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Spécialiste des surgénérateurs, Pierre Clauzon fut chef de la "Division Procédés" à Novatome. Après l'arrêt de fait des études de surgénérateurs en France,...

Une énergie pour l'avenir, le surgénérateur !


vendredi 15 juillet 2011

L'arrêt de Superphénix par le gouvernement Jospin, sous la pression des écologistes, a été une faute, selon Pierre Clauzon, un ancien de la filière des surgénérateurs. Alors que l'on reparle de sortie du nucléaire, il revient ici sur les occasions manquées...


La caractéristique du surgénérateur, ou réacteur à neutrons rapides (RNR), est de produire plus de plutonium qu'il n'en consomme en utilisant pour ce faire l'uranium 238, lequel représente 99,3 % de l'uranium naturel. Rappelons que les actuels réacteurs à uranium enrichi (REP pour réacteur à eau pressurisée et EPR pour European Pressurised Reactor) ont pour combustible l'uranium 235, lequel ne représente que 0.7 % de l'uranium naturel.

Il faut enrichir l'uranium naturel jusqu'à 4 à 5 % en uranium 235 pour le fonctionnement des EPR. Une évaluation plus fine montre que l'uranium naturel est utilisé 50 fois mieux dans le cas des RNR que dans celui des EPR. On perçoit déjà, en ce qui concerne le combustible, tout l'intérêt économique des RNR, qu'on appelle aussi réacteurs à uranium appauvri, en raison de cette consommation complète de l'uranium.
 
Une énergie durable, sans production de CO2

Pour produire l'équivalent de la production d'EDF en 2010 - soir 408 TWh-, il faut brûler par fission environ 50 tonnes d'atomes lourds (uranium et plutonium), quel que soit le type de réacteurs (moins pour les RNR en raison de leur meilleur rendement thermodynamique).

Les réserves d'AREVA en uranium appauvri sont aujourd'hui de plus de 250.000 tonnes. C'est donc plus de 5.000 ans de fonctionnement au niveau actuel de production d'énergie nucléaire en France que l'on peut envisager avec ce stock. Les réserves terrestres sont estimées à 4,5 millions de tonnes ! Les réserves en uranium dissous dans l'eau de mer (à raison de 3,3mg par m3) sont estimées à 4,5 milliards de tonnes ! Et on sait extraire cet uranium en utilisant des résines spéciales (au Japon notamment) ; le coût de l'uranium maritime n'est pas prohibitif en raison de l'efficacité de l'utilisation de l'uranium dans ce type de réacteurs. Nous disposons donc bien avec les RNR d'une énergie durable  et en outre sans production de CO 2 !
 

Une meilleure utilisation des combustibles usés

 Revenons aux 50 tonnes d'atomes lourds brûlés par fission en France pendant un an. Cela représente à peu près 50 tonnes de produits de fission (PF), les résidus résultant de la partition des atomes fissionnés en éléments plus légers. Des 50 tonnes de PF, seules 5 tonnes sont radioactives et leur durée de vie est compatible avec les moyens de conservation de longue durée déjà mis au point en France.

Dans le même temps cependant, par capture de neutrons par les atomes lourds non fissionnés (c'est la transmutation), environ 25 tonnes d'actinides (Plutonium et 8% d'actinides supérieurs) ont été produites. Le plutonium et les actinides supérieurs sont plus pénalisants en raison de leur très longue durée de vie, mais, pour les RNR, le plutonium est le combustible de référence et, par ailleurs, Phénix, le surgénérateur de démonstration de Marcoule (250 MWe), a montré la possibilité de brûler utilement par fission les actinides supérieurs dans un flux de neutrons rapides. Nous nous retrouvons donc dans la situation de PF classiques que l'on peut gérer, bien entendu, comme précédemment... Pour les RNR, les déchets radioactifs à très longue durée de vie (les actinides) sont un danger mythique....
 
L'apport de Phénix, arrêté en 2009 après 35 ans de bons et loyaux services, a été considérable : il nous a permis de maîtriser tous les aspects techniques liés à l'emploi du sodium comme réfrigérant et aussi de boucler le cycle du combustible en réutilisant, après retraitement, le plutonium produit dans le cœur du réacteur. Le gain de régénération mesuré a été conforme aux prévisions.
 
