Article de référence | Réf : BN3100 v1

Conception – Principaux aspects
Réacteurs à eau ordinaire pressurisée

Auteur(s) : Pierre BOIRON

Date de publication : 10 janv. 2008

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INTRODUCTION

Aujourd'hui, 214 tranches électronucléaires à eau ordinaire sous pression (REP) sur un total mondial de 440, toutes filières confondues, délivrent 56 % de l'électricité d'origine nucléaire dans le monde. Ces réacteurs, construits à partir du milieu des années 60, sont dits de « deuxième génération », par opposition aux réacteurs antérieurs, presque tous arrêtés, considérés comme de « première génération ».

Depuis le milieu des années 90, les autorités de sûreté des différents pays, les exploitants nucléaires et les constructeurs de centrales nucléaires préparent la « troisième génération » de réacteurs, pour l'essentiel encore des réacteurs à eau (REP ou REB).

Dans la première partie, complétant un article paru (voir [B 3 100] des Techniques de l'Ingénieur) par un tour d'horizon sur la conception des réacteurs à eau sous pression (de 600 à 1 500 MWe) équipant le parc électronucléaire français, il est montré que, loin d'être une simple recopie des modèles d'origine, construits sous licence américaine, le REP est devenu un réacteur de technologie française. Il bénéficie d'évolutions importantes et parfaitement maîtrisées, grâce à l'étroite coopération instaurée entre tous les acteurs, à un effort sans précédent en R&D, et à l'organisation précoce du retour d'expérience.

Dans une seconde partie, les courants d'évolution de ces réacteurs sont mis en lumière par un panorama des aspects marquants des nouveaux modèles en cours de développement, ou récemment mis sur le marché. Les exemples sont pris à l'étranger. Un article distinct du présent traité est consacré à l'EPR (voir [BN 3 102]). Enfin il est fait un point sur les REP de petite et moyenne puissance.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bn3100


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2. Conception – Principaux aspects

De nombreux articles spécialisés de ce dossier exposent, chacun dans son domaine, la conception du REP. Il en est fait ici une synthèse pour dégager les axes principaux de la démarche de conception.

2.1 Facteurs économiques

  • Même dans des conditions économiques relativement favorables au combustible gaz (suivant l'Agence internationale de l'énergie de l'OCDE), le REP peut se montrer compétitif pour la production d'électricité (voir tableau 1).

    La comparaison met en évidence le coût élevé de la centrale REP, balancé par le faible coût du combustible nucléaire.

  • Concernant la sensibilité des coûts des énergies aux conditions du marché financier, il faut se reporter aux chiffres du tableau 2.

    En nucléaire, la structure des coûts de production est en moyenne de 60 % en investissements, 22 % en combustible (dont environ le tiers en uranium, soit de l'ordre de 7 % du total) et 18 % en frais d'exploitation.

    Nota

    les pourcentages indiqués sont des ordres de grandeur qui peuvent varier selon les conditions techniques et économiques.

    Le coût d'investissement de la centrale REP est élevé et ses délais de réalisation longs (cinq ans en moyenne). Cependant, elle devient particulièrement rentable lorsque l'investissement est amorti, et sa faible sensibilité aux variations du prix de l'uranium est un facteur important de stabilité du coût de production.

    Les efforts des constructeurs ont d'abord porté sur la recherche d'économies dans la construction (réduction des coûts et des délais de réalisation). L'effet de taille étant important, l'intérêt de construire des réacteurs de forte puissance est vite apparu. Cependant, un niveau de puissance ne se franchit toujours qu'après en avoir acquis la maîtrise par l'exploitation d'un prototype ou d'une tête de série.

    Hormis l'effet de taille, le champs des économies possibles dans la conception du REP était plus limité du fait de l'emprise des impératifs de sûreté qui ont toujours évolué dans le sens d'une exigence plus grande. S'appuyant sur le retour d'expérience, la R&D a apporté une meilleure connaissance des phénomènes et des...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   Les coûts de référence de la production électrique  -   ; Direction du Gaz, de l'Électricité et du Charbon (DIGEC)/DGEMP/ Ministère de l'Économie, des Finances et de I'lndustrie (1997).

  • (2) -   *  -  Revue Générale Nucléaire, no 2 – mars-avril 2006.

  • (3) -   European Utility Requirements for LWR Nuclear Power Plants (EUR)  -  - March 2000 A document produced by British Energy, DTN, Électricité de France, Forksmark Krafgrup AB, Fortum & TVO, NRG, SOGIN, Tractebel, UAK and Vereinnigung Deurscher Elektrizitätswerke.

  • (4) -   Design features of TSURUGA 3 and 4. The first APWR plant in Japan  -  – Hidrald Sazuld, The Japan Atomic Power Company.

  • (5) -   Innovative small and medium sized reactors : Design features, safety approches and R&D trends  -  – Final report of a technical meeting held in Vienna, 7-11 June 2004 - IAEA.

  • ...

1 Revues spécialisées

(liste non exhaustive)

Revue Générale Nucléaire – Revue bi-mensuelle éditée par la Société Française d'Énergie Nucléaire (SFEN – 3-5, rue des Morillons 75015 Paris

Contrôle : Revue mensuelle éditée par la Direction Générale de la Sûreté et de la Radioprotection (DGSIN) – 6, rue du Colonel Bourgoin 75012 Paris

HAUT DE PAGE

2 Réglementation

Réglementation française applicable, dans : Code de I'Environnement – Installations nucléaires

HAUT DE PAGE

3 Sites Internet

(liste non exhaustive)

http://www.areva-np.com

http://www.edf.com

http://www.asn.gouv.fr

http://www.westinghousenuclear.com/C3a.asp

http://www.nei.org/index.asp?catnum

http://www.nuc.berkeley.edu/designs

http://www.uic.com.au

http://www.nrc.gov/reactors/new-licensing/design-cert/ap1000.html

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