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RÉSUMÉ
La croissance des besoins en énergie, les préoccupations de sécurité énergétique et de risque climatique, associés aux bonnes performances de la production électronucléaire, provoquent aujourd’hui un regain d’intérêt pour l’énergie nucléaire. Face à un besoin de renouvellement du parc existant, quels sont les objectifs visés pour les futurs réacteurs nucléaires, les principales ruptures technologiques ? Une participation active de la France aux recherches sur ces réacteurs du futur est indispensable pour maintenir notre industrie nucléaire à sa place de leader sur la scène internationale.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Franck CARRÉ : Directeur adjoint CEA - Direction du Développement et de l’Innovation Nucléaire
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Claude RENAULT : Assistant du Directeur CEA - Direction du Développement et de l’Innovation Nucléaire
INTRODUCTION
La croissance rapide des besoins en énergie à l’échelle planétaire, les préoccupations de sécurité énergétique et de risque climatique, de même que les très bonnes performances de la production électronucléaire depuis vingt ans, sont autant de raisons qui suscitent aujourd’hui un regain d’intérêt pour l’énergie nucléaire. Ce contexte ouvre de nouvelles perspectives pour cette énergie à un moment où s’élaborent des stratégies de renouvellement des parcs de production électrique et des scénarios de développement énergétique à même de satisfaire les besoins de la population mondiale sur le long terme dans le respect de l’environnement et les limites des ressources naturelles. Ce dossier présente les objectifs visés pour les réacteurs nucléaires de la 2e moitié du XXIe siècle, les principales ruptures technologiques qu’ils impliquent, et les conditions dans lesquelles s’organise la coopération internationale pour les développer. Une participation active de la France aux recherches sur ces réacteurs du futur est indispensable pour maintenir notre industrie nucléaire à sa place de leader sur la scène internationale, au-delà de la commercialisation en cours des réacteurs à eau de troisième génération.
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3. Systèmes Generation IV , potentiel et verrous technologiques
Ce paragraphe est consacré à une présentation des caractéristiques essentielles des six systèmes sélectionnés dans le Forum Generation IV , de leur base technologique et des verrous à lever par la R&D pour démontrer leur faisabilité et confirmer les performances qui ont justifié leur sélection.
Ces caractéristiques, résumées dans le tableau 2, seront affinées à mesure que les études de faisabilité et d’optimisation progresseront.
3.1 Réacteur rapide refroidi au sodium (RNR-sodium ou SFR)
Le SFR est un système à neutrons rapides capable de régénérer son combustible (avec un facteur de conversion supérieur à l’unité) et de le recycler intégralement (plutonium, uranium et actinides mineurs) .
Deux options principales sont envisagées :
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la première est associée à un combustible métallique (UPuZr) retraité par pyrométallurgie et correspond à une puissance unitaire intermédiaire de 150 à 500 MWe (concept de type PRISM ou Integral Fast Reactor IFR) ;
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la deuxième est caractérisée par un combustible oxyde mixte (UPu)O2 (MOX) retraité par voie aqueuse et correspond à une puissance unitaire de 500 à 1 500 MWe (réacteur de type European Fast Reactor EFR) associé à un procédé de retraitement hydrométallurgique permettant de cogérer les actinides (uranium et plutonium en particulier) pour offrir une résistance satisfaisante aux risques de prolifération.
La figure 3 donne une image de la deuxième option avec un concept de bloc réacteur intégré, avec circuit intermédiaire en sodium et un cycle de conversion d’énergie eau-vapeur.
Le SFR partage, avec les autres systèmes à neutrons rapides, de très bonnes propriétés d’utilisation des ressources naturelles (> 80 %) et de gestion des actinides....
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - Le lecteur pourra se reporter au site d’informations de la Direction de l’Énergie Nucléaire du CEA http://www.den.cea.fr
-
(2) - BACHER (P.) - Réacteurs nucléaires. - Généralités. Techniques de l’Ingénieur, (2005).
-
(3) - CARRE (F.), PETIT (J.C.) - Nucléaire : la génération IV. - Les enjeux des nouvelles centrales nucléaires – Futuribles, no 315, pages no 79 à 101, Futuribles sarl, janv. 2006.
-
(4) - A Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy Systems. - USDOE Nuclear Energy Research Advisory Committee and the Generation IV International Forum, GIF-002-00, 91 p. (2002). http://gif.inel.gov/roadmap/
-
(5) - YVON (M.) - Réacteurs à eau sous pression. - Le projet EPR. Techniques de l’Ingénieur, (2007).
-
(6) - The...
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