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RÉSUMÉ
L'énergie d'origine nucléaire représente une part importante de l'énergie mondiale, et prépondérante de l'énergie française. Cet article décrit les principales filières nucléaires. avec l’intérêt respectif de chacune en fonction des objectifs poursuivis (production d’électricité, valorisation des ressources, gestion des déchets). Les acquis et retours d'expérience de cinquante années de développement sont présentés et expliquent comment l’industrie nucléaire est aujourd'hui une industrie sûre et respectueuse de l’environnement, permettant la production d'une électricité de base parmi les moins chères.
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Pierre BACHER : Directeur du traité Génie Nucléaire (Techniques de l’Ingénieur) - Ancien Directeur délégué de l’Équipement EDF
INTRODUCTION
L’énergie nucléaire joue un rôle important dans la production électrique mondiale (à égalité avec l’hydraulique), européenne (33 %) et française (plus de 75 %). Le traité Génie Nucléaire des Techniques de l’Ingénieur donne les fondements théoriques des réacteurs nucléaires, explique en détail les questions de sûreté, de radioprotection et de gestion des déchets, décrit les multiples technologies mises en œuvre, et présente les principales filières de réacteurs développées au cours des cinquante dernières années ainsi que l’expérience acquise au cours de cette période.
Le présent article [D 4 003] cherche à présenter de façon synthétique les principales filières nucléaires avec l’intérêt respectif de chacune en fonction des objectifs poursuivis (production d’électricité, valorisation des ressources, gestion des déchets). Il passe en revue l’acquis considérable de cinquante années de développement, grâce auquel l’industrie nucléaire est aujourd’hui une des industries les plus sûres et les plus respectueuses de l’environnement, et permet de produire une électricité de base parmi les moins chères. L’article suivant Stratégies de développement des filières nucléaires présentera l’état des réflexions sur le développement possible du nucléaire au xxie siècle, et sur les conditions d’un développement durable de cette énergie.
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3. Développement industriel et retour d’expérience : 1965-1995
À partir des années 1960, le pouvoir est passé des chercheurs aux industriels, ce qui a eu pour conséquence une sélection impitoyable des projets sur des critères économiques avant tout, tempérés cependant par les exigences de sûreté qui se sont renforcées en parallèle. Cette période a vu le triomphe des réacteurs à eau, H2O et D2O, l’eau jouant à la fois le rôle de caloporteur et de modérateur, avec la variante soviétique de réacteurs à eau bouillante modérés au graphite (RBMK). Parmi tous les autres concepts de réacteurs à neutrons thermiques, seuls les réacteurs à gaz à haute température (HTR) refroidis à l’hélium ont tenté de résister au raz de marée des réacteurs à eau. Une vision prospective largement partagée à cette époque était que les avantages technico-économiques de l’énergie nucléaire seraient tels que son développement serait massif et les ressources en uranium naturel rapidement insuffisantes si les matières fertiles (238U et thorium) n’étaient pas valorisées. Cette vision a eu pour effet le lancement, aux côtés des réacteurs à eau, de prototypes de réacteurs à neutrons rapides (RNR) refroidis au sodium.
3.1 Réacteurs à eau : REP, REB, CANDU
Il y a, dans le monde aujourd’hui, un peu plus de 440 réacteurs électrogènes. Mis à part une quarantaine de réacteurs modérés au graphite encore exploités en Grande-Bretagne (graphite-gaz) et dans l’ex-URSS (RBMK), et 4 réacteurs à neutrons rapides refroidis par métal liquide, ils se répartissent en trois filières à eau (encadré 3) dont les parts respectives sont de 65, 25 et 10 %.
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Les réacteurs à eau pressurisée (REP) utilisent l’eau comme modérateur et caloporteur (à deux exceptions près, en Argentine, où deux réacteurs sont à l’eau lourde pressurisée).
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Les réacteurs à eau bouillante (REB), tous à eau.
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Les réacteurs canadiens CANDU, modérés et refroidis à l’eau lourde.
Ces réacteurs sont tous basés sur des...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DURAND-SMET (R.) - Réacteurs à eau sous pression. Description - . [B 3 100] (1997). Traité Génie nucléaire.
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(2) - CACHERA (P.) - Réacteurs à eau ordinaire bouillante - . [BN 3 130] (2000). Traité Génie nucléaire.
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(3) - YU (S.), HOPWOOD (J.), MENELEY (D.) - Réacteurs à eau lourde - . [BN 3 210] (2000). Traité Génie nucléaire.
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(4) - BASTIEN (D.) - Réacteurs RBMK - . [BN 3 215] (2000). Traité Génie nucléaire.
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(5) - DUCO (J.) - Accidents nucléaires. Tchernobyl (URSS) - . [BN 3 884] (2003). Traité Génie nucléaire.
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(6) - CRETTÉ (J.-P.) - Réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium - . [B 3 170]...
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