SlideShare une entreprise Scribd logo
DES PETITES CENTRALES NUCLÉAIRES
MODULAIRES, ÉVENTUELLEMENT
NOMADES : UTOPIE OU AVENIR ?
Bernard Bonin
Commissariat à l’Energie Atomique
Direction de l’Energie Nucléaire
Direction Scientifique
La tendance générale : malgré Fukushima, le nucléaire se développe dans le
monde (on a besoin de toutes les énergies). A l’échelle de la planète, les coups
de frein allemand et japonais sont des mouvements minoritaires.
Avec le renchérissement du prix des hydrocarbures (sauf gaz) et les
préoccupations liées au changement climatique et au gaz à effet de serre, de
nombreux pays (y compris émergents) sont tentés par l’option nucléaire. Quels
réacteurs seront employés?
DES PETITES CENTRALES NUCLÉAIRES MODULAIRES,
ÉVENTUELLEMENT NOMADES : UTOPIE OU AVENIR ?
Réacteurs électrogènes existants : pourquoi sont-ils “gros”?
Petits réacteurs
Historique
Conception
Aspects industriels
Aspects financiers
Utilisation possibles
Perspectives de développement
Les projets dans lemonde
Les projets français
Plan
DES PETITES CENTRALES NUCLÉAIRES MODULAIRES,
ÉVENTUELLEMENT NOMADES : UTOPIE OU AVENIR ?
EVOLUTION DE LA PUISSANCE DES RÉACTEURS À EAU
ÉLECTROGÈNES
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
1980 1990 2010
MWé
La tendance générale : les puissances unitaires croissent
Cependant, on a vu récemment arriver aussi des réacteurs de
moyenne puissance, mieux adaptés aux besoins modérés de certains
pays
Ex : EPR (1650 MWé) → ATMEA (1000 MWé)
Y a t-il une taille optimale pour les réacteurs nucléaires du futur ?
N4 EPR
P4
STRUCTURE DES COÛTS DU NUCLÉAIRE
16.5
5.1
4.3
0.6 2.0
Investissements
Exploitation
Combustible
R&D Exploitant
Taxes
TOTAL = 28.4 € /MWh
Le coût d’investissement est dominant dans le coût du kWh
58%
7%2%
15%
18%
RÉACTEURS ÉLECTROGÈNES ACTUELS : POURQUOI SONT-ILS “GROS”?
Coût du KWé installé en fonction de la puissance : A + B * Puissance 0.7
A = 200 M€ et B = 21.26 (si P est exprimé en MWe)
Variation avec la puissance
0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
3 500
4 000
4 500
5 000
0 500 1000 1500 2000
Puissance (MWe)
Coûtsd'investissements
(M€)
Le coût d’investissement dépend assez peu de la puissance.
→ l’effet de taille favorise les réacteurs de grande puissance.
Ex : le passage de l’AP 600 à l’AP 1000 entraîne un surcoût de 15% à la construction
pour un gain de puissance de 85%.
Réf. H. Safa
UN EXEMPLE DE GROS RÉACTEUR : L’EPR
La taille des réacteurs actuels rend obligatoire leur construction sur site.
Les gros réacteurs sont-ils la seule voie possible pour le développement du
nucléaire?
Construction
de l’EPR
(Olkiluoto,
Finlande,
2009)
LA PHYSIQUE N’INTERDIT PAS LES
RÉACTEURS DE PETITE PUISSANCE
Des réacteurs nomades de petite puissance ont été développés depuis
longtemps pour la propulsion navale (porte-avions, sous-marins, brise-glaces).
C’est même comme cela que les réacteurs à eau ont commencé leur carrière.
Les équations de la neutronique sont (pratiquement) linéaires. Pour
déterminer la puissance d’un réacteur, le concepteur peut jouer sur deux
paramètres principaux :
Choix de la masse de matière fissile
Choix du flux de neutrons.
La puissance maximale extractible d’un coeur est limitée par la densité de
puissance évacuable. Quel que soit le caloporteur, on aurait du mal à évacuer
plus de quelques GW/m3.
LES PETITS RÉACTEURS HTR : LE GERME DES RÉACTEURS MODULAIRES
L’histoire des réacteurs HTR (très résumée)
AVR, Jülich (1966-1988)
GT-MHR (General Atomics),
PBMR (ESKOM) (1995-)
Avec une puissance
réduite, les réacteurs
HTR deviennent
intrinsèquement sûrs.
Avec une turbine à gaz
individuelle, les
réacteurs HTR se
prêtent bien à la
modularisation.
Le premier réacteur HTR modulaire réalisé : HTR-10 (Chine)
First criticality 12/2000
Reactor thermal power MW 10
Primary helium pressure MPa 3
Helium inlet temperature
o
C 250/300
Helium outlet temperature
o
C 700/900
Expériences & Démonstrations
Performances
Simulation d’accidents
Couplage à la turbine à gaz
Applications industrielles
II
HTR10 → HTR-PM (2010)
UNE FLORAISON DE CONCEPTS DE PETITS RÉACTEURS “SMR”
SMR : (Small Modular Reactors) Définition officielle (AIEA) : P<300 MWé
Quelques exemples :
Réacteurs à eau
MPOWER (Babcock) 125 MWé
Nuscale (Babcock) 45 MWé
SMR200 (Westinghouse)
SMART (KAERI, 100 MWé)
HOLTEC
Réacteurs à gaz
PBMR (Westinghouse)
MHTGR, GTMHR (General Atomics)
EM2 (General Atomics)
HTR-PM (Chinergy) (2*105 MWé)
Réacteurs rapides à métaux liquides
Hypérion 25 MW rapide UN fuel, refroidi au Pb Bi
4S (Toshiba)
PRISM (GE Hitachi)
Travelling Wave Reactor (Terra Power)
SSTAR (rapide au plomb, transportable)
Réacteurs à sels fondus
MSR (Fuji)
AVANTAGES/INCONVÉNIENTS DES DIFFÉRENTES FILIÈRES
Réacteurs à
eau
Réacteurs à
gaz (haute
température)
Réacteurs
rapides à
métaux
liquides
LES PETITS RÉACTEURS : UNE VIEILLE IDÉE
Quatre réacteurs de 11 MWé chacun fonctionnent depuis 1976 à la centrale
de co-génération de Bilibino (Sibérie).
Ces réacteurs graphite-eau bouillante produisent à la fois de l’électricité et de
l’eau chaude pour le chauffage urbain, pour un coût inférieur à l’alternative
« combustibles fossiles ».
LES RUSSES CONSTRUISENT DÉJÀ !
