énergie Avenir du nucléaire civil en France et dans le monde ?

[collectionneur]

Peut-être un espoir d'exportation pour des centrales nucléaires en Afrique dans les décennies à venir alors qu'actuellement seul l'Afrique du Sud a des réacteurs pour la production d'électricité a moins que la Chine ne rafle la mise :

https://amp.rfi.fr/fr/afrique/20180910-afrique-lance-energie-atomique-nucleaire

[WizardOfLinn]

 

On risque d'avoir du mal à vendre nos bouilloires à 1600 MW en Afrique. A la rigueur en Afrique du sud, et encore. Aussi bien pour des raisons techniques que politiques (l'Egypte, par exemple, se tournerait plus volontiers vers la technologie russe).
Et dans beaucoup de pays, il y un problème d'infrastructures de transport de l'électricité pour écouler une telle puissance.
Sans compter la question du financement.
Par contre, les chinois pourraient faire un tabac avec leur réacteur à galets HTR-PM  modulaire de 200 MWe, de maintenance plus simple, et qui a également de bonnes caractéristiques de sécurité.

 

 

[Delbareth]

il y a une heure, WizardOfLinn a dit :

Par contre, les chinois pourraient faire un tabac avec leur réacteur à galets HTR-PM  modulaire de 200 MWe, de maintenance plus simple, et qui a également de bonnes caractéristiques de sécurité.

Ce qui n'est pas une nouvelle fantastique pour ce qui concerne l'économie de ressource.

En effet, pour fonctionner un réacteur doit pouvoir être critique, ce qui requiert une certaine quantité de matière fissile. Plus il y a de matière "inerte", typiquement l'238U, et plus ça capture de neutrons et plus il faut de masse d'uranium (235 et 238) pour obtenir la criticité. A l'extrême, la masse critique d'une boule d'235U pur avec de l'eau autour est de l'ordre de 10 kilogramme seulement.

Une fois la criticité obtenue, on peut faire fonctionner le réacteur à haut flux (haute puissance) ou bas flux (basse puissance). Or le HTR-PM est typiquement un réacteur de petit flux, avec une faible puissance totale, et qui permet d'user très doucement le combustible. Ca facilite considérablement la maintenance. On peut même imaginer des réacteurs qu'on n'ouvre pas pendant 30 ans.

Du coup, on investi X tonnes d'235U pour le réacteur, et on obtient avec une P MW électrique, avec donc un "rendement d'économie de matière fissile" (=P/X). Le problème c'est qu'il ne reste pas une quantité phénoménale d'235U dans la nature, hors eau de mer, donc construire des réacteurs peu économe en ressource c'est dommage.

 

Avec une recherche rapide, je n'ai pas trouvé la masse d'Uranium nécessaire pour le démarrage du bousin, je sais juste qu'il y a un enrichissement de 8.6%, ce qui est plus qu'un REP classique (3.5%) mais bon ça va pas chercher très loin non plus.

[WizardOfLinn]

il y a 37 minutes, Delbareth a dit :

Ce qui n'est pas une nouvelle fantastique pour ce qui concerne l'économie de ressource.

En effet, pour fonctionner un réacteur doit pouvoir être critique, ce qui requiert une certaine quantité de matière fissile. Plus il y a de matière "inerte", typiquement l'238U, et plus ça capture de neutrons et plus il faut de masse d'uranium (235 et 238) pour obtenir la criticité. A l'extrême, la masse critique d'une boule d'235U pur avec de l'eau autour est de l'ordre de 10 kilogramme seulement.

Une fois la criticité obtenue, on peut faire fonctionner le réacteur à haut flux (haute puissance) ou bas flux (basse puissance). Or le HTR-PM est typiquement un réacteur de petit flux, avec une faible puissance totale, et qui permet d'user très doucement le combustible. Ca facilite considérablement la maintenance. On peut même imaginer des réacteurs qu'on n'ouvre pas pendant 30 ans.

