème de la latence nucléaire ou du nuclear hedging. Certains pays comme le Japon ont une technologie nucléaire civile très avancée, l'enrichissement d'uranium et le retraitement du plutonium étant régulièrement utilisés pour les centrales électriques civiles. Cela signifie qu'il leur serait très facile d'utiliser ces installations pour enrichir de l'uranium au niveau militaire et de le combiner avec le plutonium extrait* pour fabriquer une bombe. Certains pays sont soupçonnés de s'appuyer sur une stratégie appelée hedging, ce qui signifie qu'ils ne construisent pas réellement d'armes nucléaires, mais ils s'assurent de pouvoir les fabriquer s'ils le jugent nécessaire, par exemple si un pays rival les développe. Si de nombreux pays deviennent « prêts » de cette manière, cela peut rendre le développement d'armes nucléaires plus probable si un pays déclenche un effet en cascade.
*Erratum : Il n’est en fait pas possible d’extraire du plutonium de qualité militaire des réacteurs nucléaires en service au Japon, car le plutonium doit être extrait rapidement ce qui n’est pas possible avec leur type de réacteur. Il faudrait donc construire un réacteur conçu précisément dans le but de générer du plutonium militaire.
Et le nucléaire chez nous ?
Pour les raisons que j'ai expliquées, on pourrait soutenir que ce soit une mauvaise idée de promouvoir l'énergie nucléaire partout dans le monde. Mais qu'en est-il de la promotion de l'énergie nucléaire dans les pays industrialisés qui disposent déjà de la technologie nucléaire ?
Un argument anti-nucléaire serait que l'industrie nucléaire locale cherche à vendre ses centrales nucléaires à l'étranger, ce qui fait qu'elle exporte la technologie et augmente ainsi les risques de prolifération. Si nous arrêtions totalement d'utiliser l'énergie nucléaire, notre industrie nucléaire disparaîtrait (ce qui est en soi une hypothèse), et elle ne pourrait donc plus exporter sa technologie et n’entraînerait donc plus les risques de détournement technologique décrits précédemment.
Néanmoins, je trouve cet argument moyennement convaincant, car d'autres puissances nucléaires pourraient simplement s’emparer du marché au lieu de notre industrie nucléaire locale, et pourraient même être plus irresponsables. Cet argument serait valable s'il y avait un moyen de se mettre d’accord au niveau mondial pour supprimer progressivement l'énergie nucléaire, ce qui semble peu probable.
Le thorium est-il la solution ?
Certains déplorent le choix de l'uranium comme source d'énergie nucléaire, qui serait la cause de tous ces problèmes. Selon les partisans du thorium, si l'énergie nucléaire avait été conçue dès le départ pour des usages pacifiques uniquement, des choix technologiques différents auraient été faits et le thorium aurait été choisi à la place de l'uranium. Sans uranium, il n'y aurait aucun risque lié à l'enrichissement de l'uranium, et le plutonium n'existerait pas du tout (le plutonium ne se trouve pas dans les mines comme l'uranium, il apparaît par la transmutation de l'uranium-238 dans les réacteurs nucléaires).
Cependant, bien que cela puisse être vrai, le passage de toute l'industrie nucléaire de l'uranium au thorium prendrait peut-être de 20 à 30 ans. Ce n'est pas impossible à réaliser, mais cela rend les arguments en faveur de l'énergie nucléaire très faibles à mon avis. En effet, dans 20 ans, les énergies renouvelables seront probablement moins bien chères et le stockage d'électricité à grande échelle pourrait être possible à un coût raisonnable. L'attrait de l'énergie nucléaire est que cette technologie est disponible dès maintenant pour lutter contre le réchauffement climatique, dans un mix avec d'autres sources d'énergie décarbonées, comme je l'expliquais dans mon article précédent.
Conclusion
La prolifération nucléaire est un sujet complexe. Je pense que nous ne pouvons pas simplement ignorer les risques de développer davantage d'énergie nucléaire dans le monde et en particulier le risque que certains gouvernements détournent les installations et les combustibles nucléaires à des fins militaires.
Le choix des sources d'énergie est un compromis entre les risques de prolifération avec l'énergie nucléaire, les risques du réchauffement climatique avec les énergies fossiles et les risques économiques avec les énergies renouvelables intermittentes (éolien et solaire). Si l'énergie nucléaire devient non compétitive à l'avenir du fait du stockage d'électricité à grande échelle et d’énergies renouvelables bon marché, on pourrait défendre l’abandon de la technologie nucléaire pour réduire les risques de prolifération. Mais avant cela, nous pourrions encore avoir besoin de l'énergie nucléaire et nous devons faire de notre mieux pour empêcher la prolifération des armes nucléaires.
Pour en savoir plus
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Thorium - la face gâchée du nucléaire (vidéo sur Youtube), documentaire diffusé en 2016 sur Arte
En anglais et sur inscription : “Who’s next? - Nuclear proliferation is not fast, but it is frightening”, in The Economist, Jan 30th 2021 edition