Deux petits réacteurs à eau de brise-glaces 2*35 MW (Constructeur : Rosatom)
embarqués
Barge Akademik Lomonosov L = 144 m l = 30 m Double coque,
W = 21 000t.
Démarrage fin 2013, destination Vilyuchinsk (Sibérie)
AKADEMIK LOMONOSOV
Lancement le 30 Juin 2010 à St Pétersbourg
AKADEMIK LOMONOSOV
Une Centrale Nucléaire flottante possède de bons atouts écologiques : il suffit de
l’acheminer sur place, de l’installer puis de la retirer une fois sa période
d’exploitation terminée. Elle ne laisse alors aucune trace dans l’environnement
local.
Fournir de l’électricité et du chauffage urbain à une ville
du grand Nord sibérien
QUELQUES EXEMPLES DE PROJETS DE SMR POUR
EN MONTRER LA VARIÉTÉ : NUSCALE
REP
45 MWé
Construction en
série en usine,
modules
transportés sur
site tout
assemblés
Générateur
de vapeur
intégré dans
la cuve
Refroidissement du
coeur par convection
naturelle
Cuve immergée
QUELQUES EXEMPLES DE PROJETS DE SMR POUR EN
MONTRER LA VARIÉTÉ : RÉACTEURS À EAU :
EX : MPOWER (B ET W)
On simplifie la conception en intégrant le générateur de vapeur dans la cuve
Réacteur enterré
Sûreté passive (le système de refroidissement de secours n’est pas nécessaire)
Durée de construction 3 ans
P=125 MWé
Transport du coeur
préfabriqué sur
site par rail
T cycle = 5 ans
(renouvellement
coeur entier)
Quelques exemples de projets de SMR pour en montrer la variété :
FLEXBLUE
SMR ET RÉACTEURS À EAU : DES RÉACTEURS
SIMPLIFIÉS
Les points communs à tous les concepts :
Sûreté passive
Réacteur enterré
Générateur de vapeur intégré dans la cuve
QUELQUES EXEMPLES DE PROJETS DE SMR POUR EN MONTRER LA
VARIÉTÉ : RÉACTEURS RAPIDES EX : 4S (TOSHIBA- WESTINGHOUSE)
RNR sodium 10 MWé combustible
métallique U-Zr ou U-Pu-Zr
Durée de cycle 30 ans (!)
Conception simplifiée. Pas de
circuit intermédiaire, GV double
paroi
Réflecteurs mobiles pour contrôler
la réactivité du coeur
Réacteur enterré
Sûreté passive
Durée de construction 3 ans
Partenariat pour installer le premier
exemplaire à Galena (Alaska)
Coeur
Pompe
électromagnétique
Echangeurs de chaleur et turbine à vapeur
4S = Super Safe Small and Simple
SMR ET RNR. RÉACTEURS “BATTERIE”
Petits réacteurs et neutrons rapides : une association séduisante.
Neutrons rapides → fort taux de régénération de la matière fissile : les
cycles de renouvellement du combustible peuvent être très longs
→ouverture du coeur tous les 5 à 10 ans, voire 30 ans pour certains
concepts. Cette caractéristique se marie bien avec l’idée de petits
réacteurs éloignés.
Si le coeur est assez petit pour être transporté entier, les opérations de
chargement-déchargement, et de maintenance pourraient être faites en
usine. Pas besoin d’infrastructures locales.
La petite taille des coeurs SMR résout le problème du coefficient de
vidange du RNR sodium.
INTÉRÊT DES PETITS RÉACTEURS
PETITS RÉACTEURS : UNE SÛRETÉ PLUS
FACILE À ASSURER TECHNIQUEMENT
Un rapport surface/volume de coeur important →
Refroidissement efficace
L’évacuation passive de la puissance résiduelle est possible par convection
naturelle : pas besoin de systèmes de refroidissement de secours.
Beaucoup de fuites de neutrons→ coefficient de réactivité négatif en cas de
vidange du caloporteur (intérêt dans le cas de l’option RNR sodium).
Une petite puissance → En cas de fusion du coeur, la quantité de corium
produite serait faible → facile à refroidir, peu de dégâts → peut-être pas besoin
de récupérateur de corium
Ces avantages en matière de sûreté peuvent amener à une conception simplifiée.
AUTORISATIONS ADMINISTRATIVES POUR
CONSTRUIRE ET EXPLOITER LES SMR
DC = design certification
COL= autorisation de construction et d’exploitation
L’appel d’offre américain en cours a abouti à sélectionner deux projets (MPOWER
et NUSCALE), pour financer pour partie sur fonds publics le design et le licensing
de ces deux SMR.
Nous sommes loin du but : la plupart des demandes d’autorisation n’ont
même pas encore été déposées.
ASPECTS INDUSTRIELS
Modularité
Standardisation, effets de série
On peut envisager de mutualiser les infrastructures nucléaires pour
plusieurs modules (ex : manutention, contrôle-commande).
Construire en usine, transporter sur site par camion ou par barge. Que
peut-on gagner avec l’effet de série?
Combien coûterait une voiture construite à l’unité et assemblée sur le
parking?
j7
Diapositive 26
j7 plutot en petite série
jc600271; 10/09/2012
LES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES ET L’EFFET DE SÉRIE
X est le facteur d’apprentissage. La
valeur moyenne industrielle est de 85%
(c'est-à-dire que le coût d’une série est
réduit de 15% à chaque fois que l’on
double la production).
α
=
N
C
C 1
N
2
x
ln
ln−=α
Coût de construction
d’une unité si série de
N unités
Variation avec le nombre de réacteurs (effet de série)
0
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
0 20 40 60 80 100
Nombre d'unités
Coûtsd'investissements
(M€)
-100%
-90%
-80%
-70%
-60%
-50%
-40%
-30%
-20%
-10%
0%
Réf : H. Safa
LES SMR SERONT-ILS COMPÉTITIFS GRÂCE À UN EFFET DE SÉRIE?
Combinaison effet de taille / effet de série
90 000
100 000
110 000
120 000
130 000
140 000
150 000
0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600
Puissance unitaire (Mwe)