Du coup, on investi X tonnes d'235U pour le réacteur, et on obtient avec une P MW électrique, avec donc un "rendement d'économie de matière fissile" (=P/X). Le problème c'est qu'il ne reste pas une quantité phénoménale d'235U dans la nature, hors eau de mer, donc construire des réacteurs peu économe en ressource c'est dommage.

 

Avec une recherche rapide, je n'ai pas trouvé la masse d'Uranium nécessaire pour le démarrage du bousin, je sais juste qu'il y a un enrichissement de 8.6%, ce qui est plus qu'un REP classique (3.5%) mais bon ça va pas chercher très loin non plus.

La forme de combustible (TRISO) permet un taux de combustion plus élevé que les REP.
Par ailleurs, il y a même eu un réacteur de ce type utilisant des galets de thorium, donc surgénérateur (en Allemagne, dans les années 80. 300 MWe).
Pour ce qui est de la maintenance, en fonctionnement normal, il n'y a pas vraiment d'arrêt pour chargement/déchargement de combustible : les galets circulent en permanence dans le réacteur, le taux de combustion d'un galet sortant du réacteur est testé, et en fonction du résultat, le galet est réintroduit dans le réacteur ou envoyé en stockage de déchets.
Par contre, le retraitement serait plus pénible, ces galets sont justement conçus pour être une robuste barrière de confinement.

L'Afrique du Sud a eu un programme de recherche assez ambitieux sur ce type de réacteur il y a une quinzaine d'années, le PBMR, même techniquement plus ambitieux que la version chinoise. Finalement, le développement sud-africain a avorté, alors que le développement chinois est allé jusqu'au bout.

C'est sur que ce n'est pas aussi bon qu'un vrai surgénérateur, mais ça devrait quand même être un peu meilleur que les REP, en utilisation de ressource.

Mais l'argument de vente de ce type de réacteur est surtout la simplification de la maintenance, la sécurité, et la modularité par conception.

 

 

 

 

 

[c seven]

Il y a 2 heures, WizardOfLinn a dit :

La forme de combustible (TRISO) permet un taux de combustion plus élevé que les REP.
Par ailleurs, il y a même eu un réacteur de ce type utilisant des galets de thorium, donc surgénérateur (en Allemagne, dans les années 80. 300 MWe).
Pour ce qui est de la maintenance, en fonctionnement normal, il n'y a pas vraiment d'arrêt pour chargement/déchargement de combustible : les galets circulent en permanence dans le réacteur, le taux de combustion d'un galet sortant du réacteur est testé, et en fonction du résultat, le galet est réintroduit dans le réacteur ou envoyé en stockage de déchets.
Par contre, le retraitement serait plus pénible, ces galets sont justement conçus pour être une robuste barrière de confinement.

L'Afrique du Sud a eu un programme de recherche assez ambitieux sur ce type de réacteur il y a une quinzaine d'années, le PBMR, même techniquement plus ambitieux que la version chinoise. Finalement, le développement sud-africain a avorté, alors que le développement chinois est allé jusqu'au bout.

C'est sur que ce n'est pas aussi bon qu'un vrai surgénérateur, mais ça devrait quand même être un peu meilleur que les REP, en utilisation de ressource.

Mais l'argument de vente de ce type de réacteur est surtout la simplification de la maintenance, la sécurité, et la modularité par conception.

 

 

Il est fortement regrétable que la France n'ai pas développé ce type de réacteur "pile" qui sont quazi scellé avec une durée de vie de 20-30 ans et une maintenance proche de zero.

Je sais que dans la 4G il y a un tel réacteur au plomb encore plus simplifié. Mais ce sont les russes qui sont sur le coup.

Modifié le 17 septembre 2018 par c seven

[WizardOfLinn]

 

Je pense que le HTR-PM est conçu pour une durée de vie bien plus longue.

