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Les réacteurs nucléaires de génération 4

15 janvier 2010 (mis à jour le 3 mars 2016) - Énergie, Air et Climat
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Les réacteurs nucléaires de génération IV sont actuellement à l’état de concepts faisant l’objet de recherches coordonnées au niveau international ; la mise en service d’un réacteur commercial fondé sur l’un de ces concepts n’est pas envisagée avant 2040. Le Forum International Génération IV (Generation IV International Forum - GIF) a permis de mettre en place une coopération internationale dans le cadre du développement de ces systèmes nucléaires de nouvelle génération, avec les objectifs suivants : améliorer la sûreté nucléaire, améliorer la résistance à la prolifération, minimiser les déchets, optimiser l’utilisation des ressources naturelles, et diminuer les coûts de construction et d’exploitation des réacteurs. Dans ce cadre, plusieurs concepts de réacteurs ont été retenus pour la phase de R&D (réacteurs à neutrons rapides, mais aussi certains concepts de réacteurs à neutrons thermalisés).

La stratégie française en matière de génération 4

Le gouvernement français a décidé une première phase de R&D pour 2006-2012, visant à être aussi innovant que possible, afin de préparer les prochaines étapes, et de remplir les objectifs notamment en matière de sûreté. La date de 2012 est un jalon important pour notre cadre national de gestion des déchets radioactifs loi du 28 juin 2006  précise notamment que le potentiel de transmutation des réacteurs de quatrième génération devra être évalué en lien avec leur impact sur les futurs systèmes de gestion des déchets).

La France s’est fixé l’objectif d’avoir à l’horizon 2040 un RNR de 4e génération sous une forme industrialisable ; ce choix volontariste (dans un domaine où les échelles de temps sont très longues) vise à être prêt techniquement, avant que de réelles difficultés ne se posent sur le marché de fourniture d’uranium.

Pour réussir un tel défi, un considérable travail de R&D est nécessaire. C’est la raison pour laquelle la France a soutenu, depuis son début, l’initiative du Forum International Génération IV (Generation IV International Forum, ou GIF). La France souscrit ainsi aux objectifs établis par le GIF pour les systèmes de 4e génération : sûreté, économie, durabilité, et résistance à la prolifération.

La stratégie actuelle est la suivante :

- L’axe prioritaire de R&D est constitué d’études sur les réacteurs rapides à caloporteur sodium (SFR, pour Sodium Fast Reactors), afin d’améliorer la sûreté, l’exploitabilité et la compétitivité. Il n’est cependant pas acquis aujourd’hui que les objectifs fixés puissent être atteints à un coût raisonnable.

- En parallèle, un effort important est fait sur les réacteurs rapides à caloporteur au gaz (GFR, pour Gas Fast Reactors), qui présentent à la fois l’intérêt d’explorer une autre voie pour accéder à des réacteurs à neutrons rapides avec un fluide caloporteur, très différent du sodium, et un potentiel d’applications durables en haute température. L’objectif est d’avoir une étude de faisabilité en 2012.

- Des travaux sur le cycle du combustible (dans une large mesure, communs aux deux systèmes SFR et GFR) sont réalisés en cohérence avec les études sur les réacteurs.

- Des efforts limités concernent les réacteurs à haute température, et une veille technologique pour les réacteurs à eau supercritique et les réacteurs à sels fondus.

Ces choix français ont été basés sur les considérations suivantes : seuls les réacteurs au sodium (SFR), qui disposent d’un retour d’expérience en France (Rapsodie, Phénix et Superphénix) et à l’international le plus important, pourraient être prêts en 2040. Toutefois, les exigences en matière de R&D et d’innovation, pour répondre aux attentes en matière de sûreté, d’économie, et d’exploitabilité, en font un défi difficile.

Par ailleurs, compte tenu des verrous technologiques à lever sur la filière au sodium pour atteindre les objectifs souhaités de sûreté et d’exploitabilité, il a été retenu d’étudier également la filière des réacteurs à caloporteur gaz, certes moins connue, mais présentant des potentiels intéressants et un comportement en matière de sûreté différent du sodium.

Il est également utile de rappeler que les travaux menés sur le cycle du combustible contribueront à répondre, en 2012 (jalon prévu dans la loi du 28 juin 2006 sur la gestion des matières et déchets radioactifs), aux deux questions suivantes :

- Devons-nous continuer les travaux de R&D en matière de transmutation ?

- Sur quels déchets, et par quel système doit être réalisée cette transmutation ?

Pour en savoir plus, vous pouvez consulter les conclusions du comité d’orientation et de suivi des recherches pour les systèmes nucléaires (COSSYN), dont les objectifs sont notamment de favoriser les échanges de points de vue sur le nucléaire actuel et de 4ème génération, et de faire le bilan des actions engagées en la matière et de proposer les programmes de recherches à venir :

consulter la synthèse 2007-2008 des travaux du COSSYN (PDF - 95 Ko)
consulter le rapport complet 2007-2008 du COSSYN (PDF - 623 Ko)

 

 

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