Coûttotal(M€)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
Résultat : l’effet de taille l’emporte sur l’effet de série. Les petits réacteurs ne
remplaceront probablement pas les gros pour produire l’électricité en base d’un
pays industrialisé. Mais il reste peut-être des marchés de niche pour les petits
réacteurs.
Réf. H. Safa
j8
Diapositive 28
j8 je pense que le marché ne sera pas qu'un marché de niche
cf le modèle américain qui prend en compte un large déploiement de SMR sur le sol américain et à l'étanger compte tenu des contraintes de réseau mais
aussi et surtout économiques (remplacement notamment des centrales au charbon)
jc600271; 10/09/2012
COÛT DES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES
Comparable au coût d’investissement overnight des grosses unités, mais les
estimations ci-dessous (qui varient d’un facteur 1 à 5) sont probablement irréalistes. On
ne saura pas le coût des SMR si on ne construit pas!
ASPECTS FINANCIERS
Avec les SMR, l’investissement reste prépondérant mais :
Délais de construction réduits (Gain de 10 à 15 % sur les intérêts par la
réduction du temps de construction (3 ans pour un SMR contre 5 à 6 pour un
gros réacteur).
Besoins en capitaux et risques financiers réduits.
Investissement étalé dans le cas de la construction de plusieurs modules sur
le même site.
Intérêts intercalaires réduits.
Début de retour sur investissement relativement rapide.
UTILISATION DES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES
UN MARCHÉ FONDÉ SUR LA FLEXIBILITÉ
Dans les pays où le nucléaire est déjà implanté, on peut mettre plusieurs
modules sur le même site (construits successivement, selon les besoins, avec
mutualisation d’infrastructures comme la manutention ou le contrôle-
commande).
Facilité d’insertion de petits modules dans un réseau électrique, surtout si
celui-ci est de petite taille.
Avec plusieurs modules, on peut faire tourner la maintenance et éviter les
effets néfastes sur le réseau de l’arrêt d’une grosse unité.
Un seul module à la fois dans les endroits isolés (centres urbains de pays en
développement, sites industriels isolés).
UTILISATION DES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES
UN MARCHÉ DE NICHE FONDÉ SUR LA CO-GÉNÉRATION POUR DES
BESOINS URBAINS
Co-génération possible :
électricité-chauffage urbain dans les régions du Nord; (un
réacteur de 200 MWé peut fournir de l’électricité pour une ville
de 100 000 habitants et aussi chauffer la ville (réseau d’eau
chaude, 4 kWth par habitant).
électricité-dessalement d’eau dans les régions du Sud (un
réacteur de 200 MWé peut fournir de l’électricité pour une ville
de 100 000 habitants et dessaler l’eau nécessaire à la ville (50
m3/an et par habitant, 5 kWh/m3).
UTILISATION DES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES
UN MARCHÉ DE NICHE DANS LES PAYS ÉMERGENTS
Les petits réacteurs modulaires ouvrent une possibilité de leasing
dans des pays émergents, surtout s’ils sont nomades : la compagnie
étrangère apporte le réacteur tout construit, l’exploite avec son
personnel et s’occupe de tout, y compris du cycle du combustible. Une
nouvelle forme d’exploitation du nucléaire?
Jusque là, l’exploitation nucléaire était sous le contrôle des états. Un
nouvel exemple de colonialisme industriel? Quid du contrôle de sûreté?
Restera-t-il du ressort des autorités locales?
Raffineries
Extraction de pétrole
Transformation du charbon en hydrocarbures liquides
Pétrochimie
Gaz industriels, en particulier hydrogène
Engrais
Sidérurgie (2 t CO2 / 1 t acier)
Utilisation des petits réacteurs modulaires
Un marché de niche pour des applications industrielles spécifiques
L’INDUSTRIE PÉTROCHIMIQUE BRÛLE UNE PARTIE DE SON PRODUIT DE
BASE POUR FOURNIR DE LA CHALEUR DE PROCÉDÉ…
Bilan des flux dans une raffinerie typique (180 000 barils/jour)
Raffinerie
PRODUITS
RAFFINES :
10 000 000 t/an
Combustion
liquides
Combustion gaz
Brut :
10 550 000 t/an
CO2 : 1 730 000 t/an
RAFFINERIE « PROPRE », AVEC APPORT DE
CHALEUR NUCLÉAIRE
RAFFINERIE
PRODUITS
RAFFINES :
10 000 000 t/an
HTR 500
MWth @
600°C
Combustion gaz
Brut :
10 100 000 t/an
CO2 : 350 000 t/an
Fourniture vapeur HTR :
450 000 t/an de brut économisées
1 380 000 t/an CO2 évitées
Raffineries (50-100)
NOMBRE DE RÉACTEURS MODULAIRES HTR POTENTIELLEMENT
UTILISABLES DANS L’INDUSTRIE PÉTROCHIMIQUE
Engrais / ammoniac (100+)
Petrochimiel (150)
Coal-to-Liquids (100s)
Extraction sables et schistes
bitumineux (200+)
1 Million Tonnes CO2/an évitées pour chaque réacteur de 500 MWth utilisés en remplacement du gaz naturel
PEUT-ON, DOIT-ON METTRE DU NUCLÉAIRE PARTOUT?
Les petits réacteurs multiplient les endroits où le nucléaire pourrait
s’implanter…mais multiplient aussi les endroits à contrôler, y compris
dans des endroits où le contrôle est difficile.
Protection physique, non prolifération : les petits réacteurs ont des
avantages et des inconvénients.
Avantages : peu de manipulations de matières radioactives sur site
→ risques de détournement réduits, mais :
Inconvénients : difficile d’assurer une protection civile efficace sur
des sites nombreux et éloignés. Vulnérabilité face au terrorisme.
LES DIFFICULTÉS
Le coût du kWh des petits réacteurs est probablement élevé. L’effet de