Présentation récente ici :

https://www.gen-4.org/gif/upload/docs/application/pdf/2018-02/gif_webinar_htr-pm_dong_201801v2_final.pdf
 

On peut voir en page 9 le mode de chargement du combustible : les galets sont introduits en continu en haut du réacteur et déchargés en bas après traversée du coeur.
On peut voir en page 13 le "cycle de vie" d'un galet.

 

[Delbareth]

il y a 19 minutes, c seven a dit :

Il est fortement regrétable que la France n'ai pas développé ce type de réacteur "pile" qui sont quazi scellé avec une durée de vie de 20-30 ans et une maintenance proche de zero.

Je sais que dans la 4G il y a un tel réacteur au plomb encore plus simplifié. Mais ce sont les russes qui sont sur le coup.

Houlaaa... Ici comme ailleurs il faut se méfier des y-a-ka. La mise au point de ces réacteurs est loin d'être aussi simple. En particulier parcequ'il n'y a pas UNE configuration de coeur comme on peut l'avoir avec des crayons sagement rangés les uns à côté des autres. Ici on a un ensemble de boulet qui s'organise comme ils veulent. Quid de la proportion boulet / moderateur ? Quid de la circulation du caloporteur ? Comment prouver que jamais les boulets de feront des arches qui coinceront l'écoulement ?

Pour ce réacteur je ne sais pas, mais le concept PBMR était entièrement en graphite, ce qui  est asse superbe mais n'est pas trivial à mettre en oeuvre. Le graphite résiste bien à la température, certes, mais quid des chocs, de la propagation de fissures, de la porosité...

Il y a 2 heures, WizardOfLinn a dit :

La forme de combustible (TRISO) permet un taux de combustion plus élevé que les REP.
Par ailleurs, il y a même eu un réacteur de ce type utilisant des galets de thorium, donc surgénérateur (en Allemagne, dans les années 80. 300 MWe).
Pour ce qui est de la maintenance, en fonctionnement normal, il n'y a pas vraiment d'arrêt pour chargement/déchargement de combustible : les galets circulent en permanence dans le réacteur, le taux de combustion d'un galet sortant du réacteur est testé, et en fonction du résultat, le galet est réintroduit dans le réacteur ou envoyé en stockage de déchets.
Par contre, le retraitement serait plus pénible, ces galets sont justement conçus pour être une robuste barrière de confinement.

L'Afrique du Sud a eu un programme de recherche assez ambitieux sur ce type de réacteur il y a une quinzaine d'années, le PBMR, même techniquement plus ambitieux que la version chinoise. Finalement, le développement sud-africain a avorté, alors que le développement chinois est allé jusqu'au bout.

C'est sur que ce n'est pas aussi bon qu'un vrai surgénérateur, mais ça devrait quand même être un peu meilleur que les REP, en utilisation de ressource.

Mais l'argument de vente de ce type de réacteur est surtout la simplification de la maintenance, la sécurité, et la modularité par conception.

Il ne faut pas confondre la quantité d'uranium  frais à apporter pour faire fonctionner le réacteur, et la quantité immobilisée pour le faire démarrer. Même avec un burn-up élevé, ça n'empêche pas d'immobiliser je ne sais combien de centaines de kilo d'235U pour produire 200 malheureux MW. Pour mémoire, pour un REP il faut 1200 kg d'235U pour démarrer et ça produit 900/1400 MW électrique.

De plus, la surgénération en spectre thermique est quand même assez délicate, et uniquement possible en cycle thorium. Et côté fabrication de déchets à longue durée de vie (actinides mineurs), le spectre thermique c'est encore une fois assez moisi !

 

[WizardOfLinn]

il y a 42 minutes, Delbareth a dit :

...

Il ne faut pas confondre la quantité d'uranium  frais à apporter pour faire fonctionner le réacteur, et la quantité immobilisée pour le faire démarrer. Même avec un burn-up élevé, ça n'empêche pas d'immobiliser je ne sais combien de centaines de kilo d'235U pour produire 200 malheureux MW. Pour mémoire, pour un REP il faut 1200 kg d'235U pour démarrer et ça produit 900/1400 MW électrique.

