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RÉSUMÉ
Cet article est consacré aux diverses filières nucléaires et aux thèmes dominant l’actualité et l’avenir proche. Sont passées en revue : les filières éprouvées du parc actuel, dominé par les REL ; les filières démontrées mais en attente, dont les RNR à métaux liquides ; le MSR ; la voie des SMR. La régénération des noyaux fissiles est analysée en termes de physique du cœur (paramètre h) et en termes de conséquences, bouleversant l’espérance de vie du nucléaire de fission. L’évaluation de l’économie du nucléaire est examinée, du nucléaire historique jusqu’à l’horizon 2050, avec l’élargissement à l’évaluation des mix énergétiques conduisant à prendre en compte l’intermittence et son prix.
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Jean-Baptiste THOMAS : Ingénieur ECP – retraité du CEA - Enseignant à l’INSTN, Saclay, France
INTRODUCTION
Après avoir examiné dans le précédent article la structure des réacteurs nucléaires et de leur combustible, le couplage fort entre chaudières et cycle du combustible, la perspective de régénération des noyaux fissiles, ainsi que les principales contraintes pesant sur le nucléaire de fission, le présent article est consacré aux filières nucléaires et aux thèmes dominant l’actualité et l’avenir proche. Il comporte :
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une brève revue : des filières éprouvées, des filières démontrées mais non déployées, des filières à l’étude ; de la voie SMR ; des progrès mutualisables transverses aux filières ;
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l’analyse de la régénération des noyaux fissiles qui permet d’accéder, depuis l’économie de la ressource rare du seul isotope 235U à celle de la totalité des éléments uranium et thorium ; la discussion des conséquences du renouvellement autocatalytique des noyaux fissiles, bouleversant les ordres de grandeur en espérance de vie de l’énergie de fission ;
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l’étude de la relation entre le spectre en cœur et les contraintes imposées au bilan neutronique par la régénération, sur la base des valeurs du paramètre clé η en fonction de l’isotope fissile considéré et de l’énergie du neutron incident ;
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le rappel des principales évaluations économiques du nucléaire électrogène depuis le nucléaire historique jusqu’aux projections à l’horizon 2050 ; la montée vers l’évaluation intégrale des mix énergétiques : l’intermittence et son prix ; l’examen du problème de la valeur du plutonium ;
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enfin, pour le concepteur, dans un nucléaire en mutation, la périlleuse contrainte/opportunité : « à nouveau contexte, nouveau cahier des charges initial ».
Cet article sera suivi d’un troisième article traitant des modélisations simplifiées consacrées à l’analyse stratégique des options de conception, de la place de l’innovation radicale, des systèmes énergétiques du continuum de l’énergie nucléaire associant fission, fusion et particules chargées accélérées.
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MOTS-CLÉS
filières de réacteurs nucléaires Génération IV surgénération flexibilité du parc nucléaire intermittence SMR
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5. Conclusion
La condition de la longévité de l’énergie nucléaire de fission à l’échelle d’un peuplement humain lui-même durable est la régénération des noyaux fissiles consommés. L’énergie nucléaire est placée favorablement par rapport aux autres sources d’énergie renouvelables en termes de rapport bénéfices/coûts si les deux termes sont évalués de façon complète et équitable.
La reprise a lieu à travers la croissance en Asie et la perspective de renouvellement du parc en Europe et aux États-Unis au-delà de 2030-2040.
L’optimisation d’un parc multi-strate de type Gen-IV est le défi de la fin du siècle. Bien poser le problème est essentiel.
Des progrès sont nécessaires en conception, en méthodes et en innovation technologique.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - NAUDET (R.) - OKLO : des réacteurs nucléaires fossiles : étude physique. - Préface de Jules Horowitz – collection CEA – Série Synthèses – Eyrolles (1991).
-
(2) - HARMS (A.A.), HEINDLER (M.) - Nuclear Energy Synergetics – An introduction to conceptual models of integrated nuclear energy systems. - Plenum Press (1982).
-
(3) - SERBER (R.) - Los Alamos Primer – The first Lectures on How to Build an Atomic Bomb. - University of California Press (1992).
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(4) - ANDRA - * - Dossier Argile.
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(5) - Ça m’intéresse, - 15 mars 2022.
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(6) - THOMAS (J.-B.) - Nuclear power plant types and the management of plutonium and minor actinides, in search of fuel cycle flexibility. - C.R....
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