série réussira-il à battre l’effet de taille? Pas évident…
Pour bénéficier d’un effet de série, il faudrait avoir de nombreuses
commandes…qui ne viendront que si la compétitivité économique est
assurée. Les clients potentiels ne se bousculent pas. Comment amorçer
la pompe?
LES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES : UN INTÉRÊT CERTAIN
DANS DE NOMBREUSES PARTIES DU MONDE; DES POLITIQUES EN
FAVEUR DES SMR
“SMRs represent a whole new area where America can regain its leadership role
and export our technology and, as such, they represent a very unique and important
opportunity for us. In particular, the SMRs of light water reactor technology build
upon our expertise from small Navy nuclear reactors and represent a near-term,
high technology growth industry for the U.S.”
— Senator George V. Voinovich (R-OH)
INTÉRÊT INTERNATIONAL POUR LES SMR
• USA : le DOE finance la recherche avec les industriels (450 M$), la NRC prépare
le processus de certification.
• Japon : les industriels s’impliquent (Toshiba, Hitachi).
• Corée : création du consortium KEPCO-KAERI, décision attendue de construction
d’un SMR.
• Chine : 2 protos HTR en construction.
• Russie : On construit déjà des réacteurs industriels!
• France (Avril 2012) : Le Conseil de Politique Nucléaire a suscité le montage d’un
partenariat CEA, AREVA, DCNS, EDF pour un programme d’étude de faisabilité
technico-économique sur 2 ans. 2 voies explorées : SMR terrestres et SMR
embarqués.
Avantage au premier entrant…
CONCLUSION
Il y a une grosse “barrière de potentiel” à franchir avant que les
communautés scientifique, industrielle, financière et politique se
mobilisent conjointement pour déployer les petits réacteurs nucléaires.
Mais si elles y parviennent, le nucléaire civil en sortira transformé.
ANNEXES
DIRECTION DE L'ENERGIE
NUCLÉAIRE
| PAGE 43
UN PETIT RNR-SODIUIM : PRISM
DIRECTION DE L'ENERGIE
NUCLÉAIRE
| PAGE 44
TRAVELING WAVE REACTOR (TERRA POWER)
DIRECTION DE L'ENERGIE
NUCLÉAIRE
| PAGE 45
NUCLÉAIRE : DES PERSPECTIVES CONTRASTÉES DANS LE MONDE
USA
2 +2 New builds
FINLAND
1+2 new reactors
R en
Nuclear
KOREA
5 new builds
INDIA
6 new builds
JAPAN
CHINA
26 new builds
FRANCE
1 new EPR reactor
Taishan1&2 (China) / CGNPC by 2013 & 2014
Germany,
Switzerland
Belgium
Russia
11 New builds
LES RÉACTEURS À NEUTRONS RAPIDES RÉSOLVENT LE PROBLÈME DES
RESSOURCES ET PERMETTENT UN CYCLE DU COMBUSTIBLE PLUS PROPRE
REL 1GWe
Dans les réacteurs rapides, le plutonium est constamment consommé et
régénéré.
Les RNR peuvent aussi brûler les actinides mineurs, évitant ainsi leur
accumulation dans les déchets.
RNR 1GWe
(isogénérateur)
150 t/an Unat 1-2 t/an 238U (U appauvri)
10 t Pu
COGÉNÉRATION ÉLECTRICITÉ-CHAUFFAGE URBAIN
0
500
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
0 50 100 150 200
Exergy(MW)
ElectricEfficiencyηηηη(%)
Temperature (°C)
Efficiency
Exergy
Actuellement, sur un REL, le rendement de
conversion électrique est de 35% (seulement). Le
reste de l’énergie est perdu. La récupérer pour le
chauffage urbain?
On sait maintenant transporter la chaleur basse
température sur de très longues distances.
Certaines villes sont déjà équipées d’un réseau
d’eau chaude
Paramètres principaux : température du
condenseur (gouverne le rendement de
conversion électrique) et diamètre de la
conduite d’eau chaude (gouverne la puissance
de pompage nécessaire pour faire circuler
l’eau)
La chaleur
gaspillée
actuellement par un
réacteur nucléaire
de 1GWé pourrait
chauffer une ville
de 1M d’habitants
Réf : H. Safa, IAEA meeting
Prague, Oct. 2011
COGÉNÉRATION ÉLECTRICITÉ-DESSALEMENT D’EAU DE MER
Le dessalement d’eau de mer : une nécessité
croissante pour les pays du Sud
(besoins pour la ville, et pour l’agriculture). On
attend un triplement de la capacité dans les 10 ans à
venir.
Deux grandes techniques : la distillation (consomme
de la chaleur) et l’osmose inverse (consomme de la
puissance de pompage, c.à.d. de l’électricité).
Possibilité de mixer ces deux techniques. Coût
énergétique : 1 à 4 kWh/m3.
Un réacteur nucléaire de 1GWé pourrait satisfaire les
besoins en électricité et en eau douce d’une ville de
1M habitants (50 m3/habitant et par an). Le coût
énergétique de la production d’eau douce ne
représenterait que quelques % de la production du
réacteur.
8 réacteurs nucléaires japonais font déjà de la
cogénération électricité-dessalement.
Osmose inverse
Schematic of a multi-stage flash desalinator
A – Steam in
B – Seawater in
C – Potable water out
D – Waste out
E – Steam out
F – Heat exchange
G – Condensation collection
H – Brine heater
COGÉNÉRATION ÉLECTRICITÉ-HYDROGÈNE-CHALEUR DE
PROCÉDÉ : APPLICATION À L’INDUSTRIE PÉTROLIÈRE
Une raffinerie de pétrole (10 Mt/an) a besoin
•D’électricité (150 MWé)
•De chaleur (600 MWth)
•D’hydrogène pour la transformation d’hydrocarbures lourds (60 000t/an)
Actuellement, beaucoup de raffineries ont leur propre usine de production
d’électricité (brûlant du pétrole) et d’hydrogène (par craquage du méthane).
Un petit réacteur nucléaire de 1200 MWth peut fournir tout cela, en économisant
des hydrocarbures désormais précieux, et sans produire de CO2.
PEUT-ÊTRE UN MARCHÉ POUR LES PETITS RÉACTEURS?
Réf CUC team, AIEA

