Nucléaire sain : relancer un équivalent de Superphénix

« Georges Charpak veut l'arrêt du projet nucléaire Iter

Reuters Août 2010

Le prix Nobel de physique Georges Charpak et deux autres chercheurs, Jacques Treiner et Sébastien Balibar, prônent l'arrêt du projet de réacteur nucléaire expérimental Iter, qu'ils jugent hors de prix et inutilisable.

Dans une tribune publiée mardi par Libération, les trois scientifiques estiment que, après la révision à la hausse du coût d'Iter, la dépense pour la France représenterait plus que l'ensemble des crédits dont disposent tous ses laboratoires de physique et de biologie pendant vingt ans.

Or, disent-ils, de nombreuses recherches sont "autrement plus importantes" et "c'est immédiatement qu'il faut économiser l'énergie" et "remplacer les combustibles fossiles", pétrole, gaz et charbon.

"Le coût prévisionnel de construction d'Iter venant de passer de 5 à 15 milliards d'euros, il est question d'en faire subir les conséquences aux budgets de financement de la recherche scientifique européenne. C'est exactement la catastrophe que nous redoutions", écrivent-ils.

Les sept partenaires du projet Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor) se sont mis d'accord fin juillet sur le calendrier et le financement de ce réacteur expérimental de 500 mégawatts destiné à tester la faisabilité de la fusion nucléaire.

PROBLÈMES INSOLUBLES

La Chine, la Corée du Sud, l'Europe, l'Inde, le Japon, la Russie et les États-Unis veulent construire sur le site de Cadarache (Bouches-du-Rhône) un prototype basé sur la technique dite du confinement magnétique d'un "plasma" de noyaux d'hydrogène portés à très haute température.

Le coût du projet s'est envolé, passant de 8 à plus de 15 milliards d'euros, dont 45% à la charge de l'Europe, et notamment de la France (20%), qui a bataillé pour accueillir Iter sur son sol.

Mais pour les chercheurs, la fusion pose des problèmes que "depuis plus de 50 ans on se sait pas résoudre" et c'est seulement à partir de 2019 qu'Iter commencerait à étudier les premières difficultés.

En conséquence, ils estiment qu'au lieu d'investir dans Iter, la communauté internationale et l'Europe feraient mieux de reconstruire une centrale d'un nouveau type (G-IV), afin d'améliorer ce que le surgénérateur Superphénix avait déjà appris.

Selon eux, Superphénix a "remarquablement fonctionné pendant un an", sa fermeture en 1998 résultant d'une exigence des Verts pour participer au gouvernement de Lionel Jospin.

Ils proposent aussi d'accélérer la recherche sur les centrales dites à "sels fondus", qui utiliseront du thorium, "un élément abondant et dont l'utilisation pose moins de problèmes de prolifération que l'uranium et le plutonium. »

Georges Charpak, étant prix Nobel de physique, il allait éventuellement être écouté par nos dirigeants ? Oui, mais il devait en fait décéder un mois après – septembre 2010, malheureusement, et la France allait continuer dans le projet EPR qui ne mène nulle part non plus.

Jacques Treiner – août 2020 source Mediapart, fait aussi remarquer qu’on a eu tort également de renoncer au projet Astrid qui est un dérivé de Superphénix. Cependant, dans ce qui suit, je ne vais pas parler d’ Astrid, me concentrant sur Superphé, mais l’objectif est bien le même. En réalité, Astrid sera abandonné aussi car on a dépensé des sommes colossales, des dizaines de milliards, pour essayer de mettre en route un premier EPR.

