Le nucléaire, une révolution industrielle inachevée

La maîtrise de l’énergie nucléaire constitue un des hauts faits technoscientifiques de notre époque. On la considère souvent même comme l’expression achevée d’une révolution industrielle propre au XXe siècle, la troisième, pour être plus précis. Selon moi, cette opinion est erronée et je m’explique.

L’âge de la vapeur

Par révolution industrielle, on entend d’abord, du point de vue technique, la conquête de la vapeur. Elle a eu lieu en Angleterre, dans la deuxième moitié du XVIII^e siècle, avant de s’étendre ensuite au monde entier. Elle supposait l’exploitation et l’utilisation du charbon comme source d’énergie, tandis que la vapeur agissait comme force de travail. Autrement dit, le charbon produisait la vapeur, laquelle actionnait les machines. Rappelons qu’une machine utilise et transforme une source d'énergie interne; en d’autres termes, et contrairement à toutes les techniques antérieures à la période industrielle, elle dispose d’un moteur. Auparavant, l’homme était limité aux sources d’énergie renouvelable comme le bois, le vent et l’eau, ou encore la force animale. Mais pour la première fois de son histoire, l’humanité pouvait dorénavant faire appel aux énergies artificielles sur une vaste échelle. C’est la raison pour laquelle on parle, à propos de cette époque, de l’avènement du machinisme; la révolution industrielle, c’est l’âge de la machine.

De nouvelles sources d’énergie

On peut dire que la deuxième révolution industrielle débute avec la maîtrise de l’énergie électrique et du pétrole. Elle se produit un siècle plus tard dans divers pays européens tels l’Allemagne, l’Angleterre et la France, avant de s’étendre, là encore, au monde entier. Aujourd’hui, la planète s’alimente à trois sources principales d’énergie primaire : le charbon, le gaz naturel et, bien sûr, le pétrole, dont on peut dériver divers carburants, tels l’essence, le kérosène et le mazout. Grâce à leur pouvoir détonnant, le moteur à combustion interne a peu à peu évincé la machine à vapeur. Elle a ainsi perdu beaucoup de son lustre et l’usage de la vapeur se cantonne depuis dans des électroménagers peu puissants, comme la bouilloire, le fer à repasser ou l’autocuiseur (le fameux « Presto »)¹. Notons au passage que le pétrole poursuit l’exploitation des énergies fossiles, une pratique initiée avec le charbon.

Textile, métallurgie et transports

Le principe technique de la première révolution était simple : transformer l’énergie thermique du charbon en énergie mécanique, grâce à la vapeur. C’est ce qui a permis le décollage industriel des pays européens au XIX^e siècle et modifié en profondeur trois domaines de production traditionnels : le textile, la métallurgie et les transports². Cette étape marque la naissance de la sidérurgie moderne, et l’acier, le matériau symbolisant la première révolution industrielle, est aujourd’hui l’alliage le plus utilisé dans le monde. Pour les transports, il suffit de rappeler le rôle du bateau à vapeur, puis de la locomotive à vapeur et du chemin de fer durant tout le XIX^e siècle. Quant aux filatures, enfin, notons que Manchester devient alors la capitale mondiale du textile, se méritant à cette occasion le surnom de Cottonopolis, la ville du coton.

Le principe technique de la première révolution était simple : transformer l’énergie thermique du charbon en énergie mécanique, grâce à la vapeur.

La deuxième révolution a poursuivi la transformation des trois grands domaines industriels. C’est ainsi qu’on a pu électrifier les usines sidérurgiques, mais aussi les transports, comme le tramway. Cependant, en ce domaine, c’est vraiment le raffinage du pétrole qui a été déterminant, car il a engendré l’industrie pétrochimique qui, à son tour, a permis la naissance de l’automobile, puis de l’avion et de la fusée, reléguant au musée les anciens moyens de locomotion. Durant la première révolution industrielle, la vapeur servait à transmettre l’énergie du charbon à la machine. L’avantage du pétrole et de l’électricité, c’est qu’ils ne nécessitent aucun intermédiaire entre la source d’énergie et le travail effectué; de plus, le premier peut être transporté et la seconde peut circuler, ce qui constitue un immense atout, qui s’ajoute à leur efficacité et à leur plus grande flexibilité. Aujourd’hui, avec la lampe à incandescence qui éclaire nos maisons³, le chauffage central et les appareils électroménagers, l’électricité est vraiment devenue, comme le disait la publicité il y a un siècle, la fée du foyer.   