Contenu connexe

Similaire à Des petites centrales nucléaires modulaires, éventuellement nomades : utopie ou avenir ?

Conférence TechnoArk 2016 - 05 nordmann
Conférence TechnoArk 2016 - 05 nordmannConférence TechnoArk 2016 - 05 nordmann
Conférence TechnoArk 2016 - 05 nordmann
Laurent Borella
 
05 nordmann
05 nordmann05 nordmann
05 nordmann
TechnoArk
 
La géothermie, une opportunité énergétique ?
La géothermie, une opportunité énergétique ?La géothermie, une opportunité énergétique ?
La géothermie, une opportunité énergétique ?
LIEGE CREATIVE
 
Présentation francaise cvh technologie s 2010
Présentation francaise cvh technologie s 2010Présentation francaise cvh technologie s 2010
Présentation francaise cvh technologie s 2010EUROPAGES
 
Guide ademe Energie éolienne
Guide ademe Energie éolienneGuide ademe Energie éolienne
Guide ademe Energie éolienne
Build Green
 
Teaser ogres v 1202
Teaser ogres v 1202Teaser ogres v 1202
Teaser ogres v 1202
Fabian Huguet
 
GT Géothermie dans les hôpitaux
GT Géothermie dans les hôpitauxGT Géothermie dans les hôpitaux
GT Géothermie dans les hôpitaux
Cluster TWEED
 