De bonnes performances de sûreté

 L'analyse de sûreté des RNR conduite par l'autorité de sûreté nucléaire (ASN) est évidemment aussi rigoureuse que pour les EPR. Il n'est cependant pas inutile de savoir que le surgénérateur, contrairement au RBMK de Tchernobyl, est doté d'un comportement stable en cas d'augmentation anormale de la puissance. Par ailleurs, en cas de perte de toute alimentation électrique, les circuits d'ultime secours pour le refroidissement de la puissance résiduelle fonctionnent en convection naturelle grâce à des échangeurs Na-Air, contrairement à Fukushima où il était absolument nécessaire d'approvisionner en eau. On peut imaginer que si la centrale de Fukushima avait été dotée de surgénérateurs, le site aurait été sauvegardé et serait à même de reprendre sa production électrique ! Cette situation est liée à la conception retenue pour les RNR français (réacteur piscine à très importante inertie thermique) et au réfrigérant, le sodium qui ne bout qu'à plus de 850°C.
 
Le sabordage de Superphénix a été une faute impardonnable du gouvernement Jospin. La perte financière a été colossale (10 milliards d'euros en 1996 et en outre la perte de 10 ans de fonctionnement avec le combustible déjà approvisionné sur le site !). Cette centrale était alors en parfait état de marche ; elle détenait en 1996 le ruban bleu des centrales nucléaires d'EDF pour sa disponibilité. Regrettons aussi la dispersion des équipes et la perte de savoir-faire parmi les conséquences les plus fâcheuses de cette décision dénuée de toute logique, si ce n'est celle d'une politique purement politicienne, alors que notre pays était en pointe avec Superphénix dans le domaine des RNR. Après une traversée du désert de près de 12 ans, la France reprend enfin l'étude d'un RNR de 600 MWe dénommé ASTRID qui pourrait fonctionner à partir de 2020 à Marcoule... Mais que de temps perdu !  
 
Une recherche mondiale qui a redémarré

 Rappelons enfin sur le plan économique, que, si le coût de l'investissement d'un surgénérateur est supérieur d'environ 25% à celui d'un EPR (il y a 3 circuits au lieu de 2 dans un REP pour des raisons de sûreté), celui du cycle du combustible est quasiment indépendant de la matière première, l'uranium appauvri, dont on dispose d'ores et déjà de tonnages considérables. Ce coût ne dépend que des services liés au retraitement et à la fabrication du combustible, alors que celui du cycle du combustible de l'EPR est directement associé au prix de l'extraction de l'uranium naturel. Il est clair cependant qu'un déploiement important des EPR fera croître la demande en uranium naturel et donc son prix.
 
Plus de la moitié de l'humanité (Chine, Inde, Russie, Japon) a engagé non seulement des études de projets mais aussi des réalisations industrielles d'envergure dans le domaine des surgénérateurs:
 
 Chine  : construction en cours de CEFR (60 MWth) divergence 2010
 Inde : exploitation de FBTR (50MWth); construction de PFBR (500 MWe)
 Russie : Exploitation de BN600 ; construction en cours de BN800 (800 MWe)
Japon  : Exploitation de Joyo (50MWth) ; relance de l'exploitation de Monju (250MWe) ;
 Etude du projet JSFR de 1000 MWe.
 
 
Georges VENDRYES, le promoteur dès 1957 des surgénérateurs en France a été distingué aux USA (Prix Enrico Fermi), au Japon (Prix de la Fondation pour la Science et la Technologie) et tout récemment en Inde où pour la première fois le Prix de « Scientifique éminent pour l'année 2007 » a été décerné à  un étranger. Il n'a pas été entendu dans sa plaidoirie pour le sauvetage de Superphénix . Nul n'est prophète en son pays... !
 

Photo d'illustration : le réacteur Joyo au Japon. Copyright : Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism.
17 commentaire(s)
[1]
Commentaire par Simon
vendredi 15 juillet 2011 16:33
Cet article est-il issu d'une réelle recherche journalistique ou juste une publicité pour l'énergie nucléaire ? Une prise de position nette sur un sujet est certes une liberté fondamentale qu'on ne saurait refuser à un journaliste, mais un fond d'objectivité reste indispensable.

