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01 Juin 2018
ASTRID* : un astre abandonné ? (Part 3)
 

 

* Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration 

4. Quel développement industriel pour les RNR ?

4.1 Dans le monde

Le développement des RNR dans le monde sera lent : Rappelons qu’il faut une trentaine d’années de fonctionnement de REP pour produire suffisamment de plutonium pour fabriquer le premier cœur d’un RNR de # 1200 MWe. Dans le monde, seule la France possède à la fois suffisamment de réacteurs et la capacité de retraitement pour alimenter le cycle ; or, pour des raisons de non prolifération, il n’y a pas de marché mondial du plutonium.

4.2 En France

Le développement industriel d’une filière RNR dépend de la perspective d’évolution de la production d’électricité d’origine nucléaire dans notre pays. Dans un marché à faible croissance, on vise le retour sur investissement à court terme. Or d’ici 2050, EDF aura à financer 1) la prolongation de la durée de vie des réacteurs actuels jusqu’au moins 60 ans, de façon à pouvoir lisser les mises à l’arrêt définitif des 58 réacteurs en fonctionnement jusqu’à l’horizon 2050 ; 2) l’arrêt et le démantèlement des REP arrivés en fin de vie ; 3) construire pendant 30 ans de nouveaux réacteurs en France, à un rythme qu’on peut estimer voisin d’un EPR optimisé par an, tout en assurant l’exportation. Une telle charge laisse peu de place à d’autres investissements plus risqués.

Développer une filière RNR se justifiera en France quand le prix de l’uranium aura fortement augmenté, alors qu’il est actuellement déprimé suite à la catastrophe de Fukushima ; on peut penser qu’il le restera jusque vers 2050, en fonction des investissements des pays asiatiques dans le nucléaire.   

En effet, la technologie sodium impose un surcoût estimé d’au moins 20 %, ne serait-ce qu’en raison du circuit secondaire de sodium, que l’utilisation d’azote à la place de l’eau ne permettrait pas de supprimer : de par l’effet de vide positif, on ne peut prendre le risque d’une fuite d’échangeur qui se traduirait par une bulle de gaz dans le primaire (l’azote est pressurisé à 180 bars 7).

Car, en plus de la conception, de la construction et de l’exploitation du réacteur ASTRID, il faudra créer un atelier de fabrication du combustible (le combustible mixte a un taux de Pu de l’ordre de 15-18 %, bien supérieur à celui du MOX REP, soit 8-9 %), avec une ligne particulière pour les assemblages chargés en américium ; ainsi qu’un atelier de retraitement du combustible, la voie la plus prometteuse étant la co-extraction U-Pu étudiée dans Atalante.

5. Comment maintenir et développer les connaissances sur les RNR ?

NB : Ce paragraphe ne concerne que le réacteur, pas la fabrication et le traitement et le recyclage du combustible.

5.1 Réacteurs de puissance

On peut identifier 3 axes que requiert le développement d’un RNR :

·       L’ensemble du système

·       La technologie sodium

·       Les performances du combustible

La simulation de l’ensemble du système, tant en fonctionnement normal qu’accidentel, fait appel à des codes de neutronique et de thermohydraulique, dont le développement pour Superphénix et le recalage lors des essais de fin de vie de Phénix assurent un haut degré de fiabilité. L’effort actuel porte sur leur couplage.

La technologie sodium (pompes électromagnétiques à gros débit, capteurs pour l’ISIR, échangeurs sodium-azote) peut être étudiée en atelier, comme cela a été réalisé pour Superphénix. Il est à noter qu’il n’y a pas actuellement de marché pour des échangeurs sodium-gaz : un débouché pourrait être l’exploitation thermodynamique de l’énergie solaire.

Ce n’est que pour tester les performances du combustible qu’un réacteur à neutrons rapides est indispensable, pour tester le comportement des gaines et des tubes d’assemblages sous irradiation et qualifier les codes de simulation. Dans ce cas, un réacteur de faible puissance pourrait suffire, en complétant avec des expériences dans des réacteurs étrangers, russe, indien ou chinois.

5.2 Petits réacteurs

En attendant un déploiement en tant que nouvelle génération de réacteurs de puissance, des niches commerciales peuvent être explorées, pour livrer des systèmes étanches dans des milieux difficiles d’accès, en mettant à profit les caractéristiques favorables des RNR : pas de pression, pilotage facile et sûr, du fait des contre-réactions et de la marge à l’ébullition.

Pour le tiers-monde, Bill Gates propose un « réacteur à onde progressive »[1] avec du combustible U-Pu ;

Les Soviétiques ont exploité des sous-marins (de « classe Alfa », selon la nomenclature OTAN) équipés de réacteurs rapides refroidis au plomb-bismuth 9 ;

Pour l’exploration spatiale, des projets de type ERATO (réacteur rapide refroidi au lithium liquide) ont été élaborés (Conférence de Xavier Raepset 1).



[1] Cf. Wikipedia

> CEA www.cea.fr, ARCEA / GAENA ; www.energethique.com