A / Optimisation du rendement, du poids écologique et économique de la fission
Il existe 4 générations de réacteurs nucléaires : La première est constituée des tous premiers prototypes des réacteurs nucléaires. Ce sont les réacteurs construits avant 1970. La seconde représente la plus grande majorité des réacteurs actuellement en fonctionnement : ils ont été construits entre 1970 et 1998. La troisième génération constitue les générateurs en vue de remplacer la seconde : par exemple, les réacteurs EPR. Il s’agit surtout d’améliorations de la seconde. Enfin, la prochaine génération sera la 4e, qui a pour objectif d’économiser les ressources, réduire le risque de prolifération et de minimiser les déchets. Les réacteurs de 4e génération (RJH, par exemple) sont encore en cours de développement.
Ainsi par exemple, les centrales dites EPR (European Pressurized water Reactor, dont le projet a commencé en 1989), de 3e génération, ont pour objectif de concevoir un système plus sûr, plus économique et produisant moins de déchets. Il s’agit avant tout d’une évolution des centrales existantes.
Les cœurs des centrales EPR disposent tout d’abord d’un meilleur rendement, c’est à dire que ils produisent autant d’électricité mais avec moins de déchets (environ de 15%). Les centrales sont conçues pour pouvoir fonctionner pendant la maintenance, ce qui baisse de 10% le coût en énergie sur l’énergie produite par la centrale. De plus, on peut utiliser dans ce type de centrales du Mox, un mélange d’uranium et de plutonium, qui permet de limiter l’accumulation de l’uranium.
Les centrales EPR sont également conçues pour réduire le nombre d’accidents. Par exemple, les réacteurs EPR sont conçus pour minimiser les dégâts lors d’une fusion du cœur (pire accident possible, voir Tchernobyl par exemple). Il possède 4 dispositifs indépendants les uns des autres qui permettent de reprendre le contrôle de la centrale en cas d’urgence. On estime que le risque d’accident grave est divisé par 10. Si la fusion est inévitable, un canal d’écoulement achemine le magma de combustible vers un compartiment où il pourra se refroidir.
Cependant, ces centrales EPR ne font pas non plus l’unanimité. Les écologistes sont méfiants par rapport à la supposée réduction du nombre de déchets. De plus, certains pays (comme l’Allemagne) ont décidé de se retirer du nucléaire, ce qui empêche les EPR de se démocratiser.
6 technologies de réacteurs de 4e génération sont en phase d’étude : Les SFR (Sodium-Cooled Fast Reactor), LFR (Lead-Cooled Fast Reactor) et GFR (Gas-Cooled Fast Reactor) sont des réacteurs refroidis respectivement au sodium liquide, à un mélange de plomb et de bismuth fondu et à l’hélium à haute pression; ils utilisent aussi, contrairement aux anciens réacteurs, les neutrons rapides comme source d’énergie. Les SCWR (Supercritical-Water-Cooled Reactor) sont des réacteurs identiques à ceux fonctionnant aujourd’hui, à ceci près que l’eau qu’ils utilisent est supercritique (c’est à dire qu’elle sous pression très importante et a une température de 374°C, et que ses propriétés sont analogues à la fois à celles de l’eau liquide et de l’eau gazeuse). Ils sont des surgénérateurs, ce qui signifie qu’ils produisent plus de matières fissiles qu’ils n’en consomment. Elles permettent théoriquement de valoriser des matériaux tels que le thorium ou d’autres éléments présents dans la couche terrestre. Le VHTR (Very-High-Temperature-Reactor) est un réacteur nucléaire qui utilise les neutrons thermiques au lieu de neutrons rapides (sachant que les centrales actuelles n’utilisent aucun des deux). Il ouvre la voie pour d’autres applications industrielles comme la séparation d’hydrogène à partir de l’eau ou la gazéification du charbon. Il pourrait être déployé dès 2020, ce qui en fait un des réacteurs de 4e générations les moins éloignés dans le temps. Le MSR (Molten Salt Reactor) est un réacteur dans lequel le combustible est un mélange de sel d’uranium et de thorium liquide. Cependant, ils causent des problèmes de retraitement chimique des déchets. Cependant, ces deux types de réacteur n’agissent pas comme des surgénérateurs, et ne sont donc pas dans l’optique du développement durable.
En conclusion, la fission nucléaire offre de nouvelles perspectives pour l’avenir tant pour l’aspect sécuritaire et écologique que pour l’aspect économique.
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