La science, parfois après, parfois avant...

Ce qui est particulier avec la filière nucléaire, c’est que cette source d’énergie artificielle est la seule à laquelle une intense période d’investigations scientifiques a ouvert la voie: en clair, elle a été précédée par le développement tumultueux d’un champ de recherche inédit, celui de la physique atomique. La bombe et les réacteurs nucléaires constituaient donc de simples applications d’un domaine de pointe. La technologie de la vapeur avait été conçue par des ingénieurs comme Papin, Newcomen et Watt. Ensuite seulement put se déployer une branche nouvelle de la physique, la thermodynamique, source d’une révolution majeure. Même phénomène pour le pétrole : on l’a d’abord extrait et exploité de manière pragmatique; les premières tours de forage apparaissent aux États-Unis au début des années 1860. Mais rapidement, les chercheurs en chimie se sont emparés du domaine et ont mis au point la technique du craquage catalytique, qui a ensuite donné naissance à l’industrie pétrochimique et à ses innombrables dérivés. Nous avons déjà mentionné les plus spectaculaires d’entre eux, les différents combustibles, mais il ne faut pas oublier les plastiques, les solvants, la peinture, les fertilisants, ainsi de suite.

Le nucléaire est la seule source d'énergie à laquelle une intense période d’investigations scientifiques a ouvert la voie: en clair, elle a été précédée par le développement tumultueux d’un champ de recherche inédit, celui de la physique atomique.

L’exploitation de la vapeur et du pétrole, où la recherche de pointe s’est ajoutée de surcroît, et celle du nucléaire, qu’elle a plutôt précédée, ont donc institué des relations opposées entre science et technologie. Le cas de l’électricité industrielle représente un lien plus complexe, en quelque sorte intermédiaire : une forme d’interdépendance. En effet, les phénomènes électriques et le magnétisme étaient connus depuis la plus haute Antiquité. Mais c’est seulement au XVIII^e siècle que d’éminents chercheurs comme Franklin, Ampère et Coulomb procèdent à leur étude méthodique. Et il faudra que Faraday, l’un des expérimentateurs les plus créatifs de l’histoire, découvre l’induction électromagnétique (1831) pour que le déclic se produise. En effet, ce lien entre électricité et magnétisme une fois établi, ce n’était plus qu’une question de temps avant que ne se mettent en place les bases de la technologie actuelle, grâce à l’invention du moteur électrique, de la génératrice et de l’alternateur. Et c’est à ce moment que Maxwell (1831-1879) réalise sa grande synthèse scientifique, celle de l’électromagnétisme (A Treatise on Electricity and Magnetism, 2 vol., 1873). Dans l’histoire de l’électrification, on assiste donc à un va-et-vient constant entre théorie et pratique⁴.   

La filière électronucléaire

On le voit, la naissance de la technologie nucléaire se distingue fortement de celle des autres filières énergétiques. Et cette laborieuse mise au monde a d’autant plus pesé sur sa destinée qu’elle a d’abord été utilisée sous forme de bombe durant la Deuxième Guerre mondiale; c’est au cours de la décennie 1960 seulement qu’apparaît son usage civil. Contrairement à ses devancières, elle n’a par conséquent eu aucun impact sur les secteurs traditionnels de la production industrielle tels le textile, la sidérurgie ou les transports, ses applications dans ce domaine se limitant au transport naval à des fins presqu'exclusivement militaires. On est donc malvenu d’évoquer à son propos une troisième révolution industrielle. En réalité, cette nouvelle filière s’est tout simplement intégrée à la deuxième révolution, amenant avec elle une façon inédite de produire de l’électricité⁵. De sorte qu’aujourd’hui, une centrale peut évidemment faire appel à une chute d’eau (la centrale hydroélectrique), au charbon, au gaz naturel et au pétrole (la centrale thermique) ou encore à une pile atomique (la centrale nucléaire). C’est pourquoi on devrait parler de filière électronucléaire, comme c’est d’ailleurs l’usage en France, un pays qui, possédant peu de cours d’eau puissants, compte énormément sur cette source d’énergie.