...

 

Je répondais à la première partie de ton message.
En parlant d'économie de ressource, je pensais que tu parlais de l'énergie totale produite par une masse de combustible, pas de la masse à immobiliser au départ pour démarrer (ce qui me parait être un problème un peu mineur pour un réacteur fixe).
Le burn-up élevé de ces réacteurs à TRISO est un avantage pour extraire le maximum d'énergie, pour atteindre un niveau comparable avec les REP, il faut recycler, avec toutes les complications que cela implique.

[Carl]

J'ai appris l'existence de ce concept PBMR il y a une dizaine d'année, et je me souviens que ça m'avait paru vraiment original et intéressant au premier abord. Un cycle continu de boules neuves de combustible (et pas forcément d'uranium) qui entrent et de boules usagées qui sortent, c’est séduisant.

Mais comme souvent, c'est beaucoup moins génial dès qu'on entre dans les détails. J'ai retenu que des boules se fissuraient,  que l’hélium se contaminait petit à petit avec des produits de fission et le graphite du revêtement, qu'une boule cassée pouvait tout bloquer. Et puis au final, est-ce que c'est si pertinent que ça de fonctionner avec un tas de boules (sans trop d'infos sur ce qui se passe au milieu du tas, la partie la plus sollicitée et la moins accessible) plutôt qu'avec les classiques barres de combustibles qu'ont peut facilement sortir et déplacer ?

Une fausse bonne idée à priori vu que les allemands ont abandonné le concept après une longue expérimentation. On sait si les chinois ont fait plus que simplement copier le design qu'ils ont acheté aux allemand ? Est-ce qu'il ont trouvé des solutions aux principaux problèmes et sont prêt à passer en production à grande échelle, ou est-ce que c'est juste un projet sans lendemain qui n'existe que parce que l'état chinois finance la r&d tout azimuth dans le nucléaire ?

 

 

Modifié le 17 septembre 2018 par Carl

[WizardOfLinn]

 

Les allemands ont abandonné le concept juste après la catastrophe de Tchernobyl, alors qu'ils venaient de terminer et démarrer un réacteur de 300 MWe, à échelle industrielle, après avoir détecté une fuite de radioactivité. C'est surtout tombé au mauvais moment.
La construction du réacteur chinois de 200 MWe est presque terminée, et reprend largement la technologie allemande.
Mais ils ont eu le temps d'expérimenter leur propre variante et d'étudier les problèmes sur le HTR-10, entré en service en 2000.

Je vois ce type de réacteur comme un produit d'exportation pour pays en développement. Mais un observateur a aussi fait remarquer que ce réacteur se couplerait bien à des centrales au charbon existantes, en remplacement de la chaudière au charbon (question de compatibilité de T et P de la vapeur produite en sortie du système), ce qui a une importance en Chine avec les niveaux de pollution atteints.

 

[c seven]

Nucléaire 4G: surgénérateur au plomb.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Réacteur_nucléaire_rapide_à_caloporteur_plomb

300MW. Le transfert de chaleur se fait par convection naturelle sans aucune pièce en mouvement.

Il est présenté comme une "pile" scellé sans entretiens ou presque avec une durée de vie de 20-30 ans.

 

[LBP]

Il y a 2 heures, c seven a dit :

Nucléaire 4G: surgénérateur au plomb.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Réacteur_nucléaire_rapide_à_caloporteur_plomb

300MW. Le transfert de chaleur se fait par convection naturelle sans aucune pièce en mouvement.

Il est présenté comme une "pile" scellé sans entretiens ou presque avec une durée de vie de 20-30 ans.

 

C'est du plomb pas du sodium c'est moins dangereux

[Delbareth]

Il y a 19 heures, WizardOfLinn a dit :

En parlant d'économie de ressource, je pensais que tu parlais de l'énergie totale produite par une masse de combustible, pas de la masse à immobiliser au départ pour démarrer (ce qui me parait être un problème un peu mineur pour un réacteur fixe).

Toutafé !

