Les réacteurs du futur pour le développement durable

3 générations de réacteurs se sont succédé depuis les années ’50. Des réacteurs de quatrième génération font aujourd'hui l’objet d’études intensives. Ils constitueront une évolution importante sur les plans de la durabilité, de la sûreté et de l’économie. Selon les prévisions, ces centrales seront mises en service vers 2040.

3 générations de réacteurs

Depuis les débuts de l’énergie nucléaire il y a une soixantaine d’années, les réacteurs ont beaucoup évolué:

  • 1950-1960: la première génération rassemble les prototypes et les premières centrales.
  • 1970-1980: les centrales de deuxième génération sont celles qui produisent de l’électricité aujourd’hui. La plupart sont des réacteurs à eau pressurisée (REP ou PWR), comme Doel et Tihange.
  • Aujourd'hui: les grands constructeurs proposent des réacteurs de génération III. Ils constituent un perfectionnement de la génération actuelle. Leur puissance est plus élevée, leur concept simplifié et leur niveau de sûreté accru. Le premier réacteur de cette génération, de type EPR (European Pressurized Reactor), sera mis en service à Olkiluoto, en Finlande, en 2013.

La quatrième génération

Des réacteurs de conception différente, ceux de la génération IV, font aujourd'hui l’objet d’études intensives. Ils visent à s'inscrire dans la logique du développement durable et doivent pour cela répondre à différents critères:

  • une utilisation efficace des ressources naturelles: l’uranium naturel employé pour la production d’électricité sera brûlé complètement;
  • une limitation de la quantité et de la durée de vie des déchets nucléaires par le recyclage des résidus radioactifs à longue vie (actinides). Le stockage de déchets hautement radioactifs sur une très longue période en sera d’autant diminué;
  • une sûreté d’exploitation encore meilleure, basée sur une sûreté intrinsèque. Le risque de fusion du cœur du réacteur sera réduit à néant;
  • un faible coût par kWh et un risque financier réduit. On utilisera soit de grandes unités pour exploiter au maximum les effets d’échelle, soit des unités plus petites, de conception plus simple;
  • un faible attrait en tant que source de fabrication d’armes atomiques et une protection optimale contre les agressions extérieures. La matière nécessaire à la fabrication d’armes atomiques ne sera plus présente sous sa forme pure dans le cycle du combustible nucléaire.

6 types de réacteur

Le GIF (Generation IV International Forum) est un groupement international réunissant à l’origine 10 pays, auxquels sont venus se joindre plus tard Euratom, la Chine et la Russie. Le GIF a étudié une centaine de systèmes de centrales possibles en fonction des critères de durabilité décrits ci-dessus. Les réacteurs du futur devront s’ouvrir à d’autres marchés pour assurer leur succès, grâce à de nouvelles applications comme la production d’hydrogène sans CO2, la désalinisation de l’eau de mer et l’utilisation par l’industrie de la chaleur issue de l’exploitation (cogénération nucléaire).

L’étude a retenu 6 types de réacteurs sur lesquels se focalise actuellement la recherche:

  • 3 réacteurs "à spectre thermique" (réacteurs à très haute température);
  • 3 réacteurs "rapides" ou surgénérateurs. Ils ont l’avantage d’utiliser, par recyclages successifs, la quasi-totalité du combustible nucléaire. Ils permettent également le recyclage du plutonium et d’autres actinides. Cependant, leur mise en œuvre suppose encore de nombreuses recherches en matière de sûreté et d’utilisation des matériaux.

En Belgique

Le SCK•CEN (Centre d’Etude de l’Energie nucléaire) souhaite contribuer à une énergie nucléaire durable par la construction d’une nouvelle installation de recherche. Ce système innovant, appelé MYRRHA, permettra de transformer des substances radioactives à longue vie en éléments à vie courte. Ce projet permettra également de démontrer la faisabilité de la technologie de génération IV à une échelle industrielle.