Réacteurs de 4e génération : accord de coopération franco-japonais

Un accord de coopération a été signé début mai entre le CEA et deux ministères japonais, prévoyant la contribution du Japon aux travaux de conception et de R&D du programme Astrid, le démonstrateur technologique de réacteur de 4ème génération actuellement au stade d’avant-projet sommaire sous la responsabilité du CEA.

L’accord a été signé précisément le lundi 5 mai 2014, en présence de MM. Abe (Premier ministre) et de François Hollande, entre le ministère japonais de l’Education, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie (MEXT), le ministère japonais de l’Economie, du Commerce et de l’Industrie (METI) et le CEA.

Ce partenariat avancé s’attachera à définir le cadre général de la collaboration entre les deux pays sur le projet de démonstrateur technologique de réacteur à neutrons rapides, ASTRID, piloté par le CEA. Cet accord couvre l’ensemble de la phase d’études, jusqu’à la fin de la phase d’avant-projet détaillé fin 2019.

Par ailleurs, le JAEA (agence japonaise de l’énergie atomique) et le CEA sont encouragés à poursuivre l’élargissement de leur coopération « dans la recherche en vue du démantèlement des centrales de Fukushima-Daï-ichi (…) ».

Le projet de réacteur de quatrième génération ASTRID (Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration)

ASTRID est un projet de réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium (RNR-Na), d’une capacité de 600 mégawatt suffisante pour être représentative d’un fonctionnement industriel et qualifié de démonstrateur technologique.

Lancé en janvier 2006, à la demande du gouvernement, le projet s’inscrit dans la Loi du 28 juin 2006 relative à la gestion durable des matières et déchets radioactifs. Astrid bénéficie de l’expérience des RNR-Na ayant déjà fonctionné dans le monde (près de 400 années.réacteur dont 100 en exploitation industrielle), tout en s’en différenciant par des innovations technologiques majeures.

Actuellement au stade d’avant-projet sommaire sous la responsabilité du CEA, Astrid, bénéficie d’un financement du Programme d’investissement d’Avenir (PIA).

Réacteurs de 4e génération : accord de coopération franco-japonais

[ Expérimentation en boîte à gants sodium © P. F.Grosjean / CEA ]

 

Le Réacteur-sodium a 5 systèmes principaux :

• un cœur, qui produit de la chaleur à partir d’un combustible composé d’un mélange d’uranium et de plutonium ;

• deux circuits sodium permettant, pour le premier de refroidir le cœur, pour le second de transférer cette chaleur à un autre circuit.

• Ce troisième circuit récupère la chaleur emmagasinée par le sodium et la transmet à un gaz inerte. On parle d’échangeur sodium- gaz ;

• et enfin un système turbogénérateur, qui convertit l’énergie emmagasinée par le gaz en électricité.

Olivier Gastaldi – Chef du projet Technologies Sodium au CEA de Cadarache

« Au Département de Technologie Nucléaire, notre équipe travaille sur le développement de l’instrumentation fonctionnant en milieu liquide sodium, entre autres. Le milieu sodium est un milieu opaque, comme de l’aluminium fondu. De ce fait cela rend impossible l’utilisation de l’instrumentation optique classique. Et donc nous utilisons et nous développons des instruments spécifiques pour visualiser "sous" le sodium.

Afin de voir à travers le sodium, nous développons des capteurs ultrasons, pour réaliser de l’imagerie ultrasonore comme en échographie médicale. Ces développements nous permettent de réaliser une inspection poussée et rapide des surfaces immergées et de composants ou de structures sur lesquels nous voulons détecter d’éventuelles anomalies. Et ce en milieu sodium liquide, jusqu’à 500°C.

Nous travaillons aussi sur l’échangeur compact sodium-gaz. Pour éviter tout risque de réaction, en cas de fuite, entre le sodium et le fluide récupérant la chaleur de ce dernier, nous développons des circuits fonctionnant à l’azote, un gaz inerte et sous pression.