Sébastien Balibar, comme Charpak, est issu d’une famille juive ukrainienne et directeur au CNRS lui aussi. Même si cela n’est pas le plus important par rapport au sujet qui nous préoccupe ici, sauf que l’on peut déplorer aussi qu’aucun des présidents de la République depuis 1980 n’ait la moindre connaissance scientifique. Ce qui est aussi le cas du premier ministre Jospin, décideur quand gouvernement de cohabitation et « arrêteur » de Superphénix. Dans son livre « Climat : y voir clair pour agir », Sébastien Balibar remarque, concernant la politique énergétique du gouvernement en 2014 que « Face à des problèmes aussi complexes, peut-on choisir les bonnes solutions sans l’aide des scientifiques et des ingénieurs ? Leur expertise ne serait plus nécessaire ? »

Pourquoi je pense qu’aujourd’hui on ne doit pas développer le nucléaire sous sa forme actuelle, c’est-à-dire qu’on peut le maintenir un peu dans le cadre du Grand Carénage (prolonger le fonctinnement des centrales jusqu’à 60 ans), mais pas plus, pour arriver à ce qu’il ne représente pas plus de 50% de la production électrique globale du pays, voire moins au fil des années. Les raisons sont les suivantes :

• On ne sait pas quoi faire des déchets nucléaires, sinon les enterrer mais comment et pour quelles conséquences dans les siècles à venir ?
• On ne sait pas non pas comment démanteler les centrales fermées, alors pourquoi en construire de nouvelles ?
• Construire des centrales, encore plus avec les EPR coûte des dizaines de milliards à chaque fois, avec un délai de mise en route compris entre 8 et 15 ans, ce qui génère de très forts endettements, comme celui d’EDF
• Il y a un risque, peut-être faible mais existant tout de même, de surmortalité suite à un accident, Cf. Fukushima au Japon. Le risque ne portant pas seulement sur les centrales en elles-mêmes, mais transport et traitement des combustibles et des déchets, par exemple.
• Les centrales nucléaires ont besoin de grandes quantités d’eau pour refroidissement. Ce qui implique que, en cas de pénurie d’eau dans tel ou tel département, il y aurait aussi une forte pénurie d’électricité. Il n’y a, d’ailleurs, qu’une seule centrale en fonctionnement sur le continent africain, à Koeberg, Afsud, au bord de l’océan Atlantique. Or c’est ce continent qui va connaitre la plus grande augmentation de sa population dans les décennies à venir. Donc quelques EPR en France auront un impact extrêmement proche de zéro sur les émissions mondiales de GES  (gazs à effet de serre)! Je signale aussi que l’Amérique latine n’a à ce jour que très peu de centrales nucléaires, en fait seulement 2 en fonctionnement en Argentine, au Brésil et au Mexique.
• On est dépendant de l’uranium importé, ce que l’on vit actuellement (août 2023) avec la crise politique au Niger qui est notre premier foirnisseur (moins de 50% tout de même) d’approvisionnement. Le premier producteur mondial est le Kazakhstan, en principe indépendant de la Russie, mais jusqu’à quand ?

Et puisqu’on a abordé la Russie, rappelons aussi que « Une seule installation au monde, appartenant au géant Rosatom, permet de « recycler » l’uranium déchargé des réacteurs français. La France est l’un des seuls pays nucléarisés à avoir fait le choix du retraitement de ses combustibles usés, qui consiste à séparer les déchets des matières pouvant être réutilisées, à savoir du plutonium et de l’URT. Or actuellement, seule une usine de Rosatom – elle est située dans la région de Tomsk, en Sibérie –, est capable de « recycler » cet URT issu des cinquante-six réacteurs français. » Source Le Monde décembre 2022. Même source 11/2022 : « Un arrêt définitif du commerce d’uranium entre Paris et Moscou aurait inévitablement des conséquences sur une filière du retraitement déjà fragilisée et pourrait conduire, à terme, à ce que l’uranium issu des combustibles usés soit considéré comme un déchet supplémentaire à gérer, et non comme de la matière pouvant être réutilisée.«  Les Etats Unis d’Amérique ont d’ailleurs aussi ce problème, Cf. article du New York Times du 14 juin 2023.

• Enfin et c’est au moins aussi important que la question des déchets, la France n’a plus les compétences pour produire des centrales, les dernières mises en service par Framatome/Areva remontant à plus de 20 ans, la plupart des ingénieurs étant partis à la retraite ou mis au placard depuis. Rappelant aussi qu’Alstom avait un rôle majeur (j’ai pas dit unique) dans la construction des centrales. Or Jupiter a décidé en 2015 de vendre cette partie mécanique aux US de General Electric, avec perte presque totale des compétences pour eux aussi (tentative ultérieure de racheter la partie construction de turbines sous le nom « Arabelle », il tente de réparer ses erreurs). Les pertes de compétences ne sont d’ailleurs pas qu’humaines : telle entreprise qui fabriquait telle tuyauterie a aussi fermé son atelier spécifique depuis bien longtemps. Vallourec, un exemple, a fermé sa dernière usine en France (Montbard) en 2021.

