NUCLÉAIRERéacteurs nucléaires
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Les filières de réacteurs nucléaires
Les réacteurs se classent, en premier lieu, d'après leur objectif : production d'électricité, propulsion navale, production de plutonium ou de tritium pour la défense nationale, production de flux intenses de neutrons pour des essais techniques ou pour la recherche fondamentale, étude de caractéristiques neutroniques avec des maquettes critiques de puissance négligeable, etc. Alors que les premiers réacteurs ont pu être construits pour des objectifs multiples, la recherche de performances poussées a ensuite généralement imposé la spécialisation. Ainsi le réacteur à haut flux de l'Institut Max von Laue-Paul Langevin, mis en service en 1972 à Grenoble, comme le réacteur Orphée, opérationnel depuis 1981 sur le site de Saclay, et le réacteur F.R.M.-2 (Forschungsreaktor Muenchen 2), fonctionnant depuis 2004 sur le site de Garching (Allemagne), sont destinés quasi exclusivement à la production de faisceaux intenses de neutrons pour des recherches fondamentales en physique, chimie et biologie.
Pour la production d'électricité, quatre filières seulement ont connu un réel développement industriel (tabl. 2).
Parc électronucléaire mondial par filière
Parc électronucléaire dans le monde par filière au 31 décembre 2006 : puissance installée avec, entre parenthèses, le nombre de réacteurs (source : C.E.A., Institut de technico-économie des systèmes énergétiques).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
– Les réacteurs modérés au graphite et refroidis par un gaz ont été les premiers construits en France (filière U.N.G.G., Uranium naturel-graphite-gaz) et en Grande-Bretagne (filière Magnox et filière A.G.R. – Advanced Gas-Cooled Reactors).
– Les réacteurs modérés à l'eau lourde ont été construits dans de nombreux pays, mais il n'y a vraiment qu'au Canada qu'ils aient été développés en série (filière Candu).
– Les réacteurs à eau ordinaire constituent de loin la filière la plus importante et représentent la majeure partie de l'équipement électronucléaire mondial (plus de 85 p. 100 en nombre et en puissance installée). Il en existe trois types : les réacteurs à eau sous pression (R.E.P, ou P.W.R. pour Pressurized Water Reactor), les réacteurs à eau bouillante (R.E.B., ou B.W.R. pour Boiling Water Reactor), enfin les réacteurs modérés au graphite et refroidis à l'eau ordinaire (R.B.M.K. : Reaktor Bolchoï Mochtchnosti Kanalnogotipa), ces derniers ayant été construits exclusivement en ex-U.R.S.S. C'est aux États-Unis que les réacteurs R.E.P. et R.E.B. ont connu les développements les plus importants avant d'être adoptés par la plupart des pays du monde. En particulier la France qui s'est engagée, à partir de 1970, dans la construction d'une série de réacteurs R.E.P. représentant aujourd'hui la quasi-totalité de son équipement électronucléaire. Enfin, l'ex-U.R.S.S. a également exporté vers les autres pays de l'Est des réacteurs à eau sous pression de type V.V.E.R. (Vodo Vodyanoi Energuietitchesk Reaktor).
Centrale nucléaire de Nogent-sur-Seine, France
La centrale nucléaire de Nogent-sur-Seine, située dans le département de l'Aube à 120 km de Paris, dispose de deux unités de productions identiques. Chaque unité, d'une puissance de 1 300 mégawatts, est munie d'une tour aéroréfrigérante de 165 mètres de hauteur. En service depuis une...
Crédits : Patrick Aventurier/ Gamma-Rapho/ Getty Images
– Les réacteurs à neutrons rapides (R.N.R), dont seulement des prototypes refroidis au sodium ont été construits, sont appelés à prendre le relais des réacteurs à eau vers le milieu du xxie siècle, en raison de leur capacité à bien utiliser l'uranium (par la surgénération), d'autant plus que le développement de l'énergie nucléaire conduit à des tensions sur le marché de l'uranium et à un fort renchérissement de cette ressource. Cette perspective tend à être accréditée par la forte augmentation du prix de l'uranium : en effet, celui-ci, après avoir longtemps stagné jusqu'en 2003, a été multiplié par dix de cette date à 2007, passant ainsi de 20 dollars à environ 200 dollars le kilogramme.
Les réacteurs à neutrons rapides utiliseront, pour leur déploiement, le plutonium produit par les réacteurs à eau actuels comme matériau fissile et l'uranium appauvri, sous-produit des usines d'enrichissement en uranium 235, comme matériau fertile (dans le cœur et les couvertures). On estime que les matières nucléaires produites par le fonctionnement d'un réacteur à eau sur la durée de sa vie (environ 60 ans) doivent permettre d'exploiter des réacteurs à neutrons rapides d'une puissance équivalente pendant 5 000 ans (les durées d'exploitation des deux types de réacteurs étant approximativement dans le même rapport que les abondances naturelles en isotopes uranium 235 et 238 qui constituent les combustibles respectifs de chacune de ces deux filières).
Réacteurs à graphite-gaz
L'origine de la filière des réacteurs modérés au graphite et refroidis par un gaz remonte à la première pile atomique réalisée à Chicago, le 2 décembre 1942, par Enrico Fermi et ses collaborateurs. En assemblant [...]