Cet échangeur nécessite de grandes surfaces d’échange de chaleur. Le challenge technique réside dans le fait de rester très compact tout en assurant de grands échanges de chaleur. Et c’est ainsi que l’on pourra maîtriser les coûts d’investissement associés. Ici, nous testons des maquettes d’échangeurs compacts sodium-gaz. »

Les réacteurs de 4ème génération sont censés apporter des améliorations importantes :

– une gestion durable des matières en multirecyclant le plutonium issu des combustibles usés et en utilisant mieux la ressource en uranium
– la possibilité de diminuer la quantité et la toxicité des déchets nucléaires
– une sûreté de fonctionnement augmentée
– une meilleure résistance à la prolifération nucléaire.

Cette génération de réacteur, en rupture technologique totale avec les précédentes, pourrait voir un déploiement industriel à l’horizon 2040-2050.

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24 Commentaires sur "Réacteurs de 4e génération : accord de coopération franco-japonais"

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Homer
Invité

“une meilleure résistance à la prolifération nucléaire” par rappor à quoi ???? Un réacteur nucléaire civil de type REP ne produit pas de plutonium utilisable par les militaire. Ces sont des réacteurs à bas flux et haute puissance. Pour produire du plutonium à usage militaire il faut des réacteurs à haut flux et basse puissance tel que les réacteur utilisé pour la production d’isotopes radioactif à usage médicale.

Futur nuke
Invité

Enfin ils se débarassent de l’échangeur sodium-eau pour un échangeur Sodium-Azote dans la partie conversion d’énergie chaleur-électricité.Il n’y aura plus de risque de réaction sodium eau dans ce réacteur au sodium. De plus les systèmes de casematages et inertages(à l’azote ou à l’argon selon les volumes) des zones sensibles ou possibles de fuites éventuelles de sodium,empêcheront tout risques de feux de sodium. Astrid sera un 4G ultra sécurisé.Très grandes améliorations par rapport à phénix et superphénix.

Dan1
Invité
L’échangeur sodium azote semble être retenu à court terme, mais à long terme le CO2 supercritique serait plus intéressant pour des raisons de rendement : Voir page 25 : “Le choix pour le développement à court terme s’est porté sur un cycle azote à 180 bars (avec des températures de fonctionnement entre 330°C et 530°C). Ce système de conversion d’énergie bénéficie aujourd’hui de l’ensemble des études faites dans les années 2000 pour les projets de réacteurs nucléaires à caloporteur gaz de type HTR ou VHTR, dont notamment le projet Antares porté par Areva, ainsi que sur la connaissance des turbines… Lire plus »
Futur nuke
Invité

L’échangeur sodium azote semble être retenu à court terme, mais à long terme le CO2 supercritique serait plus intéressant pour des raisons de rendement Je me demande si, en raison de la petite réactivité chimique existante du sodium sur le CO2(moins qu’avec de l’eau)il ne serait pas préférable à long terme d’utiliser de l’argon super critique que du CO2 super critique.je crois que de l’argon permettrait aussi d’obtenir des rendements de l’ordre de 40 %,comparable au CO2. Qu’en pensez vous ?? Merci…

Futur nuke
Invité

La réaction 2 Na + 2 CO2 -> Na2 CO3 + CO avec du sodium liquide à 400° à 500°C est exothermique,Tandis qu’avec du sodium liquide sur de l’argon(gaz absolument inerte),il ne se passerait rien.D’où, à mon humble avis,ils feraient mieux d’utiliser de l’argon que du CO2 pour le SCE(système conversion energie) à long terme.

Futur nuke
Invité

c’est la sécurisation maximale d’Astrid pour des raisons d’acceptabilité sociale,ainsi que pour pouvoir,plus tard,l’exporter avec les arguments indispensables de plusieurs genres et niveaux de sécurités maximales.

pierreerne
Invité

Le sodium fondu représente un danger réel. J’en parle en connaissance de cause pour l’avoir vu manipuler pendant plusieurs années (C’était celui de feu Superphénix). C’est vraiment le point faible de cette technologie. La technologie des sels fondus ne présente pas cet inconvénient majeur. Le projet du CNRS de Grenoble mériterait qu’on lui accorde toute l’attention nécessaire, parce que c’est probablement le projet de l’avenir mondial.

