NUCLÉAIRE DU XXIe SIÈCLE :
RÉACTEURS ET CYCLES DU COMBUSTIBLE DE 4e GÉNÉRATION



Compte-rendu de la Conférence de la Section Technique ST1
de la SFEN du 28 avril 2004
 

Conclusions


• Dans un contexte de forte demande énergétique, où toutes les sources d’énergie seront nécessaires pour satisfaire les besoins en énergie primaire à l’échelle mondiale, le Forum Generation IV a certainement été le cercle de réflexion international le plus actif pour définir le cahier des charges du nucléaire après 2030, et pour sélectionner les technologies les mieux à même de satisfaire ce cahier des charges.

Les critères de la sélection des réacteurs nucléaires ne sont plus les mêmes que ceux qui ont prévalu lors de leur grand déploiement dans les années 70. Les enjeux du nucléaire de 4e génération sont essentiels pour permettre un développement énergétique durable à l’échelle de la planète :

- Un nucléaire qui s’inscrit dans une durée séculaire, avec des cycles du combustible utilisant au mieux les ressources fissiles, et produisant un minimum de déchets,

- Un nucléaire acceptable, avec des réacteurs encore plus sûrs,

- Un nucléaire dont le champ des applications s’élargit au-delà de la production d’électricité, et notamment à la production d’hydrogène.
C’est un nucléaire (neutrons rapides, haute température, recyclage de tout le combustible) qui est en rupture avec les réacteurs à eau de 2e et de 3e génération. C’est à la fois une formidable opportunité pour des organismes de recherche comme le CEA (le CNRS…) et une exigence de coopérer au plan international pour partager l’effort de R&D pour réaliser les ruptures technologiques nécessaires.

• En conclusion d’une analyse stratégique réalisée fin 2000, qui prend en compte l’expérience acquise en France et en Europe sur les filières (neutrons rapides, réacteurs à haute température), ainsi que les objectifs stratégiques des partenaires industriels, la participation française au Forum Generation IV se situera principalement dans trois domaines :

- Le développement d’une gamme technologique gaz avec le VHTR et le GFR,

- le soutien au développement d’une nouvelle génération de systèmes à neutrons rapides refroidis au sodium,

- le développement de nouveaux procédés pour le cycle du combustible permettant le recyclage de tous les actinides avec une résistance suffisante aux risques de prolifération.
Participation en réseau à une activité d’évaluation de filières plus prospectives : systèmes refroidis à l’eau supercritique (SCWR) et réacteurs à sels fondus (MSR).

Ces décisions structurent l’effort de recherche français sur les réacteurs nucléaires du futur. Les grands enjeux à l’international pour les prochaines années seront :

- D’être des partenaires majeurs du consortium qui développera le VHTR dans le cadre du Forum, et le Next Generation Nuclear plant qui devrait en être un premier démonstrateur vers 2015,

- De lever les verrous technologiques du GFR en coopération avec nos partenaires européens, américains et japonais, et de faire du REDT un projet international,

- De valoriser l’expertise acquise sur les réacteurs rapides au sodium à travers le développement avec le Japon d’une nouvelle génération de SFR,

- De valoriser également l’expérience acquise sur les combustibles pour la transmutation et les procédés du cycle, pour gérer globalement les actinides dans les systèmes Generation IV.

Ces enjeux sous-tendent un apprentissage de la coopération internationale, non pas simplement pour échanger des connaissances, mais pour développer en commun des produits industriels appelés à être commercialisés.

Ceci suppose :

- De partager la R&D avec des partenaires étrangers,

- De rechercher un effort de démultiplication de son propre effort de R&D par des synergies et des possibilités de co-financement de grandes installations de recherche ou réacteurs prototypes,

- D’encadrer la coopération par des accords garantissant un traitement équitable de la propriété intellectuelle, et un juste retour des bénéfices commerciaux en fonction des apports.

Les réacteurs de 4ème génération ne seront pas disponibles demain : ils posent d’importants défis, notamment dans le domaine des matériaux (à la frontière des hautes fluences et des hautes températures, en particulier pour le combustible). Les questions de sûreté devront également être examinées en grand détail. Relever ces défis demande une importante recherche, qui ne débouchera pas sur des réacteurs industriels avant 2030.

A plus court terme, les grands enjeux pour l’année 2004 seront :

- De se répartir la R&D Generation IV entre pays intéressés par les mêmes systèmes, et

- De signer de premiers accords pour enclencher concrètement la phase de coopération du Forum Generation IV.

Un autre enjeu important est de stimuler doublement les enseignements des sciences et technique nucléaires :

- Par une ouverture internationale indispensable (il existe déjà un cours de Génie Atomique européen),

- Par l’apport de disciplines essentielles pour les ruptures technologiques nécessaires et qui ne sont pas des disciplines traditionnelles du domaine nucléaire :

. La science des matériaux sous irradiation et à haute température,
. La chimie des procédés pour une gestion groupée des actinides,
. Les procédés pour la production nucléaire d’hydrogène.