Donc réduire la part à 50% ? Oui, et plutôt 44 que 51%.  Mais pas zéro% non plus. On n’aura pas le temps de développer, mais les autres sources d’énergie telles que éolien, gaz, hydraulique … présentent aussi des inconvénients.

On a abordé plus haut la question du manque de connaissances scientifiques des hauts dirigeants. Ils ne sont pas les seuls quand il s’agit, notamment du nucléaire, il faut se référer à EELV. Je recite « Climat : y voir clair pour agir », Sébastien Balibar : « Pour ceux qui prônent la décroissance, le problème à résoudre est plutôt qu’en prétendant supprimer tous les combustibles fossiles, ET se passer du nucléaire – car pour eux  « sortir du nucléaire » est souvent un a priori non négociable – ils se retrouvent face à une pénurie d’énergie insoluble. Ils en arrivent à prétendre qu’en réduisant la consommation d’énergie de moitié on peut y arriver mais sans dire comment faire accepter de telles restrictions à la population. »

Avantages du surgénérateur

Je vais me baser ici sur l’article du même nom de Wikipédia :

« Le réacteur à neutrons rapides Superphénix était conçu pour développer une puissance comparable à celle d'une tranche d'une centrale nucléaire classique ou de deux centrales thermiques de forte puissance : 3 000 MW thermiques et 1 240 MW électriques, soit un rendement brut de 41,3 %. Le combustible préférentiel du réacteur est le plutonium 239, mais on pouvait également utiliser du MOX (plutonium sur support d'uranium appauvri) issu du retraitement du combustible usé.

Le principe de fonctionnement de Superphénix est celui d'un réacteur à fission nucléaire utilisant des neutrons rapides (sans modérateur) et utilisant du sodium liquide comme caloporteur dans son circuit de refroidissement primaire. Chaque fission de noyau lourd dégage à peu près 200 MeV. Par conséquent, 1 g de combustible fournit environ 22,4 MWh d'énergie thermique. Pour un fonctionnement à pleine puissance (3 GW) 300 jours par an (soit un facteur de charge de 82 %), la consommation annuelle de Superphénix aurait donc été d'environ 960 kg de plutonium. Ce chiffre peut être mis en relation avec les 27 tonnes d'uranium enrichi d'un réacteur à eau pressurisée. (souligné par moi)

Le combustible nucléaire mixte uranium-plutonium nécessaire à Superphénix est fabriqué dans l'Atelier de technologie du plutonium de Cadarache.

La fission du combustible, induite par un flux neutronique, dégage de l'énergie en même temps que des neutrons, dont une partie induira à nouveau des fissions, entretenant ainsi la réaction en chaîne. D'autre part, certains neutrons participent à la transmutation de l'uranium 238 en plutonium 239, lequel est aussi fissile. »

On a tout compris ? Pas forcément, mais l’essentiel est que le surgénérateur consomme beaucoup moins d’uranium et génère beaucoup moins de déchets.

« Un surgénérateur est un type de réacteur nucléaire spécialement conçu pour créer plus de matière fissile (combustible nucléaire) qu’il n’en consomme. Selon le taux de reproduction d’un réacteur, il peut produire du nouveau combustible à un taux plus ou moins élevé «  Source : Microsoft

On ne dira pas non plus que l’on devait mener le projet à son terme car ce fut le cas, Superphénix produisait déjà du courant. Comme le souligne le document du CEA « reacteurs-nucleaires-sodium-historique-bilan-fonctionnement .pdf» : « On notera également que la centrale de Creys-Malville a eu un nombre de défauts de jeunesse remarquablement faible pour un prototype de cette taille et ce niveau d’innovation ».Il s’agit dès lors d’un décision presqu’uniquement politique .