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Écrit par :
- Jean BUSSAC : conseiller scientifique au Commissariat à l'énergie atomique, Fontenay-aux-Roses
- Frank CARRÉ : directeur adjoint du développement et de l'innovation nucléaire au Commissariat à l'énergie atomique (CEA), ingénieur
- Robert DAUTRAY : membre de l'Académie des sciences
- Jules HOROWITZ : directeur de l'Institut de recherche fondamentale du Commissariat à l'énergie atomique, Gif-sur-Yvette
- Jean TEILLAC : professeur honoraire à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie, haut-commissaire à l'énergie atomique, membre du Conseil économique et social
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Autres références
« NUCLÉAIRE » est également traité dans :
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NUCLÉAIRE (notions de base)
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T.I.C.E. (Traité d'interdiction complète des essais nucléaires) ou C.T.B.T. (Comprehensive Test Ban Treaty)
Le Traité d’interdiction complète des essais nucléaires (T.I.C.E.), ou Comprehensive Test Ban Treaty (C.T.B.T.), est un traité multilatéral élaboré dans le cadre de la Conférence du désarmement de l’Organisation des Nations unies (O.N.U.). Il a été ouvert à la signature des États en septembre 1996. À la mi-2015, 183 États l’ont signé et 164 l’ont ratifié. Ce traité vise à interdire tous les essai […] Lire la suite
Voir aussi
- ACTINIDES
- A.G.R.
- FILIÈRE CANDU
- CARBONIQUE GAZ ou DIOXYDE DE CARBONE
- CENTRALE NUCLÉAIRE
- CŒUR génie nucléaire
- COMBUSTIBLE NUCLÉAIRE
- COMMANDE
- DÉCHETS RADIOACTIFS ou DÉCHETS NUCLÉAIRES
- EAU physico-chimie
- EAU LOURDE (oxyde de deutérium)
- PRODUCTION D' ÉNERGIE
- SOURCES D' ÉNERGIE
- ÉNERGIE NUCLÉAIRE
- ENRICHISSEMENT génie nucléaire
- FILIÈRES génie nucléaire
- MATÉRIAUX FISSILES
- GAINAGE génie nucléaire
- GRAPHITE
- HÉLIUM
Les derniers événements
10-18 février 2022 France. Annonce du programme énergétique du président Emmanuel Macron.
Le chef de l’État indique sa volonté de relancer la filière nucléaire en vue de « garantir l’indépendance énergétique de la France », comme il l’avait annoncé en novembre 2021. Il « demande à EDF d’étudier les conditions de prolongation au-delà de cinquante ans [de] tous les réacteurs nucléaires qui peuvent l’être » et annonce la construction de six réacteurs EPR 2 – version optimisée de l’EPR (Evolutionary Power Reactor) – associée à l’étude de la construction de huit autres. […] Lire la suite
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Le gouvernement fédéral parvient à un accord sur la sortie du nucléaire. Le « plan A », qui prévoit la fermeture des réacteurs actuels d’ici fin 2025, en application de la loi de janvier 2003, est « renforcé » et 100 millions d’euros doivent être investis dans la recherche sur l’énergie nucléaire issue des Small Modular Reactors (SMR). Toutefois, en raison de la décision du gouvernement flamand de bloquer le projet de centrale au gaz de Vilvorde (Brabant flamand), qui doit en partie garantir l’approvisionnement en électricité dans le schéma de sortie du nucléaire, le gouvernement fédéral demande à l’Agence fédérale de contrôle nucléaire et au Service public fédéral Économie d’étudier l’hypothèse d’une prolongation de l’exploitation de certains réacteurs nucléaires, dans le cadre d’un « plan B », si Elia, le gestionnaire du réseau électrique belge, se déclarait incapable de garantir une sécurité d’approvisionnement du pays en électricité. […] Lire la suite
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100 du producteur belge d’électricité Electrabel qui exploite les sept réacteurs nucléaires de Doel et Tihange, annonce son intention de mettre fin aux investissements liés à la prolongation de ces unités. En janvier 2003, le Parlement a adopté un programme de sortie du nucléaire dont l’échéance a été portée à décembre 2025. La position d’Engie fait suite à la validation de la décision de sortie du nucléaire par le nouveau gouvernement formé en octobre, auquel participent des ministres écologistes. […] Lire la suite
19-26 septembre 2018 Belgique. Arrêt de six centrales nucléaires sur sept.
Le 19, l’Agence fédérale de contrôle nucléaire (AFCN) indique que des dégradations du béton ont été constatées sur les bunkers du réacteur 2 de la centrale nucléaire de Tihange (Wallonie) et du réacteur 4 de celle de Doel (Flandre), qui sont mis à l’arrêt. En octobre 2017, des dégradations similaires avaient été mises en évidence sur les réacteurs de Tihange 3 et Doel 3. […] Lire la suite
Pour citer l’article
Jean BUSSAC, Frank CARRÉ, Robert DAUTRAY, Jules HOROWITZ, Jean TEILLAC, « NUCLÉAIRE - Réacteurs nucléaires », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 22 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/nucleaire-reacteurs-nucleaires/