[Réponse de l'auteur]
C'est le témoignage d'un participant à une aventure technique exceptionnelle, permettant d'espérer une énergie durable et économique pour des siècles! Je ne suis ni journamiste ni publicitaire...
[2]
Commentaire par Colombani
samedi 16 juillet 2011 18:11
La destruction de superphénix fut une monumentale stupidité qui nous a coûté fort cher et nous coûte encore fort cher par le temps perdu et les équipes scientifique et technique dispersées. Espérons que les tenants du "sortir du nucléaire" ne vont pas recommencer un nouveau mauvais coup!
Eolien et photovoltaïque sont des énergies marginales qui coûtent déjà très cher au consommateur et coûteront encore plus cher dans les années qui viennent (notre facture d'électricité va augmenter de 36% d'ici 2020 à cause de la CSPE)

[Réponse de l'auteur]
Je partage votre point de vue... Il ne faut pas cependant désespérer de l'avenir et des recherches en cours...
[3]
Commentaire par jean-Gabriel Mahéo
dimanche 17 juillet 2011 23:23
En résumé :

les RNR français sont intrinsèquement sûrs, économiques, démultiplie l'usage du combustible, font disparaître les "déchets" nucléaires.

Mais monsieur Jospin a assassiné le programme suite au chantage des écologistes, et à certaines pressions internationales, pour constituer son gouvernement de cohabitation. 10 milliards pour une dot, la mariée de Montreuil coûtait cher...

N'est-ce pas criminel d'agir avec tant de légèreté avec les biens commun ?

[Réponse de l'auteur]
Je me suis demandé si un recours en justice n'aurait pas été fondé... Mon fils avocat m'en a dissuadé !
[4]
Commentaire par Curieux
lundi 18 juillet 2011 02:00
1) Les choix proposés par le Cnrs et le Cea sont une combinaison de filières dont celle du thorium ce qui diffère de cette seule option. 2) Ce qui fait défaut dans votre article est la liste exacte des déchets émis et leur durée de vie respective sur laquelle vous passez vite alors que c'est un réel problème (plutonium etc)
3) De même la question du stockage qui est très coûteux et n'est pas gérable sur de longues durées
4) les risques élevés qui demeurent et le démantèlement
5) le prix de revient final total. L'éolien et le solaire sont à des prix inférieurs. Siemens abandonne le nucléaire, les opérateurs américains et d'autres aussi pour cette raison entre autres. Dans le même temps où le nucléaire et sa ressource sont en hausse, le prix des énergies renouvelables n'arrête pas de baisser et ne posent pas de problème étant nettement plus "propres" + ressource gratuite illimitée.
6) On le sait désormais, c'est le tremblement de terre qui a d'abord gravement affecté Fukushima. Le tsunami s'est ajouté ensuite au problème des fissurations. Donc le refroidissement n'est pas le seul aspect à envisager (besoins en eau, terrorisme, guerre etc)

[Réponse de l'auteur]
Il ne faut pas oublier effectivement la ressource en Thorium plus abondante encore que celle en Uranium... L'Andra est mieux placée pour traiter des déchets ... Je pense par ailleurs que vous êtes très optimiste sur l'intérêt économique de l'éolien et du solaire...
[5]
Commentaire par Hélène de Biare
lundi 18 juillet 2011 04:02
Nous avons beaucoup de chercheurs en mathématiques, mais en physique sur les énergies renouvelables ? On dépense des milliards d'euros dans l'accélérateur du CERN et dans la station orbitale, pourquoi ne pas réorienter ces budgets dans la recherche sur les énergies ?