GT Géothermie dans les hôpitaux
GT Géothermie dans les hôpitauxGT Géothermie dans les hôpitaux
GT Géothermie dans les hôpitaux
Cluster TWEED
 
Le stockage d'énergie, un incontournable au plein déploiement des énergies re...
Le stockage d'énergie, un incontournable au plein déploiement des énergies re...Le stockage d'énergie, un incontournable au plein déploiement des énergies re...
Le stockage d'énergie, un incontournable au plein déploiement des énergies re...
Michael Willemot, Msc, MBA
 
Contribution à la conception d’un réacteur de petite taille (SMR) de 4ème gén...
Contribution à la conception d’un réacteur de petite taille (SMR) de 4ème gén...Contribution à la conception d’un réacteur de petite taille (SMR) de 4ème gén...
Contribution à la conception d’un réacteur de petite taille (SMR) de 4ème gén...
Thomas Ferracci
 
140930 Présentation IMN groupe stockage d'energie
140930 Présentation IMN groupe stockage d'energie140930 Présentation IMN groupe stockage d'energie
140930 Présentation IMN groupe stockage d'energie
Interconsulaire 909
 
Le stockage d'énergie par Leclanché
Le stockage d'énergie par LeclanchéLe stockage d'énergie par Leclanché
Le stockage d'énergie par Leclanché
Thearkvalais
 
TPE hydroelectricité (turgot 2010)
TPE hydroelectricité (turgot 2010)TPE hydroelectricité (turgot 2010)
TPE hydroelectricité (turgot 2010)
team tpe
 
Pb acid VF.pptx
Pb acid VF.pptxPb acid VF.pptx
Pb acid VF.pptx
AhmedAslaoui
 
Energie Electrique Eleve
Energie Electrique EleveEnergie Electrique Eleve
Energie Electrique Eleveyouri59490
 
dimensionnement pv - Energies Renouvelables
dimensionnement pv - Energies Renouvelablesdimensionnement pv - Energies Renouvelables
dimensionnement pv - Energies Renouvelables
Mounsif Merrouni
 
Confconcentration2010 (1)
Confconcentration2010 (1)Confconcentration2010 (1)
Confconcentration2010 (1)
Kahina Dahmani
 

Similaire à Des petites centrales nucléaires modulaires, éventuellement nomades : utopie ou avenir ? (20)

Présentation_ANDRA
Présentation_ANDRAPrésentation_ANDRA
Présentation_ANDRA
 
Après fukushima
Après fukushimaAprès fukushima
Après fukushima
 
Revue abb 2 11 72dpi
Revue abb 2 11 72dpiRevue abb 2 11 72dpi
Revue abb 2 11 72dpi
 
Conférence TechnoArk 2016 - 05 nordmann
Conférence TechnoArk 2016 - 05 nordmannConférence TechnoArk 2016 - 05 nordmann
Conférence TechnoArk 2016 - 05 nordmann
 
05 nordmann
05 nordmann05 nordmann
05 nordmann
 
La géothermie, une opportunité énergétique ?
La géothermie, une opportunité énergétique ?La géothermie, une opportunité énergétique ?
La géothermie, une opportunité énergétique ?
 
Présentation francaise cvh technologie s 2010
Présentation francaise cvh technologie s 2010Présentation francaise cvh technologie s 2010
Présentation francaise cvh technologie s 2010
 
Guide ademe Energie éolienne
Guide ademe Energie éolienneGuide ademe Energie éolienne
Guide ademe Energie éolienne
 
Teaser ogres v 1202
Teaser ogres v 1202Teaser ogres v 1202
Teaser ogres v 1202
 
GT Géothermie dans les hôpitaux
GT Géothermie dans les hôpitauxGT Géothermie dans les hôpitaux
GT Géothermie dans les hôpitaux
 
GT Géothermie dans les hôpitaux
GT Géothermie dans les hôpitauxGT Géothermie dans les hôpitaux
GT Géothermie dans les hôpitaux
 
Le stockage d'énergie, un incontournable au plein déploiement des énergies re...
Le stockage d'énergie, un incontournable au plein déploiement des énergies re...Le stockage d'énergie, un incontournable au plein déploiement des énergies re...
Le stockage d'énergie, un incontournable au plein déploiement des énergies re...
 
Contribution à la conception d’un réacteur de petite taille (SMR) de 4ème gén...
Contribution à la conception d’un réacteur de petite taille (SMR) de 4ème gén...Contribution à la conception d’un réacteur de petite taille (SMR) de 4ème gén...
Contribution à la conception d’un réacteur de petite taille (SMR) de 4ème gén...
 
