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Faits marquants de la conférence ICAPP’ 2011 - RGN5/2011

Par Frank CARRÉ
Président du Comité de Programme ICAPP’2011
 

La conférence ICAPP’ 2011 qui s’est tenue du 2 au 6 mai 2011 au Palais des Congrès de Nice a rassemblé 524 participants dont 190 originaires de France, 126 d’autres pays d’Europe, 120 d’Asie (dont 41 du Japon), 84 du continent américain, et 4 d’Afrique et du Moyen-Orient. Plus de 400 communications techniques y ont présenté les progrès accomplis et les recherches en cours pour les réacteurs et le cycle du combustible. En parallèle, les 22 stands de l’exposition ont donné un aperçu des principales réalisations d’acteurs majeurs de l’industrie nucléaire. La conférence a aussi été marquée par un splendide dîner au Palais de la Méditerranée de Nice et s’est conclue par une visite technique du Centre de Cadarache qui a été suivie par une trentaine de participants.

L’ensemble de la conférence a été dominé par trois grands thèmes :
- L’accident de Fukushima,
- La réaction internationale à cet accident,
- Le caractère global aux plans technique, économique et géopolitique des perspectives d’avenir pour l’énergie nucléaire.

  •  Première conférence internationale après le tsunami qui a frappé le Japon en mars 2011, ICAPP’2011 a eu le privilège d’une session dédiée à l’accident de Fukushima avec la participation d’Akira Omoto (JAEC) et de représentants de Tepco et d’Hitachi. Les débats de cette session ont souligné combien l’accident de Fukushima était différent de celui de Tchernobyl en raison du fait qu’il avait été provoqué par une catastrophe naturelle, que la séquence accidentelle était inédite, et que le Japon avait reçu un large soutien international, alors qu’en avril 1986, l’Union Soviétique s’était trouvée face au reste du monde.

    Même si quelques pays ont annoncé leur sortie du nucléaire (Allemagne, Suisse, Italie…), l’accident n’a pas effacé les besoins en énergie et de grands pays comme la Chine, l’Inde et la Russie ont d’emblée annoncé la poursuite de leur programme nucléaire tandis que d’autres se donnent le temps de la réflexion.
    Dans un contexte où les conclusions de l’accident ne pourront pas être tirées avant longtemps, les débats ont également révélé comment les pays nucléaires s’organisaient pour tester la résistance de leurs réacteurs à une séquence accidentelle similaire à celle de Fukushima et pour faire connaître les résultats de ces tests au public afin de tirer visiblement les leçons de l’accident et redonner confiance. Une réévaluation du niveau de sûreté s’impose autant pour continuer à exploiter les réacteurs en fonctionnement que pour poursuivre la commercialisation des réacteurs de 3e génération.

    Certains enseignements mériteront d’être institutionnalisés, parmi lesquels le besoin d’étendre l’approche de sûreté à des accidents improbables et de revoir corrélativement les concepts de « risque résiduel » et d’« accident hors dimensionnement ». Il en va de même du besoin désormais reconnu de prévoir des moyens mobiles d’alimentation électrique et de refroidissement que l’on puisse connecter aux systèmes propres de la centrale en cas de défaillance totale.
     
  •  Au cours d’une autre session spéciale, Serguei Kirienko, Directeur général de la corporation d’Etat Rosatom, et Bernard Bigot, Administrateur général du CEA, ont exprimé avec conviction la vocation de l’énergie nucléaire à se développer à l’international dans toute ses dimensions, qu’il s’agisse d’harmoniser les règles de conception et les standards de sûreté applicables aux réacteurs de 3e et 4e générations, de partager la conduite et les résultats des tests de résistance des réacteurs en exploitation, ou de partager le coût de développement d’innovations visant à renforcer la sûreté des réacteurs du futur…
     
  •  Outre le développement de la dimension internationale de la sûreté, avec des débats sur l’évolution de la défense en profondeur, sur l’orientation plutôt déterministe (EU) ou plutôt probabiliste (USA) qu’il convient de donner désormais aux démonstrations de sûreté, sur l’apport éventuel de systèmes à mode de fonctionnement passif… les sessions consacrées aux réacteurs à eau ont souligné le besoin de poursuivre les initiatives internationales d’échanges de bonnes pratiques en matière d’exploitation, d’harmonisation des procédures d’autorisation pour étendre la durée d’exploitation à 60 ans et aboutir si possible à une procédure de certification internationale.

    Elles ont également rappelé l’importance d’associer l’électricien exploitant à la conception des nouveaux réacteurs et de prendre en compte dès la conception les opérations de maintenance pour les optimiser et ramener autant que possible à 40 jours la durée des arrêts programmés. Elles ont enfin souligné le regain d’intérêt actuel pour les réacteurs de petite ou moyenne puissance susceptibles de remplacer certaines centrales à charbon, d’alimenter des complexes industriels en énergie, voire, pour certains, de minimiser les besoins d’eau pour leur refroidissement. En même temps, les sessions consacrées à ces réacteurs, révélaient le besoin d’une véritable étude de marché qui s’affranchisse des considérations politiques liées aux capacités de fabrication nationales pour ce type de réacteur.
     
  •  Les sessions consacrées aux systèmes nucléaires de 4e génération ont présenté les projets en cours de réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium en Inde (PFBR (500 MWe)), en Russie (BN-800 (800 MWe)) et en Chine (CEFR (25 MWe)) ainsi que le projet de réacteur à haute température en Chine (HTR-PM (200 MWe)), et les projets de prototypes dans la décennie 2020 pour une nouvelle génération de ces réacteurs (ASTRID en France, JSFR au Japon, NGNP aux Etats-Unis…).