Que reprochaient les écologistes à ce projet ? Je n’ai pas trouvé de réponse à cette question. Le plus vraisemblable étant que les opposants savaient que si le surgénérateur voyait le jour l’industrie nucléaire avait un bel avenir. Rappelant que d’autres centrales étaient en construction qui ne généraient pas de manifestations de plusieurs dizaines de milliers de personnes et que,  d’autre part, ce sont majoritairement des étrangers (suisses et allemands) qui s’y opposent, du moins au départ.

Je reviens aussi brièvement sur le rôle plutôt malhonnête de Greenpeace décrit dans mon document « Se repérer dans les organismes internationaux © Serge Darré décembre 2018».

Source CEA « https://www.cea.fr/comprendre/Pages/energies/nucleaire/essentiel-sur-reacteurs-nucleaires-du-futur.aspx »

« Qu’est-ce qu’un réacteur à neutrons rapides ?

Un réacteur à neutrons rapides (RNR) est un réacteur dont le flux de neutrons n’est pas ralenti (vitesse approximative 20 000 km/s), contrairement aux réacteurs du parc actuel (2 km/s). Ces réacteurs nucléaires présentent un intérêt majeur dans la gestion des matières nucléaires : ils brûlent la quasi-totalité (jusqu’à 96%) de la ressource uranium, et permettent de mieux recycler les combustibles usés, produisant de ce fait moins de déchets. Sur le plus long terme, ils offrent la possibilité de réduire la quantité et la radio-toxicité des déchets. »

« Aujourd’hui, seuls les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium, RNR-Na, ont vu leur faisabilité démontrée, via l’exploitation de prototypes dans différents pays dans des référentiels similaires à la Génération 2. »

Avec Superphénix on était donc parvenu à des réacteurs ayant très peu d’inconvénients, spécialement côté déchets, risque et dépendance vis-à-vis de la Russie.

Superphénix était au départ le projet le plus abouti par rapport à la norme internationale Génération IV. EPR étant Génération III, donc en retard, et nos centrales actuelles comme celle du Blayais sont Génération II.

Oui mais, pourrait-on remettre en service Superphénix ? Un démantèlement étant en cours cela relève de l’impossible. On signale tout de même que une « Visite Centrale nucléaire de CREYS-MALVILLE » (département de l’Isère) reste possible.

Y a-t-il d’autres opportunités existantes à ce jour (2023/24) ?

On va citer :

1. MYRRHA : un système piloté par accélérateur pour gérer les déchets radioactifs, en cours de développement en Belgique
2. Terrapower USA qui est aussi un RNR, donc copie de notre Superphénix en quelque sorte

Ces deux projets sont évidemment très intéressants mais ne verront pas leur mise en service avant 2031/2032 pour des prototypes en fait et peut-être même plus tard si rencontrent les mêmes problèmes que l’EPR.  Le CEA doit donc être vigilant pour savoir s’il y a une accélération de l’un ou de l’autre, mais sans se faire trop d’illusion.

Concernant EPR et pour en finir sur cette bêtise, source site « Révolution énergétique »  octobre 2023: « Alors que le président de la République souhaite redynamiser la filière du nucléaire en prolongeant le parc nucléaire actuel et en construisant 6 nouveaux EPR d’ici 2050, on attend toujours la mise en service de l’EPR de la centrale de Flamanville. C’est un serpent de mer qui dure depuis 2007, année de lancement du chantier. Cet EPR d’une puissance de 1 650 MW devait entrer en service en 2012. Or, le projet accuse un retard de 12 ans et un budget multiplié par 4 (de 3,3 milliards d’euros en 2007 à 13,2 milliards aujourd’hui). »

Le projet baratien (Inde) PFBR qui est un RNR - centrale nucléaire de Kalpakkam, Tirukalukundram, district de Chengalpattu, Tamil Nadu - 500 Me de capacité, devait être mis en service en 2012 aussi ; Mais selon article IPFM BLOG du 5 mars 2023 la mise en service n’est prévue à cette date qu’en 2024.

