TECHNOLOGIES CLÉS 2010 (novembre 2006)

Energie – environnement

34. Réacteurs nucléaires de 3^e génération

Description

Mise en place après le premier choc pétrolier, la filière électronucléaire occupe maintenant une place majeure dans le paysage énergétique français. Néanmoins, après le contre-choc pétrolier des années 80 et les accidents de Three Mile Island et de Tchernobyl, le rythme de construction des centrales nucléaires dans le monde s'est fortement ralenti.

L'énergie nucléaire est bien adaptée à la production de base, avec un impact limité en termes d'émissions de gaz à effet de serre. Au-delà de la question de la compétitivité du kWh électrique d'origine nucléaire, les deux enjeux majeurs de la filière sont la gestion des déchets et l'amélioration de la sûreté.

D'un point de vue technique, les réacteurs actuellement mis au point appartiennent à la « 3^ème génération » : ce sont par exemple, ceux proposés par Framatome (EPR – European Pressurized Water Reactor), ou par BNFL-Westinghouse (AP 1000). Les réacteurs de troisième génération sont des concepts évolutionnaires, c'est-à-dire dérivés des réacteurs actuellement en fonctionnement. Conçus sur les mêmes principes, ils capitalisent dans leurs technologies l'expérience acquise par ces réacteurs pendant plusieurs dizaines d'années.

L'EPR est issu d'une coopération franco-allemande. Il présente un rendement légèrement supérieur à celui de la génération précédente (REP - Réacteurs à eau pressurisée). Son taux de disponibilité devrait atteindre 91 %, avec une durée de vie de 60 ans (contre 40 ans actuellement). La sûreté a été renforcée avec l'augmentation du nombre de systèmes redondants, l'amélioration de l'enceinte de confinement, ainsi qu'une meilleure stabilité en cas de séisme ou de choc externe.

D'ici à 2015, des tests sur des démonstrateurs, avant mise en œuvre en série, devraient être réalisés. En fait, les études sur les réacteurs de 3^e génération ont déjà atteint un stade avancé. La 4^e génération, quant à elle, pourrait être fondée sur une conception notablement différente, mais ne devrait pas voir le jour avant 2030-2035.

Enjeux, Impact

La loi de juillet 2005 fixant les orientations de la politique énergétique française a retenu parmi ses priorités le maintien de l'option nucléaire à l'horizon 2020, un des objectifs étant le remplacement de l'actuelle génération de réacteurs. Par ailleurs, cet objectif est en phase avec ceux du protocole de Kyoto relatif à la diminution des émissions de gaz à effet de serre. L'énergie nucléaire pourrait jouer un rôle clé dans la lutte contre le réchauffement climatique au niveau national.

L'industrie nucléaire française occupe une position de leader au niveau mondial. Figurant parmi les premiers postes du commerce extérieur, le secteur emploie directement en France environ 100 000 personnes, sans compter la sous-traitance.

Marché

L'énergie nucléaire permet de produire 78 % de l'électricité française. La puissance installée dans le monde est d'environ 360 GW. Fin 2002, 35 nouveaux réacteurs étaient en cours de construction.

Ces dernières années, l'annonce de l'arrêt du nucléaire dans plusieurs pays européens (Allemagne, Suède ...) a contribué à la remise en cause de la pérennité de cette filière. Néanmoins, à court terme, le marché asiatique (et plus particulièrement la Chine et l'Inde) reste porteur. À plus long terme, l'évolution de la filière nucléaire dépendra des décisions prises lorsque les premières générations de réacteur arriveront en fin de vie.

Acteurs

Disciplines scientifiques : chimie physique, chimie du solide, matériaux, physique des constituants élémentaires, physique des milieux denses, énergétique, mécanique des fluides, mécanique, génie des matériaux, génie civil, automatique.

Compétences technologiques : composants électriques, techniques nucléaires, matériaux - métallurgie, moteurs - pompes - turbines, composants mécaniques.

Pôles de compétitivité : Nucléaire de Bourgogne (Bourgogne), Trimatec (Languedoc-Roussillon).

Liens avec (technologies) : modélisation, simulation, calcul ; ingénierie des systèmes complexes.

Principaux acteurs français

Centres de compétences : CEA

Industriels : Areva (premier groupe mondial dans le domaine du nucléaire), EDF ... ; GIIN (www.giin.fr) : Groupe intersyndical de l'industrie nucléaire (200 entreprises intervenant sur le marché nucléaire ou électronucléaire).

Exemples d'acteurs dans le monde : Bechtel (États-Unis), Belgonucléaire (Belgique), BNFL (Royaume-Uni), General Electric (États-Unis), Mitsubishi (Japon), Urenco (Royaume-Uni) ... ; Agence internationale de l'énergie atomique (www.iaea.org) ; World Nuclear Association (www.world-nuclear.org)

Commentaires

Aujourd'hui, l'option nucléaire est incontournable au sein du « mix énergétique » susceptible de répondre au défi des gaz à effet de serre. L'excellence de la filière française est reconnue à l'international, y compris aux États-Unis. L'implantation à Cadarache du futur démonstrateur de fusion vient renforcer cette excellence et cette image.

Alors que le programme électronucléaire français, décidé en 1974, a démontré son efficacité économique et environnementale, il appartient, aujourd'hui, à la France de mieux saisir les enjeux liés à l'acceptabilité sociale des filières nucléaires, notamment pour ce qui concerne les déchets.

© Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie,
Direction Générale des Entreprises, 12/2006