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

Tableau : 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

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– 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

Photographie : 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

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– 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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Énergie nucléaire

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Puissances électronucléaires installées

Puissances électronucléaires installées
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Centrale nucléaire de Nogent-sur-Seine, France

Centrale nucléaire de Nogent-sur-Seine, France
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Écrit par :

  • : conseiller scientifique au Commissariat à l'énergie atomique, Fontenay-aux-Roses
  • : directeur adjoint du développement et de l'innovation nucléaire au Commissariat à l'énergie atomique (CEA), ingénieur
  • : membre de l'Académie des sciences
  • : directeur de l'Institut de recherche fondamentale du Commissariat à l'énergie atomique, Gif-sur-Yvette
  • : 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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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/