140930 Présentation IMN groupe stockage d'energie
140930 Présentation IMN groupe stockage d'energie140930 Présentation IMN groupe stockage d'energie
140930 Présentation IMN groupe stockage d'energie
 
Le stockage d'énergie par Leclanché
Le stockage d'énergie par LeclanchéLe stockage d'énergie par Leclanché
Le stockage d'énergie par Leclanché
 
TPE hydroelectricité (turgot 2010)
TPE hydroelectricité (turgot 2010)TPE hydroelectricité (turgot 2010)
TPE hydroelectricité (turgot 2010)
 
Pb acid VF.pptx
Pb acid VF.pptxPb acid VF.pptx
Pb acid VF.pptx
 
Energie Electrique Eleve
Energie Electrique EleveEnergie Electrique Eleve
Energie Electrique Eleve
 
dimensionnement pv - Energies Renouvelables
dimensionnement pv - Energies Renouvelablesdimensionnement pv - Energies Renouvelables
dimensionnement pv - Energies Renouvelables
 
Confconcentration2010 (1)
Confconcentration2010 (1)Confconcentration2010 (1)
Confconcentration2010 (1)
 

Plus de Société Française d'Energie Nucléaire

Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Gestion des déchets radioactifs
Gestion des déchets radioactifsGestion des déchets radioactifs
Gestion des déchets radioactifs
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Cadre réglementaire du démantèlement
Cadre réglementaire du démantèlementCadre réglementaire du démantèlement
Cadre réglementaire du démantèlement
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Pour un nucléaire "durable"
Pour un nucléaire "durable"Pour un nucléaire "durable"
Pour un nucléaire "durable"
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Compte-rendu du Colloque SFEN/PACA du 5 avril 2014
Compte-rendu du Colloque SFEN/PACA du 5 avril 2014Compte-rendu du Colloque SFEN/PACA du 5 avril 2014
Compte-rendu du Colloque SFEN/PACA du 5 avril 2014
Société Française d'Energie Nucléaire
 
The Future of Nuclear Power after Fukushima
The Future of Nuclear Power after FukushimaThe Future of Nuclear Power after Fukushima
The Future of Nuclear Power after Fukushima
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Current IssuesDOE's Nuclear Energy Programs
Current IssuesDOE's Nuclear Energy ProgramsCurrent IssuesDOE's Nuclear Energy Programs
Current IssuesDOE's Nuclear Energy Programs
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Le thorium comme combustible nucléaire : entre mythes et réalités
Le thorium comme combustible nucléaire : entre mythes et réalitésLe thorium comme combustible nucléaire : entre mythes et réalités
Le thorium comme combustible nucléaire : entre mythes et réalités
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Newsletter WiN France
Newsletter WiN France Newsletter WiN France
Nuclear for climate
Nuclear for climateNuclear for climate
ICAPP 2015 : LES EXPERTS MONDIAUX DU NUCLEAIRE SE RETROUVENT A NICE
ICAPP 2015 : LES EXPERTS MONDIAUX DU NUCLEAIRE SE RETROUVENT A NICEICAPP 2015 : LES EXPERTS MONDIAUX DU NUCLEAIRE SE RETROUVENT A NICE
ICAPP 2015 : LES EXPERTS MONDIAUX DU NUCLEAIRE SE RETROUVENT A NICE
Société Française d'Energie Nucléaire
 
"Quelles énergies pour demain ? Le défi de la Transition énergétique" - Collo...
"Quelles énergies pour demain ? Le défi de la Transition énergétique" - Collo..."Quelles énergies pour demain ? Le défi de la Transition énergétique" - Collo...
"Quelles énergies pour demain ? Le défi de la Transition énergétique" - Collo...
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Prospective énergétique et gouvernance multi-échelles des politiques énergie-...
Prospective énergétique et gouvernance multi-échelles des politiques énergie-...Prospective énergétique et gouvernance multi-échelles des politiques énergie-...
Prospective énergétique et gouvernance multi-échelles des politiques énergie-...
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Nuclear and Climate - Position paper - SFEN
Nuclear and Climate - Position paper - SFENNuclear and Climate - Position paper - SFEN
Nuclear and Climate - Position paper - SFEN
Société Française d'Energie Nucléaire
 
[Dossier] Fukushima 2015 : état des lieux et perspectives - SFEN
[Dossier] Fukushima 2015 : état des lieux et perspectives - SFEN [Dossier] Fukushima 2015 : état des lieux et perspectives - SFEN
[Dossier] Fukushima 2015 : état des lieux et perspectives - SFEN
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Nucléaire : les déclarations de Mme Royal ouvrent de nouvelles perspectives
Nucléaire : les déclarations de Mme Royal ouvrent de nouvelles perspectivesNucléaire : les déclarations de Mme Royal ouvrent de nouvelles perspectives
Nucléaire : les déclarations de Mme Royal ouvrent de nouvelles perspectives
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Nuclear For Climate : la communauté nucléaire internationale se mobilise pour...
Nuclear For Climate : la communauté nucléaire internationale se mobilise pour...Nuclear For Climate : la communauté nucléaire internationale se mobilise pour...
Nuclear For Climate : la communauté nucléaire internationale se mobilise pour...
Société Française d'Energie Nucléaire
 
Les membres et les salaries de la Société Français d’Energie Nucléaire renden...
Les membres et les salaries de la Société Français d’Energie Nucléaire renden...Les membres et les salaries de la Société Français d’Energie Nucléaire renden...
Les membres et les salaries de la Société Français d’Energie Nucléaire renden...
Société Française d'Energie Nucléaire
 

Plus de Société Française d'Energie Nucléaire (20)

Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
 
Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
Etat de la Recherche & Développement sur le stockage géologique de déchets ra...
 
