La première génération de centrales nucléaires a été raccordée au réseau il y a une bonne cinquantaine d’années. Depuis, la technique nucléaire a considérablement évolué. Les centrales nucléaires suisses, qui ont fait leurs preuves dans le quotidien industriel, font partie de la génération II et II plus. Une maintenance et une rénovation minutieuses permettent de porter la durée d’exploitation de telles installations à 60 ans ou plus surtout en Suisse, où les exploitants de centrales nucléaires ont considérablement investi dans la sécurité et le renouvellement de leurs installations au fil des ans. Les centrales nucléaires suisses ont ainsi pratiquement atteint aujourd’hui le niveau de sécurité des installations de troisième génération. Mais ici aussi se pose la question du remplacement après 2020.

La technique nucléaire ne cesse d'évoluer. Des scientifiques du monde entier planchent ensemble, dans le cadre du «Generation IV International Forum», sur les systèmes de réacteurs du futur.

Beaucoup des plus de 200 centrales nucléaires aujourd’hui en cours de planification ou de construction dans le monde sont de troisième génération. Dans les années à venir, ces réacteurs innovants viendront moderniser le parc de deuxième génération dans de nombreux pays ou remplacer les centrales fossiles. Les besoins mondiaux en énergie s’accroissent en effet – et avec eux les émissions nocives pour la santé et le climat. Il devient donc primordial de pouvoir créer des technologies pauvres en émissions et respectueuses du climat telles que l’énergie nucléaire et les énergies renouvelables, qui peuvent remédier au problème dans le domaine de l’électricité.

 Les deux premières centrales nucléaires de la troisième génération avancée ont été mises en service au Japon en 1996 et en 1997. L’avenir de l’énergie nucléaire a donc déjà commencé depuis un certain temps.

Troisième génération en cours de construction: le bâtiment du nouveau réacteur à eau sous pression européen EPR à Olkiluoto, en Finlande. (Photo: TVO/Hannu Huovila)

Plus efficaces, plus rentables et encore plus sûrs

Dans bien des cas, les systèmes de réacteurs de troisième génération sont un développement des réacteurs fiables de deuxième génération. Les constructeurs y ont associé les avancées techniques générales de ces dernières décennies aux expériences pratiques tirées de plus de 12 000 années-réacteurs. Du point de vue de la sécurité, difficile de faire mieux en termes de sécurité que les centrales nucléaires de génération III plus.

 Les centrales nucléaires de troisième génération se caractérisent par:

  • une efficacité accrue du fait des besoins inférieurs en uranium par kilowattheure produit;
  • une meilleure rentabilité du fait des constructions standardisées et modulaires qui réduisent les délais d’autorisation, les temps de construction et les coûts du capital;
  • encore plus de sécurité grâce au développement technique: systèmes de refroidissement d’urgence optimisés, systèmes redondants, indépendants les uns des autres et séparés géographiquement; systèmes diversifiés du point de vue technique;
  • protection accrue contre les influences extérieures telles que les tremblements de terre ou les crash aériens, à l’aide d’une construction particulièrement massive.

Avec la sécurité de troisième génération, les conséquences sur l’installation restent minimes, même en cas de graves accidents. De même, une fusion du cœur ne conduit pas à la libération de substances radioactives. Seuls des scénarios très peu plausibles et extrêmement improbables seraient susceptibles d’engendrer un rejet de substances radioactives, mais en si faible quantité que l’homme et son environnement n’en subiraient aucun préjudice.

Une sécurité assurée par des systèmes passifs

De nombreux réacteurs de troisième génération disposent de systèmes de sécurité passifs d’un nouveau genre qui se fondent sur les lois naturelles de la physique telles que la gravité et la convection naturelle (circulation naturelle de liquides et de gaz à différentes températures). Contrairement aux systèmes de sécurité actifs, les systèmes passifs ne nécessitent pas de pompes ni de soupapes actionnées par un moteur et ils remplissent leur fonction sans apport d’énergie externe. Ils accomplissent leur mission sans aide extérieure, aux moyens des forces naturelles. On les utilise principalement pour les systèmes de refroidissement.

