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RÉSUMÉ
Dans un monde où la filière nucléaire produit une part importante de l'énergie mondiale, on peut se demander quelles sont les évolutions à attendre de cette filière. Cet article décrit les contraintes de cette industrie, puis les différents projets en cours. Enfin des combinaisons des différentes filières, baptisées systèmes nucléaires, et issues pour certaines d'une collaboration internationale, sont présentées.
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Pierre BACHER : Directeur du traité Génie Nucléaire (Techniques de l’Ingénieur) - Ancien Directeur délégué de l’Équipement EDF
INTRODUCTION
Dans un premier article consacré aux filières nucléaires de production d’électricité Production d’énergie électrique par centrales nucléaires, nous avons décrit sommairement les différents types de centrales, caractérisés avant tout par le fluide caloporteur qui extrait l’énergie produite dans le réacteur nucléaire pour l’apporter au système de production d’électricité ; nous avons expliqué comment et pourquoi ont survécu quelques « filières » exploitant les technologies les plus simples et les plus économiques ; nous avons dressé un bilan du retour d’expérience, 30 ans après le début de l’énergie nucléaire commerciale, et donné un éclairage sur la durée de vie des centrales actuellement en service.
Le développement de l’énergie nucléaire dans les décennies à venir dépendra des objectifs poursuivis, des technologies disponibles et des stratégies mises en œuvre dans le monde. Ces dernières dépendront fortement de considérations non techniques, au premier chef de l’acceptation par les populations et donc de la façon dont celles-ci en percevront les avantages comme les inconvénients. Nous n’aborderons pas dans cet article ces aspects sociologiques du développement des différentes énergies, nous limitant aux aspects techniques. Nous aborderons successivement :
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les objectifs que l’on peut se fixer en fonction des stratégies de développement ;
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les contraintes communes à l’ensemble des filières ;
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les différentes filières disponibles avec plus ou moins de développements ;
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les combinaisons de filières, baptisées « systèmes nucléaires », susceptibles d’atteindre les objectifs précédents.
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4. Systèmes énergétiques et le « Forum Génération IV »
4.1 Systèmes basés sur les réacteurs à neutrons thermiques et un faible enrichissement
C’est, nous l’avons vu 3.2, la situation industrielle actuelle, dominée par les réacteurs à eau (REP, REB et CANDU).
Ces réacteurs produisent chaque année dans le monde environ 2 500 TWh, soit 16 à 17 % de l’électricité mondiale, à quasi-égalité avec l’énergie hydraulique, environ 33 % de l’électricité dans l’Union européenne et 75 % de l’électricité produite en France. Ils consomment pour cela environ 50 000 t (0,05 Mt) d’uranium naturel, alors que les estimations de ressources sont les suivantes :
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ressources raisonnablement assurées à un prix inférieur à 80 €/kg U : 2,3 Mt ;
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ressources supplémentaires estimées à un prix inférieur à 130 €/kg U : 1,6 Mt ;
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ressources ultimes : 17 Mt.
La part de l’uranium naturel ne représente actuellement que 0,1 à 0,15 c€/kWh. Les ressources assurées et estimées (un peu moins de 4 Mt) permettraient de maintenir la consommation actuelle pendant 80 ans en restant dans cette fourchette de prix. Au-delà, et en particulier si la part du nucléaire augmentait sensiblement, il faudrait faire appel à des ressources plus onéreuses.
La production de plutonium dans ces réacteurs est d’environ 30 kg/TWh, soit une production annuelle mondiale proche de 75 t, et celle d’actinides mineurs environ 10 fois plus faible, soit une production de 7,5 t.
Le plutonium peut être recyclé sans grande difficulté dès lors qu’on ne le recycle qu’une seule fois et qu’on limite...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DUCO (J.) - Accidents nucléaires. Three Mile Island (États-Unis) - . [BN 3 883] (2004). Traité Génie nucléaire.
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(2) - CRETTÉ (J.-P.) - Réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium - . [B 3 170] (1995). Traité Génie nucléaire.
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(3) - INSAG 12 - Basic safety principles for nuclear power plants - .
-
(4) - INSAG 13 - Safety culture - .
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(5) - INSAG 10 - Defence in depth - .
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(6) - BOURGEOIS (M.) - Retraitement du combustible. Traitement des déchets - . [BN 3 651] (2000). Traité Génie nucléaire.
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