De quelles ressources disposerons nous dans cinquante ans pour faire face au doublement de la consommation énergétique mondiale ? Comment optimiser le parc nucléaire français ? Quelles solutions apporter à la question des déchets radioactifs ? En analysant le présent, la recherche nucléaire extrapole les pistes pour demain et mobilise des outils de recherche et développement (R&D) autour de trois objectifs : économiser les moyens, améliorer la sécurité et s’inscrire dans une démarche de durabilité.

Concevoir des solutions pour les besoins énergétiques de demain

«Dans l’immédiat, il s’agit d’améliorer les centrales nucléaires actuelles en augmentant leur durée de vie, en optimisant la sécurité et en limitant l’usure du combustible, précise Jacques Bouchard, directeur de l’énergie nucléaire au CEA. Sur le plus long terme, la durabilité représente un enjeu à part entière avec notamment la maîtrise de la gestion des déchets ainsi qu’une meilleure utilisation des ressources. » Être capable de répondre aux nouveaux besoins suppose de concevoir dès maintenant les solutions aux questions qui se poseront demain. «Aujourd’hui la politique de développement nucléaire s’accélère sur le plan mondial, tendant à réduire le fort décalage entre l’Europe et le reste du monde. Dans trois ou quatre décennies, il pourrait y avoir jusqu’à 10 fois plus de réacteurs installés dans le monde. Nous devons imaginer des réponses à ce changement de contexte et y associer des outils de recherche pertinents» , précise Jacques Bouchard. La recherche dispose de plusieurs outils qui fonctionnent en synergie : les réacteurs de recherche, qui recréent les conditions du réacteur industriel, et les laboratoires dits “chauds”, où sont examinés matériaux et combustibles avant, pendant et après irradiation. Le couplage entre simulations numériques et expériences en réacteurs permet les calculs prédictifs et les modélisations sur le comportement du combustible ou des matériaux puis la validation expérimentale de ces calculs. «L’évolution des besoins a conduit à la conception de réponses technologiques de plus en plus complexes» , explique Jacques Bouchard.

Mutualiser les efforts de recherche au niveau international

Mais le renouvellement des outils se heurte au facteur temps : dix ans restent le délai nécessaire entre la décision de construire un outil et sa mise en fonctionnement. Le réacteur Jules Horowitz (RJH), par exemple, sera opérationnel dans les années 2010.

LE CEA, acteur de Génération IV
Le Forum international Génération IV constitue un cadre de développement des systèmes nucléaires du futur, dits de quatrième génération.

«Dans le contexte d’un parc européen vieillissant et de besoins croissants, le RJH constitue un outil expérimental indispensable pour la France et une ressource européenne unique dans le domaine de la recherche.» Par ailleurs, «nous assistons à une prise de conscience du caractère mondial des enjeux énergétiques , souligne Jacques Bouchard. Tous les pays sont concernés à la fois par la question des ressources énergétiques et par celle des gaz à effet de serre. Du côté des industriels, les intérêts s’internationalisent. La volonté commune de développer des moyens de production plus innovants exige de lourds investissements de R&D qui ont besoin d’être rentabilisés.» Dans cette perspective, dix pays 1 et la Commission européenne (par le biais de l’agence Euratom) se sont regroupés dans un programme de coopération, le Forum international Génération IV (voir encadré “Le CEA, acteur de Génération IV”) . Cette stratégie de rupture technologique par rapport au parc existant tend à répondre aux besoins des 9 à 10 milliards d’habitants de la planète dans cinquante ans et à la raréfaction des combustibles fossiles.

 

Bon à savoir :

  • Génération I (1965-1994) Réacteurs UNGG ; rendement de conversion de la chaleur en électricité : 29%.
  • Génération II (1977-2050) Réacteurs à eau pressurisée, constituent le parc actuel de centrales nucléaires d’EDF ; rendement de conversion : 30%, gain en compacité de réacteur.
  • Génération III (2015-2075) Réacteurs européen à eau pressurisée ; assurera progressivement la relève des REP dans le parc de réacteurs EDF ; rendement de conversion : 35%, gain de sûreté.
  • Génération IV (2030…)
    Six concepts à l’étude pour ces réacteurs du futur. Rendement de conversion ciblé : 45% ; gain en compacité, sûreté, rentabilité et économie de ressources en uranium.
Quelles ressources énergétiques pour demain?

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