[Réponse de l'auteur]
On peut ajouter ITER à cette liste, malgré des retombées évidentes pour la région PACA
[6]
Commentaire par carlino
lundi 18 juillet 2011 09:21
J'en ai marre des écologistes ..... les faux... favorables a une économie artificielles ...comme le solaire au Nord et l'éolien industriel onshore et offshore.... stupide , aléatoire , faible , trés trés chers et qui bousille nos paysages et environnement . la solution est de faire un grenelle de l'énergie et réorienter toutes ces dépenses malsaines dans la recherche sur les énergies ...renouvelable inclus bien entendu

[Réponse de l'auteur]
Je vous rejoins bien volontiers...
[7]
Commentaire par Energie
mardi 19 juillet 2011 01:21
La filière RNR n’est pas satisfaisante en raison des risques, démantèlement, stockage longue durée etc mais également des coûts globaux qui ne sont désormais plus compétitifs avec les énergies renouvelables entre autres et du fait qu’avec la filière REP dont elle dépend les réserves de 20 mt d’uranium dans la nature seraient totalement épuisées en 40 à 70 a et cette dernière génère des quantités très importantes de déchets radioactifs (américium, curium, neptunium) très difficiles à recycler en plus du plutonium, recyclé lui par la filière RNR mais qui présente l’inconvénient majeur de le faire circuler en très grande quantité ce qui la rend difficile à gérer.


[Réponse de l'auteur]
Le coût du KWh RNR ne dépend que de coûts de service (construction, fabrication et retraitement du combustible, démantèlement). Nous disposons déjà d'uranium appauvri pour des siècles ... Pu et Actinides peuvent être brûlés dans le réacteur... Solaire et Eolien ne sont pas compétitifs et les recherches en cours devront proposer autre chose ... De nouvelles pistes sont évidemment tout à fait envisageables...
[8]
Commentaire par Curieux
mardi 19 juillet 2011 02:32
Un des nombreux problèmes non évoqués c'est qu'1/1 000.000e de gr de plutonium inhalé suffit à provoquer un cancer, 8 kilos sont suffisant pour faire une bombe atomique de type Nagasaki et la caractéristique du surgénérateur (RNR) est de produire plus de plutonium qu'il n'en consomme, en plus des autres actinides non recyclables produits. Le nucléaire a déjà coûté extrêmement cher aux contribuables qui doit payer de la recherche initiale (déjà plusieurs dizaine de milliards d'euros), jusqu'à la sécurité puisqu'aucune assurance ne garantit les risques (au moins plusieurs centaines de milliards d'euros) + stockage et autres problèmes associés. Les énergies renouvelables sont prises en charge par le privé pour la R&D, la différence est donc considérable. Elles sont nettement moins subventionnées et de moins en moins (voir les chiffres publiés par l'AIE). Elles ne posent pas de problèmes de risques ni de pollutions. Le constat actuel est clair, voir en vidéo :
http://www.youtube.com/watch_popup?v=j_EbrOjIGkQ&feature=player_embedded

[Réponse de l'auteur]
On en reparle dans 10 ans... L'expérience allemande devrait être très intéressante !
[9]
Commentaire par Chelya
mardi 19 juillet 2011 10:25
Il serait peut être bon de rappeler quelques ordres de grandeur...

http://lexpansion.lexpress.fr/economie/le-prix-de-superphenix-66-milliards-de-francs_7856.html

http://lexpansion.lexpress.fr/economie/lieu-de-memoire-la-centrale-nucleaire-phenix_180517.html

Rappelons une évidence qui fait mal aux responsables de cette gabegie : Superphenix était une folie des grandeurs lancées par des gens qui ont sciemment mentis aux politiques en leur cachant le fait qu'on était incapables de réussir le passage à l'étape industrielle (particulièrement à cause de la gestion du sodium, corrosif et explosif au contact de l'humidité de l'air ambiant). Il était absolument scandaleux que plus de 10 milliards d'euros ait été gaspillé dans ce gros jouet pour X-mines et tout à fait logique que l'état se soit rendu compte à un moment ou à un autre qu'il se soit fait avoir à réduire le budget des hopitaux pour financer cet éléphant blanc et ait corrigé cette anomalie...

[Réponse de l'auteur]
Il est tout de même étrange que: Japonais Russes Chinois Indiens ne se rendent pas compte du caractère absoluement scandaleux de leurs propres investissements dans les RNR aujourd'hui !!! Les 1200MWe de Superphénix nous manquent aujourd'hui....
[10]
Commentaire par fabien
mardi 19 juillet 2011 21:15
Il est préférable de lire le rapport parlementaire sur le sujet http://www.assemblee-nationale.fr/rap-enq/r1018-1.asp#P436_26363
Cela permet d'avoir les vraies informations, et pas celles du lobby nucléaire (par exemple, le coût de construction n'est pas de 10 milliards d'euros, mais de 34 milliards de francs , intérêts et coût du combustible compris, et 1996 fut la seule année d'exploitation à 96%, puisque la centrale a rencontré 4 incidents majeurs , dont des problèmes liés à la conception, qui l'ont fait arrêté 2 années complètes sur 10 ans d'exploitation..).