Futur nuke
Invité
Oui,pierreerne.Le sodium fondu représente un danger réel.C’est pour ça que des systèmes de casematages et inertages(à l’azote ou à l’argon selon les volumes) des zones sensibles ou possibles de fuites éventuelles de sodium,empêcheront tout risques de feux de sodium.Le passage au MSFR(sels fondus)nécéssiterait de repartir de presque zéro. ASTRID pourra permettre de rechercher les moyens d’une sécurisation maximale des technologies au sodium dèjà existantes en France,comme jamais cela n’avait été possible avant.Et d’avoir dans les années 2040,2050 un 4G sur et prêt à l’emploi en France et plus tard dans certains pays étrangers(chine , inde).En plus pour les Indiens,qui ont… Lire plus »
Dan1
Invité

A Futur nuke. “à mon humble avis,ils feraient mieux d’utiliser de l’argon que du CO2 pour le SCE” Oui pour l’aspect neutralité, mais je ne suis pas sûr que l’argon soit un bon caloporteur. Et il faut quand même que les qualités thermiques du fluide intermédiaire ne soit pas trop mauvaise. Et pour les qualités thermiques, le sodium est tout de même pas mal et difficilement remplaçable. On peut notamment l’utiliser à la pression atmosphérique sous forme liquide de 100 à 800°C et il conduit très bien la chaleur.

Futur nuke
Invité

le sodium est tout de même pas mal et difficilement remplaçable. Attention,pas de malentendu,il ne s’agit pas de remplacer le sodium. L’argon remplace juste le CO2 dans le système de conversion d’énergie(SCE)sodium-gaz. Pour savoir si l’argon peut être aussi bon caloporteur (ou meilleur) que le CO2,il faudra faire des tests.pour l’instant le SCE utilisera de l’azote,selon l’article,d’après Olivier Gastaldi – Chef du projet Technologies Sodium au CEA de Cadarache.

Herve
Invité

Par contre il me semble que sur SPX, les 4GV étaient à l’extérieur du batiment réacteurs. En cas de souci, des ouies de sécurité devaient sauter… Je ne sais pas s’il y a une si grande différence de sécurité. D’autant plus qu’aux niveaux de pression de l’azote à ces températures, le risque de rupture doit être plus important. Mais faut bien changer qq chose, si on devait refaire SPX à l’identique ça ferait desordre. Le sodium fait peur, mais compte tenu de la conception de SPX, ce n’était peut être pas tant risqué que ça, comparativement aux PWR.

Dan1
Invité

“Le sodium fait peur” Non ça dépend de sa couleur : le vert est sans danger : Quand il s’agit d’énorme batterie au sodium pour soutenir l’éolien, personne n’a peur. C’est comme la radioactivité : la radioactivité “nucléaire” est bien plus dangereuse que les autres ! Et encore une fois la peur n’est jamais définitivement acquise… elle s’entretient.

Futur nuke
Invité
C’est surtout l’eventuelle rencontre du sodium et de l’eau(c’est explosif)qui fait peur.Avec du gaz inerte,azote puis,plus tard argon,le sodium n’explosera pas et ne brulera pas. Autre peur,si un grand incendie de sodium,du circuit primaire,aboutissait à une catastrophe sur le coeur qui balancerait dans l’atmosphere des matières radioactives,plutonium,produits de fission,actinides,etc,L’incendie de sodium jourait le role de dispersant comme le graphite de tchernobyl,l’avait fait en brulant dans l’air, pour les matières radioactives du coeur du réacteur… D’ou la nécéssité de rechercher une sécurité maximale,avec les systèmes de casematages et inertages(à l’azote ou à l’argon selon les volumes) des zones sensibles ou possibles… Lire plus »
Dan1
Invité

“L’argon remplace juste le CO2 dans le système de conversion d’énergie(SCE)sodium-gaz.” Oui nous sommes bien d’accord qu’il ne s’agit que d’un fluide de transfert pour éviter d’avoir à gérer la cohabitation trop rapprochée de l’eau et du sodium.

Dan1
Invité

Ce que j’ai écrit est ambigu. En fait, ce qui est retenu pour ASTRID, c’est une cuve de sodium avec un échangeur sodium-sodium interne. Le sodium “secondaire” arrive dans un échangeur externe où il communique sa chaleur au fluide qui alimente la turbine. C’est donc ce fluide “tertiaire” qui est à définir : eau, gaz ? Donc si c’est de l’azote ou de l’argon ou du CO2, il n’y aura pas d’eau.

