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Je souhaiterais un tournant dans la culture du débat
David Breitenmoser a reçu une médaille des EPF en début d’été pour sa mémoire de master en Génie nucléaire. Qie est ce jeune lauréat?
M. Breitenmoser, toutes nos félicitations pour votre médaille! En quoi consistait ce travail de recherche?
Mon mémoire portait sur le développement d’une nouvelle méthodologie d’identification automatique des régimes d'écoulement qui se créent dans les échangeurs thermiques des réacteurs à eau sous pression. La compréhension de la dynamique de ce régime est essentielle pour la conception et pour l’exploitation sûre des centrales nucléaires.
Tandis que nous possédons une bonne compréhension des écoulements à deux phases des échangeurs thermiques des centrales nucléaires actuelles de la génération II et III, nous connaissons moins le régime d’écoulement des réacteurs de la génération IV actuellement en cours de développement. Ceux-ci sont équipés notamment d’échangeurs thermiques hélicoïdaux. Les tubes présents dans ces échangeurs ressemblent à ceux des hélices doubles de l’ADN. Comparé aux échangeurs thermiques commerciaux, le transport de la chaleur est plus efficace. Dans mon mémoire de master, j’ai utilisé les rayons X pour rendre visibles les différentes phases dans ces tubes hélicoïdaux. J'ai ensuite utilisé les données recueillies pour entrainer des algorithmes avancés en recourant à l’apprentissage automatique afin que ceux-ci identifient ensuite le régime d’écoulement automatiquement. Les modèles entrainés et validés possèdent un taux de reconnaissance supérieur à 98% et contribuent ainsi de manière décisive à une meilleure compréhension des écoulements à deux phases dans les tubes hélicoïdaux et au développement de nouveaux réacteurs.
Qu’est-ce qui vous a incité à étudier la technique nucléaire?
C’est au gymnase que j’ai découvert la technique nucléaire, dans un laboratoire de physique où nous apprenions les différentes sortes de radioactivité et leur détection. J'étais fasciné à la fois par la physique nucléaire et la physique des particules qui sont à la base, et par les différentes applications techniques possibles des détecteurs de rayonnement, jusqu’aux centrales nucléaires en passant par la tomographie aux rayons X. Dans mon travail de maturité, j'ai étudié plus en détail la recherche nucléaire et le programme d'armement nucléaire suisse. J'ai eu la possibilité de présenter mes résultats à un large public dans le cadre du concours de Science et jeunesse.
Dans le cadre de mon bachelor, j’ai étudié à l’EPF de Zurich le génie mécanique avec une option en technique énergétique. Lorsque j'ai ensuite consacré mon travail de bachelor à la détection de bulles dans les réacteurs à sels liquides au laboratoire des systèmes énergétiques nucléaires, mon choix était fait: je ferais un master en technique nucléaire. Et ma fascination pour la radioactivité et la technique nucléaire est restée inchangée.
Que disent vos amis concernant votre formation?
Dans l’espace germanophone, les réactions sont contrastées. Cela va de la surprise à l’incompréhension en passant par l’inquiétude. La surprise tout simplement que cette discipline puisse être étudiée. L’inquiétude que l’on puisse trouver du travail dans cette branche, et l’incompréhension que l’on puisse être intéressé par une telle technologie. Dans l’environnement anglo-saxon, en revanche, la technologie nucléaire est une évidence et elle est soutenue par la population, comme j'ai pu le constater lors de mon séjour d’études de trois mois aux États-Unis. Là-bas, je n’ai pas eu à justifier une seule fois mon choix pour la technique nucléaire. Il en est de même avec mes collègues d’Europe du Nord ou d’Asie. Ainsi, les réactions sont généralement le reflet de la position dominante du pays à l'égard de l’énergie nucléaire.
L’énergie nucléaire est souvent qualifiée de technologie préhistorique. Qu’en pensez-vous?