[Réponse de l'auteur]
Oui sans doute, mais cela dépend également des fournitures réellement retenues dans le chiffrage... En ce qui concerne la durée des arrêts de SPX, il faut se rappeler que ce fût pour l'essentiel dû à des problèmes juridico-administratifs...
[11]
Commentaire par albert
mercredi 20 juillet 2011 15:55
Ce qui est dit dans cet article est évident pour tout physicien. La honte est de laisser décider certaines choses par des politiciens - en particulier ceux qui se disent "écolos" - et qui n'ont pas un bagage minimum de Bac + 4 en physique.

Impossible d'être optimiste dans un monde où les décideurs sont des incultes.

[Réponse de l'auteur]
Vous êtes un peu dur, mais il y a bien un fonds de vérité... Il y a quelques années, dans des institutions comme le CEA ou AREVA, il était intimé à quiconque souhaitait répondre à de la désinformation : "surtout pas de vagues, pas de vagues...."
[12]
Commentaire par g.jacquin
mercredi 20 juillet 2011 19:48
Bonjour

Bon article ! Il en faudrait plus souvent pour que les Lhomme et consorts arrêtent de dire n'importe quoi !

On peut quand même se demander si passer des REP au G4 n'aurait pas été plus intéressant. Les études sur les G4 sont quand même, bien avancées... quels interets que les EPR ?

Peut-être que nous nous sommes rencontrés aux Renardières (GES). A vous lire dans un prochain article sur ce sujet.

[Réponse de l'auteur]
Merci pour vos encouragements... L'arrêt de SPX a été très dommageable pour les équipes de Novatome, du CEA et de EDF... Le redémarrage ne peut donc être très rapide, mais j'espère que le projet ASTRID ne souffrira d'aucun retard...
[13]
Commentaire par arnaud
jeudi 21 juillet 2011 15:19
Bien heureux que votre génération CEA soit trop agée pour continuer à nous accumuler déchets, risques inacceptables, vision mono-énergie, centralisée et hors de portée démocratique. Ouf!
Et bon débarras

[Réponse de l'auteur]
Vision mono-énergie ?... On en reparle à la fin de l'année, si vous le voulez bien...
[14]
Commentaire par alain f
samedi 23 juillet 2011 04:08
Tesla a decouvert l'energie LIBRE,GRATUITE dans les années 30(O% de CO2, aucune energie exterieure requise, 0 pollution)
Voir aussi Mr Steal(que l'armee a fait taire)
surgenerateur:les performances de surete sont pire que tout le reste deja par son combustible et son mode de refroidissement(le sodium)
une aventure technique exceptionnelle des genocidaires areva et cie.
j'adore le "et economique" oui uniquement au mépris de la vie humaine et de la terre! faut etre debile pour rediger un article ainsi
pas un mot sur les dechets non plus ah oui c'est taboo, il n'y en a pas suis je bete(l'ocean ou le sol est la ou tomsk-7 )

[Réponse de l'auteur]
Vous ne parlez pas d'Andrea Rossi, des Pr Focardi et Stremmenos...
[15]
Commentaire par bergougnouf
samedi 23 juillet 2011 07:54
Merci à P.Clauzon pour cet article intéressant.
Nous vivons à la fin de l’ère de l’énergie bon marché avec la raréfaction des ressources naturelles non renouvelables à court terme. Comme en économie, nous dépensons plus que ce que mère Nature ne produit. Ceci est dû au développement démographique et au génie humain qui l’accompagne, perturbant l’évolution naturelle des choses. Le génie humain a toujours su utiliser les bienfaits de la nature, c’est une constante qui s’est vérifiée depuis des millénaires, par un processus d’apprentissage. Combien de fois l’Homme a-t-il reconstruit son ouvrage ? Avec le nucléaire, les risques sont devenus à la fois plus grands et hors de portée de l’intellect. Même si j’admire le travail du chercheur, je ne peux m’empêcher d’être effrayé par les conséquences possibles d’une catastrophe advenant à un surgénérateur. Le choix est simple : ou nous payons le prix d’une énergie renouvelable, parfois aux dépends d’un certain confort, ou nous faisons le pari de l’intelligence au risque d’une catastrophe majeure que l’Homme malgré ses connaissances toujours incomplètes ne pourra pas maîtriser. Mais c’est un choix politique que nos sociétés ne sont pas prêtes à assumer.

