Nucléaire : Astrid et Iter esquissent les réacteurs du futur

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Les plus vieux réacteurs du parc nucléaire français – ceux mis en service en 1978 par exemple – vont atteindre l’âge canonique de 40 ans, la limite initialement prévue de leur fonctionnement. Les acteurs du nucléaire préparent déjà le futur au sein du Forum international Génération IV, lancé en 2000 par le département de l’Energie des Etats-Unis. C’est une rencontre entre douze Etats dont le but est de réfléchir aux futures générations de réacteurs, même si elles ne devraient pas voir le jour avant 2030.

Les installations actuellement en fonctionnement représentent la Génération II, celles en cours de construction, comme l’EPR, portent le nom de Génération III. Pour la Génération IV, six concepts ont été sélectionnés et la faisabilité d’un seul d’entre eux a, pour l’heure, été prouvée : il s’agit des réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium, soit RNR-Na.

Le prototype français de ce type de réacteur s’appelle Astrid, développé par le CEA depuis 2010 à Marcoule (Gard). Pour comprendre la différence avec les réacteurs actuels, il faut préciser que, lors d’une réaction de fission nucléaire, les neutrons émis doivent être ralentis – par un modérateur comme du graphite par exemple. C’est à ce prix que leur probabilité de collision avec l’uranium 235 et le déclenchement de réaction de fission en chaîne devient optimale.

Pour les RNR, c’est le choix inverse : les neutrons ne sont pas ralentis et, de ce fait, ils peuvent provoquer la fission de tous les noyaux lourds, et pas seulement celle de l’uranium 235. Résultat : ces réacteurs peuvent consommer tout type d’uranium – l’isotope 235 et 238 – et aussi le plutonium issu du combustible usé des centrales actuelles. Une perspective a priori alléchante. Cependant, c’est le choix du sodium (Na) comme fluide caloporteur qui est souvent critiqué. Car le sodium a aussi un gros inconvénient : une très forte réactivité avec l’oxygène et l’eau. La moindre fuite pourrait déclencher des incendies, comme ce fut le cas sur le réacteur RNR-Na de Monju de la centrale de Tsuruga, au Japon, en décembre 1995.

110 millions de degrés

Un tel accident pourrait provoquer la rupture de l’enceinte de confinement et aboutir à la diffusion du plutonium très toxique dans l’atmosphère. Pour faire face à ce risque, le CEA développe « un coeur dont la réactivité diminue en cas de fuite de sodium jusqu’à l’arrêt des réactions nucléaires ». Depuis 2014, Astrid est développé en partenariat avec le Japon. A l’origine, le réacteur devait être d’une puissance de 600 mégawatts et sa mise en service prévue à l’horizon 2040 pour un coût global estimé à 5 milliards d’euros. Sa puissance sera probablement revue à la baisse.

L’autre perspective de la filière du nucléaire est d’exploiter l’énergie des réactions de fusion, plus difficiles à maîtriser. Le principe : deux noyaux légers fusionnent pour en former un plus lourd. Environ quatre fois plus énergétique que la fission, la fusion est le processus à l’oeuvre au sein des étoiles. Seulement, pour que deux éléments légers fusionnent spontanément, il faut que la matière soit à l’état de plasma. Pour cela, de gigantesques machines – des tokamaks, comme Iter et son réacteur expérimental plus petit, Tore Supra -, expérimentées à Cadarache (Bouches-du-Rhône), maintiennent le combustible dans un état de confinement grâce à des aimants supraconducteurs. A l’intérieur de Tore Supra, l’équivalent d’un dé à coudre de deutérium ainsi que du tritium doivent être portés à des températures de 110 millions de degrés. En principe, un tel plasma libère un flux de neutrons énergétiques qui risque de détériorer les parois du réacteur. Le CEA essaye donc un nouveau matériau, le tungstène. Le plasma en deutérium- tritium d’Iter n’est pas prévu avant 2035. Ce chantier gigantesque, qui regroupe 35 pays, a accumulé retards, difficultés techniques et dérapages financiers : son budget est passé de 5 à 19 milliards d’euros. Des éléments qui en font un projet controversé.

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