J'étais resté sur le raisonnement habituel des réacteurs rapides, qui eux nécessitent beaucoup de matière fissile et pour lequel ce n'est plus négligeable. Par contre, un spectre thermique pour faire de la surgénération (uniquement Th/233U) pourquoi pas, mais ça produit quand même pas mal de déchets par rapport au même cycle en rapide. Si c'est juste pour faire du thermique sous générateur (comme les REP/EPR/BWR/...) c'est vraiment moyen et c'est pas trop l'idée d'un Génération IV (5 concepts sur 6 étaient rapides).

[WizardOfLinn]

Il y a 4 heures, Delbareth a dit :

Toutafé !

J'étais resté sur le raisonnement habituel des réacteurs rapides, qui eux nécessitent beaucoup de matière fissile et pour lequel ce n'est plus négligeable. Par contre, un spectre thermique pour faire de la surgénération (uniquement Th/233U) pourquoi pas, mais ça produit quand même pas mal de déchets par rapport au même cycle en rapide. Si c'est juste pour faire du thermique sous générateur (comme les REP/EPR/BWR/...) c'est vraiment moyen et c'est pas trop l'idée d'un Génération IV (5 concepts sur 6 étaient rapides).

 

La bonne vocation des HTGR est de produire de la chaleur à haute température à usage industriel, éventuellement jusqu'à la production d'hydrogène par craquage thermique (d'ailleurs, on avait aussi un développement en cours en France, Antares à l'époque d'Areva - pas un réacteur à galets mobiles mais un graphite/hélium).
En développant quand même leur HTR-PM pour la production électrique (on est bien d'accord qu'il y a de bien meilleures solutions en surgénération) , je suppose que les chinois cherchent à adresser à court terme des marchés de niche inaccessibles aux grands REP, et comptent rentabiliser bien avant qu'il y ait de sérieuses tensions sur l'U235.

 

 

[zx]

4 centrales nucléaire menacées par un barrage qui risque de craquer

Jura : le barrage de Vouglans "peut péter instantanément" et inonder l'Ain et le Rhône

https://www.francetvinfo.fr/meteo/inondations/jura-le-barrage-de-vouglans-peut-peter-instantanement-et-inonder-l-ain-et-le-rhone_2947321.html

Modifié le 19 septembre 2018 par zx

[Delbareth]

Il y a 16 heures, zx a dit :

4 centrales nucléaire menacées par un barrage qui risque de craquer

Jura : le barrage de Vouglans "peut péter instantanément" et inonder l'Ain et le Rhône

https://www.francetvinfo.fr/meteo/inondations/jura-le-barrage-de-vouglans-peut-peter-instantanement-et-inonder-l-ain-et-le-rhone_2947321.html

Je dirai que ce reportage est juste une grosse daube qui fait honte au journalisme.

Des chiffres sensationnalistes balancés sans aucun regard critique, des accusations sans aucune preuve de fraude dans le rapport d'EDF, aucune réelle étude d'impact d'une centrale inondée...

Super, EDF a pris 424m de hauteur d'eau du barrage au lieu de 429, ce qui fait 85 millions de m3. Oh mon Dieu !! On oublie que ça va se répartir gentiment sur des dizaines de kilomètre carré, et qu'au final, ces 5m représentent que dalle !

Grouuuumph !

Modifié le 20 septembre 2018 par Delbareth

[Patrick]

Il y a 3 heures, zx a dit :

4 centrales nucléaire menacées par un barrage qui risque de craquer

Jura : le barrage de Vouglans "peut péter instantanément" et inonder l'Ain et le Rhône

C'est mignon... Espérons qu'ils n'entendent jamais parler du barrage de la Girotte en Savoie... 