Une bouilloire nucléaire...

Par ailleurs, qu’on parle centrale thermique ou centrale nucléaire, le combustible agit comme source de chaleur, l’idée étant de générer assez de vapeur pour actionner une turbine. Par la suite, le générateur transforme cette énergie mécanique en énergie électrique. Bien sûr, la pile atomique est plus puissante, mais c’est la vapeur, un agent remontant à la première révolution industrielle, qui joue le rôle de force motrice dans tous les cas. En somme, cette réaffectation fait de ces centrales d’immenses machines à vapeur. Comme me l’a déjà fait remarquer, dans un cours, un étudiant dérouté par cette mise à plat : « Ce que tu nous dis, c’est qu’une centrale nucléaire, c’est en quelque sorte une immense bouilloire? » À condition de préciser que, contrairement aux bouilloires habituelles, celle-ci sert à produire de l’électricité, cette remarque était on ne peut plus juste, et son caractère pour le moins prosaïque traduit parfaitement la limite sévère de la filière atomique moderne.

Ainsi, du point de vue technologique, les diverses centrales possèdent toutes la même fonction. Quand il s’agit de choisir et de développer une filière particulière, la question devient alors très simple : toutes choses étant égales par ailleurs, quels sont les avantages et inconvénients de chacune d’elles?

Évidemment, si l’on maîtrisait la fusion nucléaire, cette source potentiellement illimitée d’énergie, on obtiendrait un portrait entièrement différent. À l'heure actuelle, on sait comment déchaîner ses effets dans une arme destructrice, la bombe à hydrogène, mais on ne peut pas contrôler efficacement la réaction qui lui donne naissance. Pour l’instant, la fusion ne débouche donc sur aucun usage civil et les piles atomiques des centrales reposent encore sur la fission, pourtant beaucoup moins puissante. En s’ajoutant aux précédentes, cette raison justifie amplement le titre de cette chronique : le domaine du nucléaire constitue en quelque sorte une révolution industrielle inachevée.

Le numérique, la troisième révolution?

Voyant qu’on a exclu le nucléaire, le lecteur qui nous a suivi jusqu’à la fin se demande sans doute si on peut identifier une chose telle qu’une troisième révolution industrielle. Je crois que oui et, personnellement, je la relierais à l’invention qui symbolise à mon sens le XX^e siècle, l’ordinateur, ainsi qu’à la révolution électronique qui l’accompagne. Surtout si l’on songe que cette remarquable création est allée de pair avec celle des sciences cognitives et de l’intelligence artificielle. Voilà, on en conviendra, un excellent sujet de débat!  

Notes :

• 1. Nous verrons tout à l’heure que la vapeur a cependant migré de manière inattendue.
• 2. Voir à ce propos ma chronique de mars 2014, La géographie, le hasard et l’histoire.
• 3. Cependant, la vénérable ampoule popularisée par Edison disparaîtra peut-être d’ici quelques années. En effet, depuis peu, on lui substitue progressivement les lampes fluocompactes ou les diodes électroluminescentes.
• 4. Sur les quatre types de rapports historiques possibles entre science et technique, dont nous avons ici trois cas différents, voir la chronique de février 2013, L’enchevêtrement de la science et de la technique.
• 5.   Bien sûr, il n’en va pas ainsi du niveau théorique, où la rupture issue de la physique atomique, puis quantique, fut radicale.