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Rajewski: Le nucléaire de nouvelle génération des États-Unis ou de la France? La Pologne fait face à un choix (ANALYSE)

10 février 2020, 07:30
Atome

Centrale nucléaire. Photo Pixabay

Adam Rajewski de l’Université de technologie de Varsovie décrit les différences entre les offres de construction d’une centrale nucléaire entre la France et les États-Unis. La Pologne est confrontée à la décision de choisir la technologie pour la mise en œuvre du programme électronucléaire polonais pour avoir le premier réacteur en 2033. Entre autres, des entreprises de ces pays sont dans la file d’attente.

Les solutions proposées par la société américaine Westinghouse et le français Framatome représentent la même technologie de base des réacteurs à eau sous pression (REP). Les premiers appareils de ce type ont été créés dans les années 1950, à l’origine comme des dispositifs de propulsion pour les sous-marins américains, mais très rapidement transplantés dans le sol civil – ils ont été développés par la société Westinghouse.

Ensuite, en transférant la technologie des États-Unis, des réacteurs PWR ont commencé à être développés et des entreprises d’autres pays, y compris. En France; l’Union soviétique a également développé son homologue. Aujourd’hui, c’est de loin la technologie la plus populaire des réacteurs nucléaires civils, tant parmi les unités déjà en service que celles en construction. L’état de mise en œuvre des deux technologies est également similaire. Les premiers blocs avec les deux types de réacteurs ont déjà été mis en service en Chine en 2018-2019 (Sanmen 1 et 2 et Haiyang 1 et 2 avec AP1000, Taishan 1 avec EPR, Taishan 2 est actuellement en phase d’essais finaux). Dans le même temps, les premiers blocs dans les pays d’origine sont toujours en construction, retardés dans les deux cas (Flamanville 3 en France et Vogtle 3 et 4 aux USA). D’autres EPR sont en cours de construction en Finlande (Olkiluoto 3, en voie d’achèvement mais avec beaucoup de retard) et au Royaume-Uni. Grande-Bretagne (Hinkley Point C, à un stade précoce de la construction).

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Dans le même temps, cependant, il existe des différences significatives entre les offres américaines et françaises. L’un des plus importants du point de vue du client est la taille. Les unités avec le réacteur français EPR ont une capacité de 1650 MW, tandis que l’AP1000 proposé par Westinghouse est un réacteur pour un bloc de classe 1100 MW – donc, pour obtenir la même puissance que les deux EPR, trois AP1000 doivent être mis en place. Les deux approches présentent certains avantages et inconvénients – des réacteurs plus grands signifient moins de blocs pour atteindre la puissance cible et la production d’énergie, ce qui peut rendre les procédures un peu plus faciles, considérant chaque réacteur comme une installation contrôlée distincte quelle que soit sa taille. D’un autre côté, cependant, un bloc plus grand est plus difficile à intégrer au système électrique. En particulier, le système doit être prêt à “survivre” à un arrêt soudain et imprévu de la plus grande unité qui y opère. L’unité de classe 1100 MW existe déjà dans le système polonais – c’est une unité au charbon à Kozienice – alors que la construction française serait ici un défi supplémentaire. Lors de l’utilisation d’unités plus petites, il peut également être plus facile de réduire temporairement la puissance du bloc ou de l’ensemble de l’installation.

Une autre différence importante concerne les problèmes des systèmes de sécurité, c’est-à-dire ceux dont la seule tâche est de limiter les effets des pannes potentielles. Dans ce domaine, le réacteur français est un développement évolutif des conceptions antérieures, des réacteurs allemands KONVOI des années 1980 et des réacteurs N4 français construits dans les années 1990. “Copies”. Cependant, ce sont pour la plupart des générateurs dits actifs, c’est-à-dire nécessitant une alimentation électrique – qui, bien entendu, peuvent être générés en cas d’urgence sur site, dans plusieurs générateurs électriques totalement indépendants (et situés à des endroits différents).

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Les concepteurs de l’AP1000 ont adopté une approche différente. Le refroidissement d’urgence du réacteur doit être assuré par la circulation naturelle de la vapeur d’eau et de l’eau dans une enceinte en acier, où la convection est la force motrice. Cela rend le réacteur capable de fournir une évacuation de la chaleur résiduelle jusqu’à 72 heures sans aucune alimentation électrique ni intervention de l’opérateur. La mise en œuvre de systèmes passifs est l’une des dernières tendances de l’énergie nucléaire moderne, et les systèmes utilisés dans l’AP1000 sont l’un des plus étendus de cette catégorie. Cela conduit à de meilleurs indicateurs de sûreté théoriques (fréquence de défaillance du cœur de calcul), même s’il faut également souligner que ces deux conceptions répondent à toutes les normes actuelles dans ce domaine et sont nettement «meilleures» que l’ancienne génération de réacteurs.