De nombreux pays ont lancé des programmes visant à développer une nouvelle génération de réacteurs. Plus sûrs, plus écologiques, plus rentables, et offrant parfois des possibilités de cogénération. Quels sont les pays et les pistes les plus avancés ? 
 

            Le réacteur ASTRID

Rappelons tout d’abord la classification des réacteurs présents et futurs par génération, comme définie par le GIF (Generation IV International Forum) :


Source : GIF, traduction française BearingPoint

Réuni en 2002, le forum génération IV, regroupant les principales puissances du nucléaire civil (à l’exception de l’Inde), a défini plusieurs objectifs pour des réacteurs de rupture, destinés à être commercialisés à moyen terme. Ces réacteurs doivent apporter des améliorations très significatives par rapport aux réacteurs actuels ou en construction  [1]:

  • réduction très notable de la production de déchets. Certains réacteurs ont même un cycle de combustible dit fermé, où les déchets les plus radioactifs (actinides) seraient utilisés comme combustible par le réacteur
  • rentabilité (LCOE) supérieure aux réacteurs actuels et aux autres énergies
  • sécurité accrue par rapport aux réacteurs actuels
  • résistance accrue à la prolifération et aux risques terroristes, ainsi que possiblement une utilisation des stocks de plutonium militaires actuels pour les éliminer.

Les technologies basées sur les cycles fermés sont les plus révolutionnaires : elles permettraient d’augmenter la durée des réserves actuelles de moins d’un siècle à plusieurs millénaires ! Une autre voie possible serait l’utilisation du thorium à la place de l’uranium comme combustible, en théorie possible pour tous les réacteurs présentés [2].

 

Lire aussi la première partie de notre étude, sur les "Small Modular Reactor"


6 technologies ont été retenues sous l’appellation de Generation IV, dont les principales différences sont résumées ici :


Source : Base de données ARIS, IAEA

La possibilité de faire de la cogénération (production simultanée d’électricité et de chaleur ou vapeur) est une dernière amélioration de rupture pour certains de ces réacteurs. Même si les applications de cogénérations nucléaires existent déjà dans quelques cas (~10-15% des centrales en exploitation [5], dont les centrales nucléaires de Gravelines[6], de Beznau et de Gösgen[7]), la plus haute température de certaines des technologies de génération IV permettraient des applications plus larges, allant de la chimie à la production d’hydrogène.

Le schéma suivant récapitule les applications possibles suivant la technologie concernée :


Applications non-électriques possibles suivant les réacteurs
Source : Analyse BearingPoint; “Description of Candidate Gas-cooled Reactor Systems Report”, Forum Generation IV; “The Potential Market for HTGRs”, NGNP Alliance

A noter une 7e technologie qui n’a pas été retenue par le forum Generation IV en raison de son temps de développement plus long : les réacteurs pilotés par des accélérateurs (ADS). Leur particularité est d’être sous-critique, à savoir de ne pouvoir entretenir leur réaction nucléaire sans apport extérieur, gage en théorie d’une sureté supérieure à n’importe quel autre réacteur. Ces réacteurs permettraient également de brûler les actinides (déchets à longue durée de vie) produits par les réacteurs actuels. Le principal projet en cours est le réacteur MYRRHA, développé par le centre belge de recherches nucléaires, en partenariat depuis 2013 avec un consortium mené par Areva[8]. MYRRHA est prévu pour démarrer en 2025[9].

Tout comme pour les SMRs, la décennie 2020 sera centrale pour la génération IV. Avec le lancement de certifications voire le déploiement de certains réacteurs, notamment en Russie et en Asie, une nouvelle voie est peut-être en passe de prouver sa viabilité, en se basant sur des technologies radicalement en rupture avec les réacteurs construits depuis les années 1950.

 

Auteurs :
 
Jean-Raphaël Barreau,  consultant
 
Sources : 
 

[1] https://www.gen-4.org/gif/jcms/c_9502/generation-iv-goals
[2] http://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/thorium.aspx
[3] http://www.world-nuclear-news.org/Articles/HTR-PM-steam-generator-passes-pressure-tests
[4] TMSR Project in China, Shanghai Institute of Applied Physics, 2015
[5] http://www.lemonde.fr/planete/article/2013/10/29/et-si-on-testait-le-chauffage-nucleaire_3504725_3244.html
[6] 500,000 t de CO2 économisées par an en utilisant les eaux tièdes pour le terminal méthanier de Dunkerque (EDF, Dossier de presse, Dunkerque LNG)
[7] Ces centrales ont par exemple fourni 283 GWh de chaleur sur des réseaux de chaleur/ industriels en 1997 (IAEA, “75 MW heat extraction from Beznau nuclear power plant”)
[8] http://www.areva.com/EN/news-9973/areva-ta-wins-contract-for-the-myrrha-project.html
[9] https://www.sckcen.be/fr/Technology_future/MYRRHA/Timing

 

 
Rechercher
Toggle location