Dan1
Invité

ça, ça me paraît plus parlant :

Herve
Invité
Et les deux circuits de sodium étaient déja présents sur SPX. En fait , au contact avec l’eau, le sodium lui pique son oxygène, il reste l’hydrogène qui peut aller se recombiner avec l’air et péter. C’est pourquoi ils avaient placé les GV à l’extérieur du batiment réacteur et des dispositifs détectaient dés le commencement de la fuite pour isoler le GV concerné. Il me semble qu’ils ont eu des incident de ce type sur phenix, mais il n’y a pas eu de consequences, c’est resté confiné dans les circuits. Si ça devait tourner plus mal, les echangeurs se seraient… Lire plus »
Pierrotb001
Invité

En tant que contribuable français je ne veux pas payer 1€ de plus pour ce projet nucléaire ! Le nucléaire est la technologie qui se développe la moins vite au niveau mondial. Elle est même en régression par habitant par rapport aux technologies solar, wind et de stockage H2. Cherchez l’erreur du déficit de notre Etat. A+

Paulodvt
Invité
En tant que contribuable français… Moi,je veux,très volontiers,payer,les euros de plus,nécessaire pour ce projet nucléaire ! Le nucléaire est une énergie et technologie d’avenir,la dessus Montebourg a entièrement raison. Ceux qui ne sont pas d’accord n’ont qu’à proposer un vrai référendum : CHICHE!!! Peu importe ceux qui nous sortent les sondages douteux qui prétendent que les Français veulent sortir entièrement de l’électronucléaire. Qu’on fasse un vrai référendum à ce sujet, car je suis absolument certain,malgré les sondages douteux et truqués demandés par des assocs antinucléaires que les Français se prononceront pour rester dans le nucléaire et aussi pour le projet… Lire plus »
sunny
Invité
Chiche! Idée très intéressante. Selon moi, un référendum sur les conditions de la transition énergétique est indispensable. Parce que pour l’instant on ne lui a pas trop demandé son avis, au peuple français. Expliquez que la transition énergétique, c’est techniquement possible, mais que cela va coûter autant. Mais en échange cela va créer des emplois et cela va également permettre aux français de gagner des parts de marché à l’international. Il faudra aussi expliquer que la transition énergétique nécessitera de moderniser (et il en a besoin) nos infrastructures électriques et que ces investissements auront également un coût. Des études sérieuses… Lire plus »
Paulodvt
Invité

Mais tout à fait : Des grandes études sérieuses et impartiales peuvent être menées. Et les français choisiront vraiment,alors,en connaissance de cause. Bon,maintenant: Comment réussir à convaincre l’équipe au pouvoir,Hollande-Valls,de réaliser enfin un vrai débat national,le plus sérieux,rigoureux et impartial possible,pour aboutir enfin à un grand référendum qui permettra alors trancher cette question cruciale pour l’avenir ?? That is the question !!!

Herve
Invité

L’allemagne pour avoir basculé 15% du nuke vers les ENR a fait Prix X2. Chez nous les ordres de grandeur, c’est: 50%ENR, Facture X2 100% ENR, Facture X5 Le Choix va être trés vite fait! d’autant plus que à X5, même les écolos ne le sont plus vraiment….

Herve
Invité
Je vois pourtant mal l’électricité faire X2 si en France nous passons à 50% d’EnR : ça risque de faire beaucoup plus ! Non, pas si tout le monde paye le surcout (y compris les industriels). Faut voir que pas mal de couts ont baissé depuis que les allemands ont lancé leur programme. On a 3 régimes de vent different ce qui est plus favorable a l’éolien que eux, et c’est l’eolien onshore qui sera le plus gros contributeur. Ne pas oublier non plus que notre hydraulique qui emmene aussi quelques avantages substanciels. Les surcouts se répartiront entre le supplement… Lire plus »
Dan1
Invité

A ? “En Allemagne la part du renouvelable est de 36% (chiffre 2012) pour l’énergie primaire, avec la plus grosse partie pour le bois de chauffage d’ailleurs.” En ce qui concerne le mix énergétique (énergie finale) qui est l’enjeu global, rappelons que la France et l’Allemagne font jeu égal avec un peu moins de 90% de FOSSILE + FISSILE. Il ne faut pas se focaliser que sur l’électricité.

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