source - http://energie.lesverts.fr/article.php3?id_article=8 -

le nucléaire qu’on nous prépare
le nucléaire du futur-les réacteurs à haute température

25 février 2002

Le nucléaire civil, trop cher, trop dangereux est en panne un peu partout dans le monde. Les chercheurs tentent de lui donner un second souffle avec des projets comme les réacteurs à haute température.

Fiche-énergie-006

Titre : Le nucléaire du futur- les réacteurs à haute température (HTR)

Rédacteur : Alain DORANGE

Mise à jour : février 2002

Situation actuelle : Il ne faudrait pas que le marasme actuel sur le marché de la construction des réacteurs nucléaires nous fasse croire un peu vite que la partie est gagnée et que le nucléaire, après un passage à vide, est incapable de rebondir. Plusieurs facteurs expliquent la situation actuelle :
   Le surdimensionnement du parc électronucléaire existant en France qui exporte 65 TWh/an soit la production de 9 à 10 réacteurs.
  L’incapacité des réseaux de transports de nombreux pays de supporter la puissance délivrée par les réacteurs classiques (REP)
   Le gaz, moins polluant que le charbon, relativement bon marché et donnant des rendement élevé dans les turbines à gaz récentes concurrence directement le nucléaire.
   Les coûts d’investissement, les durées d’amortissement, comme les délais très longs pour les études et la construction.
   L’ absence de solution pour le traitement et le stockage des déchets.
   Le risque de dissémination des armes nucléaires.
   Le risque (accident, attentat, conflit armé) que fait courir la présence d’installations nucléaires.

face à ces arguments, des solutions sont recherchées dont certaines sont déjà au stade préindustriel.

  Pour le futur immédiat : l’EPR
  Pour le futur proche : les Réacteurs à Haute Température (HTR) et les Réacteurs à Neutrons Rapides RNR fonctionnant sur le même principe que Superphénix.
  A plus long terme les réacteurs assistés par accélérateur (ADS) et les réacteurs homogènes à sels fondus.

Principe du HTR (High Temperature Reactor)

Le principe est le même que pour un réacteur à fission ordinaire. Le matériau fissile (uranium enrichi ou MOX) est sous forme de microbilles (60mm de diamètre) encapsulées dans une enveloppe de graphite et de carbure de silicium. Ces microbilles sont noyées dans des briques de carbone amorphe qui joue le rôle de ralentisseur. Des trous traversent ces briques pour permettre la circulation du fluide refroidisseur qui est ici de l’hélium gazeux sous pression (50 bars) . C’est la détente de l’hélium dans une turbine à gaz qui produit de l’électricité.

Caractéristiques (en comparaison avec un REP classique)

   La température dans le combustible peut atteindre 2000°C à 2500°C.
   La température de l’hélium sortant du réacteur peut atteindre 1000°C d’où un meilleur rendement thermodynamique de la turbine à gaz (40% au lieu de 33%).
   La haute température du gaz en sortie permet d’envisager en cogénération la production d’hydrogène qui pourrait être stocké et alimenter des piles à combustible.
   L’hélium étant un fluide transportant moins bien la chaleur que l’eaumoins bon fluide caloporteur, il faut une surface de contact plus grande ce qui augmente le volume du réacteur et réduit sa puissance par unité de volume. Ce facteur ajouté à la bonne tenu des microbilles à la température rend inutile un refroidissement à l’arrêt du réacteur.
   L’hélium est peu activé par le flux de neutron.
   Avec de l’uranium enrichi à 20% d’U-235 le réacteur peut fonctionner plusieurs années avec un taux de combustion qui atteindrait 5% (1% dans un REP).
   Le mode de conditionnement en microbilles rend très difficile le recyclage du combustible et son retraitement mais aussi son détournement pour des objectifs militaires.
   C’est un modèle exportable dans des zônes désertiques par sa capacité à fonctionner longtemps sans recharge. Il peut fournir simultanément de l’électricité et de l’eau douce .

Etat actuel des recherches

Des prototypes existent depuis les années 70-80 aux USA (Général Atomics), en Allemagne. D’une puissance de 300 Mwe, ils ont connu des avaries surtout mécaniques et ont été supplantés par les réacteurs à eau légère. Général Atomics avec un consortium japonais-français-russe travaille au projet d’un GTMHR (Gas Turbine Modular High Temperature) de 300MWe. L’Afrique du Sud est associée avec l’Angleterre (BNFL) sur un projet de « réacteur à boulets » de 100Mwe développé par l’Allemagne dans les années 80. La Chine et le japon ont des prototype en fonctionnement de quelques dizaines de MWTh.

Source - http://energie.lesverts.fr/article.php3?id_article=8 -