Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Le nucléaire
radicalement nouveaux, une remise en cause fondamentale des concepts mis en
œuvre antérieurement. Une telle rupture est un acte volontariste qui nécessite
beaucoup de recherche et développement et, souvent, beaucoup de temps pour
passer du concept au démonstrateur puis, éventuellement, à la réalisation
industrielle. Un exemple d’une telle rupture technologique est la prise en compte
dès la conception de l’EPR de la fusion du cœur, élément essentiel du standard de
sûreté de la génération III des réacteurs à eau légère.
1 Les générations de réacteurs : évolutions et révolutions
technologiques
1.1. Le concept de génération signale les grandes ruptures technologiques
qui ont jalonné et jalonneront encore l’histoire des réacteurs électrogènes
Si le principe de fonctionnement des réacteurs est toujours essentiellement le même 1 ,
les architectures et les technologies diffèrent. Selon le fluide caloporteur et sa
pression (eau, gaz, sodium, etc.), selon le spectre d’énergie des neutrons dans le
cœur et le matériau modérateur 2 éventuel (eau, graphite, eau lourde), et enfin, selon le
combustible nucléaire, les réacteurs nucléaires se classent par filière. Deux filières de
réacteurs à eau se sont imposées dans les années 1970 : ceux à eau pressurisée et
ceux à eau bouillante, qui représentent aujourd’hui respectivement 67 % et 21 % de
la puissance électronucléaire en exploitation dans le monde.
La classification en filière ne rend cependant pas compte des évolutions technologiques
des réacteurs. C’est pourquoi, considérés dans la durée, les réacteurs
nucléaires sont classés en générations. La première génération correspond aux
prototypes et aux premiers réacteurs de taille industrielle à usage commercial mis au
point dans les années 1950 et 1960 et entrés en service avant les années 1970. En
font partie les réacteurs français UNGG (Uranium naturel graphite-gaz) et les réacteurs
Magnox, dont deux sont encore aujourd’hui en service au Royaume-Uni 3 . Les
caractéristiques des réacteurs UNGG et Magnox ont été influencées par l’absence à
l’époque, en Europe, de technologie industrielle d’enrichissement de l’uranium mais
aussi par la volonté de produire du plutonium à des fins militaires. Cette génération
est donc définie en premier lieu par la période de construction.
Les réacteurs nucléaires aujourd’hui en exploitation sont majoritairement des
réacteurs de « deuxième génération », construits à partir des années 1970. Aux États-
Unis et en Europe occidentale, les choix de filières et de programmes ont été dictés
par la nécessité d’une meilleure compétitivité de l’énergie nucléaire et d’une
(1) Tous les réacteurs mettent en œuvre la réaction de fission, entretenue par les neutrons qu’elle
produit elle-même. Elle dégage de l’énergie calorifique que le fluide caloporteur emporte vers le
groupe turbo-alternateur, directement ou via des échangeurs de chaleur.
(2) Les neutrons sont produits par la fission avec une énergie cinétique élevée. On les appelle
« neutrons rapides ». Pour produire de nouvelles fissions, ils peuvent être utilisés dans cette gamme
d’énergie – il s’agit alors d’un « réacteur rapide » – ou être ralentis par un « modérateur » jusqu’à la
gamme d’énergie correspondant à la température du milieu ; on les appelle alors « neutrons
thermiques » et l’on parle de « réacteur thermique ».
(3) Ces réacteurs devraient être fermés d’ici la fin 2012. Source : Nuclear Power in the United
Kingdom, The World Nuclear Association, http://world-nuclear.org/info/inf84.html.
Centre d’analyse stratégique - 63 - Août 2012
www.strategie.gouv.fr