Site « OptimizeIAS » :

Réacteur surgénérateur rapide

Sujet :Science et technologie

Contexte:

Le réacteur surgénérateur rapide de Kalpakkam est presque terminé, selon le ministre

Qu’est-ce qu’un surgénérateur?

Un réacteur surgénérateur est un réacteur nucléaire qui génère plus de matières fissiles qu’il n’en consomme.

Les surgénérateurs y parviennent parce que leur économie de neutrons est suffisamment élevée pour créer plus de combustible fissile qu’ils n’en utilisent, par irradiation de matières fertiles, telles que l’uranium 238 ou le thorium 232, qui sont chargées dans le réacteur avec le combustible fissile.

Un réacteur surgénérateur rapide (FBR) utilise des neutrons rapides (c’est-à-dire non modérés) pour produire du plutonium fissile et éventuellement des transuraniens plus élevés à partir d’uranium 238 fertile.

Le spectre rapide est suffisamment flexible pour qu’il puisse également produire de l’uranium 233 fissile à partir du thorium, si désiré.

À propos du prototype de surgénérateur rapide (PFBR) :

Le prototype de réacteur surgénérateur rapide (PFBR) est un réacteur nucléaire surgénérateur rapide de 500 MWeth actuellement en construction à la centrale nucléaire de Madras (MAPS) à Kalpakkam, en Inde.

Le Centre Indira Gandhi pour la recherche atomique (IGCAR) est responsable de la conception de ce réacteur.

L’installation s’appuie sur les décennies d’expérience acquise dans le cadre de l’exploitation du réacteur d’essai surgénérateur rapide (FBTR) de faible puissance.

Le PFBR de Kalpakkam est conçu pour utiliser de l’uranium 238 pour produire du plutonium dans une conception de réacteur rapide refroidi au sodium.

Le surplus de plutonium (ou d’uranium 233 pour les réacteurs au thorium) de chaque réacteur rapide peut être utilisé pour installer davantage de réacteurs de ce type et augmenter la capacité nucléaire en fonction des besoins en énergie de l’Inde. »

« Le BN-800 de la Russie atteint sa pleine puissance pour la première fois avec le noyau MOX

27 septembre 2022 » Mais on ne vas évidemment pas s’appuyer tout de suite sur la Russie. Qui appartient, à ce jour, en quelque sorte à une autre planète.

Les autorités françaises devraient donc suivre de près le projet baratien de Kalpakkam pour voir si une mise en service est effectuée et, peut-être, dans ce cas, envisager qu’ils viennent en construire un exemplaire en France, avec leur propres normes de sécurité selon un projet de loi dans un premier temps. Puis une seconde centrale serait construite ensemble, suivant la même philosophie que pour les avions de chasse Rafale … mais dans l’autre sens.

En parallèle, la France, toujours dans une optique de 4ème génération et parce qu’il reste tout de même un peu de compétences acquises avec Superphénix et Astrid, DOIT INVESTIR, en priorité par rapport à toutes les recherches concurrentes, en relation avec la société STELLARIA. Je les cite : « STELLARIA, start-up cofondée par le Commissariat à l’Energie Atomique (CEA) et Schneider Electric, innove avec un réacteur à neutrons rapides à cœur liquide qui présente l’avantage d’être sûr, économique et durable. Une révolutions ! »

Leur réacteur Stellarium utilisera les déchets actuels. Ce qui constituerait un gigantesque avantage, déniant même ce que j’ai cité ci-dessus comme le principal défaut du nucléaire.

Site : « www.stellaria-energy.com »

Il s’agira dans un premier temps d’un SMR (petit réacteur qui ne met pas 15 ans à voir le jour). Capacité prévue de 110 mégawatts, soit 1/10 -ème d’un réacteur type Penly. Les réacteurs seraient donc dédiés en priorité à des sites industriels.

D’après leur site, le 1^er prototype serait à construire entre 2027 et 2031 avec l’aide de capitaux publics.

Un autre acteur soutenu par le CEA est Hexane, qui développerait une technologie voisine.

S’agit-il de faire un choix entre Kalpakkam et Stellarium ? Non, les deux projets seraient à mener en même temps.

fast neutron reactor, traduc de RNR en inglès, FNR

© Serge Darré janvier 2024