Les filières de réacteurs nucléaires

Les filières à eau "ordinaire" ou "légère"

Plus des trois quarts du parc des centrales nucléaires en fonctionnement dans le monde sont constitués de réacteurs exploitant les deux filières à eau légère.

Les réacteurs à eau pressurisée

Dans les REP, un pressuriseur maintient l’eau à une pression suffisamment élevée pour l’empêcher de bouillir et la garder sous forme liquide. Cette eau, appelée "eau primaire", n’est pas envoyée directement à la turbine. Elle circule en circuit fermé entre le coeur et le générateur de vapeur (GV). Celui-ci permet la transmission de la chaleur de l’eau primaire vers l’"eau secondaire" qui, elle, entre en ébullition, car sa pression est beaucoup plus faible. C’est la vapeur produite par l’eau secondaire qui est acheminée vers le turboalternateur.

• Les REP sont les plus utilisés dans le monde (66 % du parc actuel en puissance installée) et équipent la totalité du parc électronucléaire français. Celui-ci  est le plus important au monde au regard de la production nationale d’électricité (autour de 80%). L’adoption d’une filière unique lui confère un caractère très homogène. Les améliorations continues dont il bénéficie s’appuient sur le retour d’expérience exceptionnel acquis par AREVA sur les 58 réacteurs en fonctionnement.
• AREVA possède ainsi 40 années d'expérience dans le développement de cette filière et des services associés.
• Le réacteur EPR™, développé par AREVA, est un réacteur à eau sous pression d’une puissance de 1 650 MWe. Ce réacteur de Génération III+ bénéficie d’avancées technologiques qui en font un réacteur de pointe. Il offre une compétitivité et une sûreté accrues, tout en réduisant l'impact environnemental.

Les réacteurs à eau bouillante

Dans les REB, l’eau entre en ébullition et se transforme en vapeur à l’intérieur même de la cuve. Les pompes de recirculation forcent l’eau qui n’a pas été vaporisée à retourner dans le cœur, accélérant le mouvement de la circulation naturelle. La vapeur produite est acheminée directement par des tuyauteries "vapeur" vers le turboalternateur. L’enceinte de confinement empêche la dissémination de produits radioactifs en cas d’endommagement du coeur.

• AREVA a participé au développement de la technologie de Réacteur à Eau Bouillante (REB) via sa filiale allemande, AREVA GmbH, depuis le début des années 1990.
• AREVA propose un nouveau réacteur à eau bouillante d’une puissance de l’ordre de 1 250 MWe, le réacteur KERENA. Il a été développé à la demande d'électriciens allemands, en coopération avec d'autres pays européens. Ce réacteur de Génération III+ offrira le plus haut niveau de sûreté en exploitation.

Les filières à eau lourde et à neutrons rapides

Les réacteurs à eau lourde

Cette filière, qui utilise l’eau lourde comme modérateur, a été surtout développée au Canada avec les réacteurs de type CANDU. L'eau lourde, D₂O, est une combinaison d’oxygène et de deutérium (atome d’hydrogène lourd) par opposition à l’eau ordinaire, H₂0, souvent appelée “eau légère”.

L’intérêt de l’eau lourde est qu’elle absorbe moins les neutrons que l’eau ordinaire, ce qui permet d’utiliser l’uranium naturel comme combustible et de se passer ainsi de l’enrichissement. Les autres propriétés physiques de l’eau lourde étant voisines de celles de l’eau ordinaire, on peut également l’utiliser comme caloporteur.

Les réacteurs à neutrons rapides

Dans ces réacteurs, les neutrons n’ont pas besoin d’être ralentis. Le fluide caloporteur est soit un métal liquide (souvent le sodium) soit un gaz inerte (l’hélium). Leur combustible contient du plutonium, élément artificiel qui, comme l’uranium 235, a la propriété d’être fissile.

La filière des réacteurs à neutrons rapides a essentiellement fait l’objet d’expérimentations industrielles. Elle constitue le socle des développements des réacteurs de prochaine génération, à l’horizon 2040.