    Ces sessions ont mis en évidence le soutien institutionnel dont bénéficient les projets de réacteurs à neutrons rapides, compte tenu des perspectives à long terme qu’ouvre leur capacité d’optimiser l’utilisation de l’uranium et la nature des déchets radioactifs ultimes à stocker. Elles ont aussi rendu compte des études prospectives de marché de la chaleur et de la cogénération qui sont en cours pour soutenir le développement des réacteurs à haute température. Les perspectives de démonstration pour les autres systèmes nucléaires de 4e génération (réacteurs rapides à gaz ou au plomb, réacteurs à eau supercritique et réacteurs à sels fondus) sont plus incertaines même si des consortia existent en Europe pour étudier la réalisation de réacteurs expérimentaux à neutrons rapides refroidis au gaz et au plomb.

    Dans tous les cas, la coopération internationale apparaît comme indispensable pour partager les coûts de la recherche et des réacteurs de démonstration, ainsi que pour progresser vers l’élaboration de standards internationaux pour la sûreté et la sécurité. Les applications de cogénération permises par les réacteurs à eau (chauffage urbain, dessalement, hydrogène, recyclage du CO2…) et les réacteurs à haute température (carburants de synthèse, chaleur de procédé pour l’industrie…) reçoivent une attention croissante.
     
  •  En matière de cycle du combustible, la conférence a annoncé la réévaluation à la hausse par l’OCDE/AEN des réserves conventionnelles d’uranium (6 M tonnes) tout en mentionnant que des investissements importants étaient nécessaires pour leur commercialisation. Elle a aussi rappelé qu’une exploitation durable de l’énergie nucléaire passait par le développement de réacteurs à neutrons rapides avec un recyclage multiple du combustible, un objectif à long terme vers lequel chaque pays progresse à son rythme, en fonction de ses propres ressources en uranium et de sa stratégie de gestion des combustibles usés.

    Les recherches sur la transmutation des actinides mineurs se poursuivent activement sans pour autant conduire à ce stade à de réelles perspectives de mise en application industrielle. Les sessions techniques sur le cycle du combustible ont par ailleurs rendu compte des progrès réalisés dans le conditionnement des déchets radioactifs et d’un nombre croissant d’études de scénarios de développement de l’énergie nucléaire avec réacteurs à eau et réacteurs à neutrons rapides et, pour certaines, l’utilisation du thorium en synergie avec le cycle uranium-plutonium.
     
  •  Plusieurs sessions ont invité à une réflexion globale sur la place de l’énergie nucléaire pour satisfaire la diversité des besoins en énergie (pas seulement la demande en électricité) et contribuer avec les énergies renouvelables à une production d’énergie à bas carbone qui limite les risques de changement climatique. Dans ce cadre une importance accrue est accordée aux techniques de cogénération qui permettent d’étendre la production nucléaire à l’hydrogène, aux carburants de synthèse et à la fourniture de chaleur de procédé pour l’industrie.

    Dans ce cadre également de nouvelles contraintes s’imposent aux réacteurs et au cycle du combustible pour permettre le déploiement de l’énergie nucléaire parmi lesquelles la maîtrise des risques de prolifération, la taille du réseau électrique dans certains pays, certains impératifs de site ou des limites d’impacts sur l’environnement…

    S’ajoutent à ces contraintes le besoin de nouveaux modèles économiques et de nouveaux modes de financement destinés à permettre les investissements importants qu’exige le nucléaire dans des pays à économie de marché. Enfin, la formation des futures générations de professionnels et la réalisation des grandes infrastructures nécessaires pour développer l’énergie nucléaire, notamment pour réaliser les composants des centrales, sont autant d’aspects qui appellent une vision globale et internationale.
     
  •  La conférence a également rendu compte des progrès de la simulation numérique en physique des réacteurs, thermohydraulique et science des matériaux qu’autorisent à la fois les techniques de caractérisation physique et chimique actuelles au niveau atomique et moléculaire, et la puissance de calcul disponible aujourd’hui qui permet de passer de la simulation directe ou ab initio à l’échelle macroscopique. Ces avancées et les couplages entre disciplines désormais accessibles par le calcul sont les moteurs d’une révolution dans la capacité de simulation par le calcul et dans la conduite des recherches dont la démarche expérimentale peut être en partie simplifiée.

    La science des matériaux est certainement le champ d’application le plus avancé des méthodes de modélisation multi-échelle depuis la simulation de l’effet de l’irradiation sur les aciers de cuve qui constituent les bases scientifiques sur lesquelles sont fondées aujourd’hui les autorisations d’extension de durée de vie des centrales, jusqu’aux développements en cours sur des matériaux plus complexes tels que les bétons, les céramiques et le combustible nucléaire. Plusieurs sessions ont montré comment ces recherches sur les matériaux sont complétées par des développements en mécanique des structures qui visent à mieux prendre en compte les risques sismiques et les autres agressions extérieures, potentiellement extrêmes, ainsi qu’à harmoniser les règles de dimensionnement mécanique au plan international.

La conférence ICAPP’2011 aura été très marquée par l’accident de Fukushima survenu quelques semaines auparavant et elle aura montré combien le futur de l’énergie nucléaire s’inscrit désormais dans une perspective internationale et globale intégrant les dimensions énergétique, économique et politique.