[Réponse de l'auteur]
Je puis comprendre votre position... Il faut aussi admettre que la sûreté des centrales nucléaires s'accroit chaque jour et s'enrichit de l'expérience acquise... Comment pourrons nous fournir une énergie, même diminuée et plus efficace, aux quelques 10 milliards d'êtres humains qui peupleront la planète d'ici la fin de ce siècle, si on exclut le nucléaire?
[16]
Commentaire par Pascal
lundi 22 août 2011 15:16
Tous les réacteurs surgénérateurs expérimentaux ont connu des déboires si importants qu'ils n'ont aucune viabilité technique et économique. L'exemple de celui de Monju au Japon est représentatif. L'arrêt du désastre de Superphénix était donc amplement justifié.

En fait, les réacteurs nucléaires de 4e génération sont une illusion pour ce qui est de la production d'énergie, comme expliqué ici :
http://futura24.voila.net/nucle/generation4.htm

D'ailleurs, il faut savoir qu'ils arriveront trop tard pour empêcher le déclin de l'énergie nucléaire, dû à la baisse prochaine de la production d'uranium, et que douze tonnes de plutonium sont nécessaires pour démarrer un réacteur de quatrième génération. Chaque année, 11,5 tonnes de plutonium sont retirées des réacteurs, dont 8,5 sont récupérées.

Sans oublier que le sodium liquide (à haute température) utilisé dans le réacteur (5000 tonnes pour Superphénix très difficile à éliminer) s'enflamme spontanément à l'air et explose en présence d'eau.


[Réponse de l'auteur]
Le "désastre" de Superphénix est du à un imbroglio juridico-administratif qui a maintenu cette centrale à l'arrêt pendant presque 8 années !. Son arrêt définitif en 1996 est dû à Lionel Jospin et à Dominique Voynet pour des raisons purement politiques. Superphénix a été la centrale du parc EDF championne de l'année 1996 pour sa disponibilité (96%); cette centrale avait dans ses soutes quelques 10 années de fonctionnement déjà approvisionnées... soit quelques 80 TWh (Plus de 2 milliards d'euros jetés dans le Rhône)... Vous parlez de Monju; ses exploitants ont les mêmes problèmes administratifs que Superphénix ! mais vous oubliez les 35 ans de bons et loyaux services de Phénix, notre centrale de démonstration à Marcoule. Un mot encore sur le sodium ; une inertie thermique très importante et une température d'ébullition à près de 900°C autorisent un fonctionnement à pression normale et donc une excellente sureté . La puissance résiduelle pouvait être extraite à l'arrêt par de simples échangeurs Na-Air en convection naturelle ! Dommage que Fukushima n'ait pas été équippés de RNR, la centrale serait à nouveau sur le réseau !!!
[17]
Commentaire par Rico
lundi 12 septembre 2011 10:12
Bonjour.
Je me pose une question sur les déchets radioactifs HAVL (Haute Activité, Vie Longue). Puisque l'énergie qu'ils rayonne est la cause de leur dangerosité, serait il possible d'utiliser cette énergie pour leur faire chauffer de l'eau ?
Sans aller jusqu'à la faire bouillir, l'idée pourrait être intéressante pour fournir du chauffage à une ville ou à une installation industrielle, une piscine etc...
On tiendrait alors une source énergétique très longue durée !

[Réponse de l'auteur]
Plus la période radioactive est longue, plus la radioactivité est faible... Je ne suis pas un spécialiste des déchets pour vous répondre. Voir les experts de l'ANDRA...
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Spécialiste des surgénérateurs, Pierre Clauzon fut chef de la "Division Procédés" à Novatome. Après l'arrêt de fait des études de surgénérateurs en France,...

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