HS rigolo:

Révélation

 

Celui-là il est bâti au sommet d'un plateau à flanc d'une quasi falaise très riche en ardoise, et le jour où ils ont vidé le lac lors de la construction, il y a des décennies de ça (années 40), toutes les poignées de porte en cuivre de la vallée ont bleuit, l'air étant parfumé d'une odeur nauséabonde de souffre... Laissant planer l'idée selon laquelle une veine naturelle de souffre passerait sous le lac... Ce qui expliquerait sa couleur bizarre, bleu turquoise très clair.
Le So2 n'ayant, on le sait, aucun effet sur l'ardoise...
En 2006 le barrage est passé en observation parce que sa construction tout béton sans armatures métalliques le rend intrinsèquement dangereux, et qu'il y a des fissures et des fuites. Depuis il n'est jamais remonté à son niveau d'exploitation normale, et seule une épaisse couche d'enduit sur ses voutes témoigne des solutions entreprises pour le stabiliser.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Barrage_de_la_Girotte

La construction:
https://www.youtube.com/watch?v=2V1PP8l2dzU

Aaaah, le renouvelable, c'est tellement bien.

Et puis un jour on découvre que les barrages peuvent exploser quand ils sont construits là où il vaudrait mieux pas en fait, si on avait su...

Illustration en images pour les apprentis géologues:

Le lac c'est la tache bleue en forme de pilule à l'est-nord-est d'Hauteluce.

Pas mentionné sur cette carte il se trouverait grosso modo à l'immédiate gauche du "R" de "Roselette" sur ce plan.

Voilà, ça donne envie de bâtir des ouvrages d'art dans un coin pareil, non? Des schistes houillers et des gneiss...

 

 

[WizardOfLinn]

 

La production de ce barrage de Vouglans, d'une puissance de 285 MW, est assez négligeable par rapport à celle des centrales potentiellement menacée.
Si c'est réellement dangereux, il faut donc mettre hors service et vider ce barrage plutôt qu'arrêter les centrales ou même financer de coûteuses mesures de sécurité.

 

[zx]

J'avais entendu à la radio que le veolia  eau était en train de monter un plan d'urgence sur la zone, d'ou la recherche de l'article sur leur site, y en a peut être un qui a fait de l'exagération. franceinfo est généralement sérieux.

Modifié le 20 septembre 2018 par zx

[prof.566]

Ne pas confondre "en un instant" et "d'un instant à l'autre"

[Delbareth]

Pour info, la recherche continue sur les ADS :

http://www.in2p3.fr/recherche/actualites/2018/nouvelle_lancement_belge_MYRRHA.html

[zx]

 

[glitter]

https://www.actu-environnement.com/ae/news/mix-electrique-2060-etude-Ademe-EPR-nucleaire-EnR-32559.php4

Dans une étude sur l'évolution du mix électrique français de 2020 à 2060, l'Ademe prévoit une baisse du coût de l'électricité grâce à un fort développement des renouvelables tandis que la filière EPR se révèle non compétitive.

 

Petit avis perso, la question doit elle rester totalement économique ou alors on met en avant la faible production de CO2 de la filière nucléaire ?

[prof.566]

Très raccourci la conclusion du bonhomme par rapport à ce que dit le rapport... Apartir de 4 EPR ce serait concurrentiel par rappost à l'eolien flottant par exemple.

Modifié le 11 décembre 2018 par prof.566

[herciv]

il y a 26 minutes, glitter a dit :

https://www.actu-environnement.com/ae/news/mix-electrique-2060-etude-Ademe-EPR-nucleaire-EnR-32559.php4

Dans une étude sur l'évolution du mix électrique français de 2020 à 2060, l'Ademe prévoit une baisse du coût de l'électricité grâce à un fort développement des renouvelables tandis que la filière EPR se révèle non compétitive.

 

Petit avis perso, la question doit elle rester totalement économique ou alors on met en avant la faible production de CO2 de la filière nucléaire ?

L'ADEME n' a jamais produit un seul rapport favorable au nucléaire. C'est pourtant la filière la plus économique si on arrête les subventions aux renouvelable. L'éolien en particulier n'est pas viable sans subvention. D'autre part techniquement l'éolien n'est également pas soutenable sans le nucléaire