En cas de dysfonctionnement grave, des réacteurs tels que l’AP1000 américain pourraient être «abandonnés» pendant trois jours sans intervention des opérateurs sans que la situation ne devienne dangereuse. Même en cas de fusion du cœur, la fusion pourrait être contenue dans le caisson sous pression du réacteur ou, comme pour l’EPR, dans un bassin spécial et la chaleur pourrait être évacuée de façon contrôlée. Le risque de grave dommage nucléaire avec des conséquences nocives sur l’environnement diminue pour se situer à moins d’une fois sur un million d’années.

Les systèmes de sécurité de l’EPR offrent une protection maximum pour l’environnement.

L’EPR est équipé de quatre systèmes de sécurité entièrement indépendants les uns des autres et séparés géographiquement (redondances). En plus du bâtiment de réacteur de plusieurs mètres d’épaisseur pratiqué aujourd’hui, une deuxième enveloppe en béton offre une protection supplémentaire – vis-à-vis de l’extérieur comme de l’intérieur.

Des fournisseurs dans le monde entier

Sur le marché mondial, des constructeurs européens, d’Amérique du Nord, d’Asie orientale et de Russie proposent aujourd’hui des systèmes de réacteurs de génération III et III plus. Ces réacteurs sont pour la plupart une variante à eau légère qui a fait ses preuves. Ils utilisent de l’eau courante comme agent de refroidissement mais aussi comme modérateur pour la fission nucléaire. Parmi ces réacteurs à eau légère, on distingue les réacteurs à eau sous pression et à eau bouillante.

Au sein des réacteurs à eau sous pression de génération III plus, on trouve l’AP1000 (Advanced Passive Plant, puissance électrique d’environ 1100 mégawatts) de l’entreprise américaine Westinghouse-Toshiba. A la mi-2013, quatre AP1000 étaient en cours de construction en Chine et deux aux Etats-Unis. Pour la seule Chine, plus de deux douzaines d’unités supplémentaires sont sur le point d’être construites. Aux Etats-Unis, deux autres AP1000 ont déjà été autorisées et une demande de permis de construire a été déposée pour huit autres.

La Génération III+ qui vient des Etats Unis: l'AP1000 (Image: Westinghouse)

L’Europe et la Russie proposent le réacteur à eau sous pression avancé EPR – création franco-allemande EPR (1600 mégawatts) d’Areva et le WWER – de l’entreprise russe Rosatom, qui existe en plusieurs séries. Deux EPR sont actuellement en cours de construction en France et en Finlande, et deux autres en Chine. Des WWER de troisième génération (série AES) sont déjà en cours d’exploitation en Chine, en Inde et en Russie et plusieurs pays envisagent d’en construire. Par ailleurs, Areva/Mitsubishi, avec l’Atmea1, proposent un réacteur à eau sous pression de quelque 1100 mégawatts un peu plus petit que l’EPR, mais il n’a encore été construit nulle part.

Korea Hydro and Nuclear Power Co. fabrique l’APWR1400, dont quatre unités sont en cours de construction en Corée du Sud (quatre autres sont prévues). Deux unités supplémentaires sur cinq au total sont actuellement en phase de construction aux Emirats arabes unis. Mitsubishi propose de surcroît l’APWR 1500 qui fait l’objet de quelques projets aux Etats-Unis mais pas encore de décisions de construction.

Pour les réacteurs à eau bouillante, on compte actuellement le Kerena (SWR1000, 1250 mégawatts) d’Areva, qui est d’ores et déjà mature mais nulle part en construction. Développé par General Electric (Etats-Unis), le réacteur à eau bouillante ESBWR (Economic and Simplified Boiling Water Reactor, env. 1500 mégawatts) n’a fait l’objet d’aucune commande jusqu’à présent, mais deux demandes de permis de construire ont été déposées aux Etats-Unis.

En revanche, le réacteur avancé à eau bouillante ABWR de Hitachi/Toshiba et General Electric Nuclear Energy Ltd. est d’ores et déjà en service au Japon et il est envisagé pour de nouvelles installations en Angleterre. Deux autres unités sont d’ores et déjà en cours de construction à Taiwan et au Japon. En dépit de l’accident de Fukushima, le Japon livrera ces installations comme prévu. L’ABWR est également certifié pour les Etats-Unis.

Le réacteur avancé à eau bouillante ABWR de Hitachi/Toshiba et General Electric Nuclear Energy Ltd.

Communication presse

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9.2.2018 08:52

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