Je vois les choses tout-à-fait autrement. D’une part, la plupart des sources d’énergie alternatives telles que l’hydraulique, l’éolien, le photovoltaïque ou encore la production issue du charbon et du gaz ont été découvertes par l’homme bien avant le nucléaire. La technique nucléaire est une technologie relativement récente, exploitée depuis le milieu du 20e siècle seulement. D'autre part, des travaux de recherche sur les installations nucléaires du futur sont menés dans le monde entier. Ainsi, le développement de petits réacteurs modulaires aux États-Unis et des réacteurs haute température en Chine est déjà bien avancé et les réacteurs concernés devraient entrer en service commercial au cours de cette décennie. Par ailleurs, la technologie nucléaire apporte des contributions essentielles à la recherche sur les réacteurs de fusion, à la médecine nucléaire, à la radioprotection, à l'exploitation géologique, ou encore à la recherche sur notre système solaire. Et je suis convaincu que cette «technologie préhistorique» continuera à joue un rôle majeur pour notre société durant encore longtemps.
Comment avez-vous vécu les études de master à l’EPF?
Les études de master en technique nucléaire sont un programme conjoint des EPF de Zurich et de Lausanne. Le premier semestre à Lausanne est consacré aux cours fondamentaux en technique des réacteurs, en physique neutronique et en physique des plasmas, aux accélérateurs des particules, à la radiobiologie et bien sûr à des expérimentations sur le réacteur d’essai CROCUS. Les deux semestres suivants se déroulent à l’EPF de Zurich et à l’Institut Paul-Scherrer (PSI). Il est possible de choisir entre différentes spécialités: la technique des réacteurs, la thermohydraulique, la radioprotection, la médecine nucléaire, la recherche sur les matériaux, la reconnaissance du rayonnement, le démantèlement et le stockage final. Par ailleurs, les étudiants ont la possibilité d'acquérir de l’expérience pratique en technique nucléaire durant le stage ainsi que le travail de semestre et le travail de master. Ainsi, les études de master sont extrêmement variées et laissent la place à l’épanouissement des intérêts individuels. L’EPFL, l’EPFZ et le PSI mènent des travaux de recherche de pointe au niveau mondial dans le domaine de la technique nucléaire. La collaboration étroite avec les partenaires industriels, tels que la NAGRA et les centrales nucléaires de Gösgen, de Beznau et de Leibstadt propose, elle aussi, les conditions idéales en vue d’une activité ultérieure dans le domaine académique mais aussi industriel. Par ailleurs, les groupes de recherche mènent des travaux en partenariat avec d’autres grandes universités telles que le MIT. Cela permet aux étudiants d’effectuer des séjours à l'étranger et de s’ouvrir à d’autres horizons. J’ai moi-même profité de ce contexte favorable lors de mon travail de master.
Que souhaitez-vous faire concrètement une fois votre diplôme en poche?
Je commence un doctorat au PSI à partir du mois de septembre. Dans ce cadre, je travaillerai sur la mesure du rayonnement gamma présent dans l'air, en collaboration avec l’IFSN, la CENAL, RUAG Space, Mirion ainsi que les Forces aériennes suisses. Je m’en réjouis!
Qu’espérez-vous pour l'avenir énergétique de la Suisse?
Je souhaiterais un tournant dans la culture du débat: Qu’il soit mis un terme aux guerres de tranchées idéologiques au profit d’un débat ouvert et factuel sur l’avenir énergétique de la Suisse. Des voix importantes issues de la recherche et des organisations internationales, telles que l’Agence internationale de l'énergie ou encore le Conseil mondial de l’énergie, recommandent d’encourager l'énergie nucléaire et de ne pas l’opposer aux technologies renouvelables. L’énergie nucléaire peut jouer un rôle majeur dans la décarbonation de l’approvisionnement énergétique, tout en garantissant la sécurité d’approvisionnement et la stabilité du réseau. Par ailleurs, les innovations telles que les réacteurs modulaires réduisent de manière significative les durées de construction et les coûts des capitaux, ce qui permet d'accroître la rentabilité des installations. Les analyses du cycle de vie effectuées par des instituts de renom tels que le MIT ou le PSI ont montré que l’énergie nucléaire impactait de manière comparable, voire inférieure, aux énergies renouvelables l’environnement du point de vue des émissions de CO2, de l’occupation du sol et de la consommation des ressources. Alors même que le réchauffement climatique progresse, il serait irresponsable de soutenir une sortie du nucléaire et d’accepter simultanément la construction de centrales à charbon et à gaz pour garantir la charge de base. Selon moi, la responsabilité incombe également à la recherche académique et à l’industrie: Il est de notre devoir d’informer de manière compréhensible la population sur les nouvelles connaissances acquises par la recherche et de convaincre la société du caractère durable et de la sécurité des nouvelles centrales nucléaires.