Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Le nucléaire
gestion des combustibles usés. AREVA, après avoir réalisé des études exploratoires,
est en négociation pour la fourniture à la Chine d’une usine de traitement-recyclage.
Aux États-Unis, AREVA, en partenariat avec le Groupe Shaw, poursuit, pour le compte
du ministère américain de l’Énergie (DoE), la construction de l’usine MFFF (Mixed Fuel
Fabrication Facility) de fabrication de combustible MOX à partir de plutonium d’origine
militaire. Ce projet s’inscrit dans le cadre des accords signés entre les États-Unis et la
Russie pour recycler le plutonium issu du démantèlement des armes nucléaires
déclarées en excès, sous forme de combustible à usage civil.
L’exploitant a encore de nombreuses attentes en matière d’amélioration de la
performance des assemblages en réacteur, qu’il s’agisse de la fiabilité du combustible
en exploitation, des possibilités d’optimisation de la longueur des campagnes, de la
flexibilité de la gestion des combustibles permettant de s’adapter aux aléas du
système électrique, tout ceci, bien sûr, s’inscrivant dans le respect des critères de
sûreté aussi bien en fonctionnement normal, qu’incidentel ou accidentel.
Des évolutions relevant d’une R & D industrielle sont donc constamment en cours
pour accroître les performances des assemblages (pastilles, gainages, structures) et
s’adapter aux évolutions à plus long terme du parc de production. On citera à titre
d’exemple de R & D industrielle de moyen terme les recherches sur les matériaux et
les technologies de structuration pour limiter les déformations des assemblages au
cours des quatre cycles dans les paliers 1 300 MW et N4 (1 450 MW). De telles
recherches mettent de 10 à 15 ans à partir de l’idée en centre technologique pour
déboucher sur un déploiement industriel (5 à 15 tranches du parc). Elles sont menées
principalement par le fabricant de combustibles et l’exploitant de réacteurs avec le
concours des centres publics de recherche.
La « communauté combustible » poursuit aussi des recherches de plus long terme.
On citera à titre d’exemple les matériaux de gainage pour empêcher le dégagement
d’hydrogène en cas d’accident grave, ou les recherches sur les matériaux utilisant les
nanotechnologies pour les gainages des combustibles de quatrième génération à très
haut taux de combustion. Il faut de 20 à 30 ans pour que de telles recherches trouvent
une application industrielle, si tant est qu’elles aboutissent.
Les technologies de fabrication développées pour les combustibles des réacteurs à
eau légère actuels sont matures et seront applicables aux réacteurs de troisième
génération, tels l’EPR. De plus, AREVA a développé avec le CEA le procédé COEX qui
permet de co-extraire l’uranium et le plutonium puis de réaliser la fabrication d’un
combustible MOX avec les procédés classiques. Les différentes étapes unitaires de
ce procédé sont d’ores et déjà maîtrisées : il pourrait être utilisé pour fabriquer les
combustibles MOX des futurs réacteurs de troisième génération.
Par ailleurs, dans le cadre des études sur les réacteurs de quatrième génération, un
projet de construction d’un Atelier de fabrication du combustible U/Pu des cœurs
(AFC) est associé au projet de réalisation du prototype ASTRID. Des études de
faisabilité d’un atelier de fabrication d’assemblages chargés en actinides mineurs
(ALFA) permettant la poursuite des expériences de transmutation sont également
réalisées.
Centre d’analyse stratégique - 87 - Août 2012
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