NUCLÉAIRE Réacteurs nucléaires

Les filières de réacteurs nucléaires

Les réacteurs se classent, en premier lieu, d'après leur objectif : production d'électricité, propulsion navale, production de plutonium ou de tritium pour la défense nationale, production de flux intenses de neutrons pour des essais techniques ou pour la recherche fondamentale, étude de caractéristiques neutroniques avec des maquettes critiques de puissance négligeable, etc. Alors que les premiers réacteurs ont pu être construits pour des objectifs multiples, la recherche de performances poussées a ensuite généralement imposé la spécialisation. Ainsi certains réacteurs sont destinés quasi exclusivement à la production de faisceaux intenses de neutrons pour des recherches fondamentales en physique, chimie et biologie. C’est le cas, par exemple, du réacteur à haut flux de l'Institut Max von Laue-Paul Langevin – mis en service en 1972 à Grenoble –, du réacteur Orphée – opérationnel de 1981 à 2019 sur le site de Saclay – et du réacteur FRM II (Forschungsreaktor München 2), fonctionnant depuis 2004 sur le site de Garching (Allemagne).

Pour la production d'électricité, quatre filières seulement ont connu un réel développement industriel (tabl. 2).

– Les réacteurs modérés au graphite et refroidis par un gaz ont été les premiers construits en France (filière UNGG, Uranium naturel-graphite-gaz) et en Grande-Bretagne (filière Magnox et filière AGR – Advanced Gas-Cooled Reactors).

–  Les réacteurs modérés à l'eau lourde ont été construits dans de nombreux pays, mais il n'y a vraiment qu'au Canada qu'ils aient été développés en série (filière Candu).

– Les réacteurs à eau ordinaire constituent de loin la filière la plus importante et représentent la majeure partie de l'équipement électronucléaire mondial (plus de 85 p. 100 en nombre et en puissance installée). Il en existe trois types : les réacteurs à eau sous pression (REP, ou PWR pour Pressurized Water Reactor), les réacteurs à eau bouillante (REB, ou BWR pour Boiling Water Reactor), enfin les réacteurs modérés au graphite et refroidis à l'eau ordinaire (RBMK : Reaktor Bolchoï Mochtchnosti Kanalnogotipa), ces derniers ayant été construits exclusivement en ex-URSS. C'est aux États-Unis que les réacteurs REP et REB ont connu les développements les plus importants avant d'être adoptés par la plupart des pays du monde. En particulier la France qui s'est engagée, à partir de 1970, dans la construction d'une série de réacteurs REP représentant la quasi-totalité de son équipement électronucléaire. Enfin, l'ex-URSS a également exporté vers les autres pays de l'Est des réacteurs à eau sous pression de type VVER (Vodo Vodyanoi Energuietitchesk Reaktor).

– Les réacteurs à neutrons rapides (RNR), dont seulement des unités refroidies au sodium ont été construits. Ils sont intéressants en raison de leur capacité à bien utiliser l'uranium (par la surgénération), d'autant plus que le développement de l'énergie nucléaire conduit à des tensions sur le marché de l'uranium et à un fort renchérissement de cette ressource.