Gestion des déchets radioactifs
Gestion des déchets radioactifsGestion des déchets radioactifs
Gestion des déchets radioactifs
 
Cadre réglementaire du démantèlement
Cadre réglementaire du démantèlementCadre réglementaire du démantèlement
Cadre réglementaire du démantèlement
 
Pour un nucléaire "durable"
Pour un nucléaire "durable"Pour un nucléaire "durable"
Pour un nucléaire "durable"
 
Compte-rendu du Colloque SFEN/PACA du 5 avril 2014
Compte-rendu du Colloque SFEN/PACA du 5 avril 2014Compte-rendu du Colloque SFEN/PACA du 5 avril 2014
Compte-rendu du Colloque SFEN/PACA du 5 avril 2014
 
The Future of Nuclear Power after Fukushima
The Future of Nuclear Power after FukushimaThe Future of Nuclear Power after Fukushima
The Future of Nuclear Power after Fukushima
 
Current IssuesDOE's Nuclear Energy Programs
Current IssuesDOE's Nuclear Energy ProgramsCurrent IssuesDOE's Nuclear Energy Programs
Current IssuesDOE's Nuclear Energy Programs
 
Le thorium comme combustible nucléaire : entre mythes et réalités
Le thorium comme combustible nucléaire : entre mythes et réalitésLe thorium comme combustible nucléaire : entre mythes et réalités
Le thorium comme combustible nucléaire : entre mythes et réalités
 
Newsletter WiN France
Newsletter WiN France Newsletter WiN France
Newsletter WiN France
 
Nuclear for climate
Nuclear for climateNuclear for climate
Nuclear for climate
 
ICAPP 2015 : LES EXPERTS MONDIAUX DU NUCLEAIRE SE RETROUVENT A NICE
ICAPP 2015 : LES EXPERTS MONDIAUX DU NUCLEAIRE SE RETROUVENT A NICEICAPP 2015 : LES EXPERTS MONDIAUX DU NUCLEAIRE SE RETROUVENT A NICE
ICAPP 2015 : LES EXPERTS MONDIAUX DU NUCLEAIRE SE RETROUVENT A NICE
 
"Quelles énergies pour demain ? Le défi de la Transition énergétique" - Collo...
"Quelles énergies pour demain ? Le défi de la Transition énergétique" - Collo..."Quelles énergies pour demain ? Le défi de la Transition énergétique" - Collo...
"Quelles énergies pour demain ? Le défi de la Transition énergétique" - Collo...
 
Prospective énergétique et gouvernance multi-échelles des politiques énergie-...
Prospective énergétique et gouvernance multi-échelles des politiques énergie-...Prospective énergétique et gouvernance multi-échelles des politiques énergie-...
Prospective énergétique et gouvernance multi-échelles des politiques énergie-...
 
Nuclear and Climate - Position paper - SFEN
Nuclear and Climate - Position paper - SFENNuclear and Climate - Position paper - SFEN
Nuclear and Climate - Position paper - SFEN
 
[Dossier] Fukushima 2015 : état des lieux et perspectives - SFEN
[Dossier] Fukushima 2015 : état des lieux et perspectives - SFEN [Dossier] Fukushima 2015 : état des lieux et perspectives - SFEN
[Dossier] Fukushima 2015 : état des lieux et perspectives - SFEN
 
Cp rajendra k pachauri 170215
Cp rajendra k pachauri 170215Cp rajendra k pachauri 170215
Cp rajendra k pachauri 170215
 
Nucléaire : les déclarations de Mme Royal ouvrent de nouvelles perspectives
Nucléaire : les déclarations de Mme Royal ouvrent de nouvelles perspectivesNucléaire : les déclarations de Mme Royal ouvrent de nouvelles perspectives
Nucléaire : les déclarations de Mme Royal ouvrent de nouvelles perspectives
 
Nuclear For Climate : la communauté nucléaire internationale se mobilise pour...
Nuclear For Climate : la communauté nucléaire internationale se mobilise pour...Nuclear For Climate : la communauté nucléaire internationale se mobilise pour...
Nuclear For Climate : la communauté nucléaire internationale se mobilise pour...
 
Les membres et les salaries de la Société Français d’Energie Nucléaire renden...
Les membres et les salaries de la Société Français d’Energie Nucléaire renden...Les membres et les salaries de la Société Français d’Energie Nucléaire renden...
Les membres et les salaries de la Société Français d’Energie Nucléaire renden...
 

Dernier

MongoDB in a scale-up: how to get away from a monolithic hell — MongoDB Paris...
MongoDB in a scale-up: how to get away from a monolithic hell — MongoDB Paris...MongoDB in a scale-up: how to get away from a monolithic hell — MongoDB Paris...
MongoDB in a scale-up: how to get away from a monolithic hell — MongoDB Paris...
Horgix
 
Le Comptoir OCTO - Qu’apporte l’analyse de cycle de vie lors d’un audit d’éco...
Le Comptoir OCTO - Qu’apporte l’analyse de cycle de vie lors d’un audit d’éco...Le Comptoir OCTO - Qu’apporte l’analyse de cycle de vie lors d’un audit d’éco...
Le Comptoir OCTO - Qu’apporte l’analyse de cycle de vie lors d’un audit d’éco...
OCTO Technology
 
Ouvrez la porte ou prenez un mur (Agile Tour Genève 2024)
Ouvrez la porte ou prenez un mur (Agile Tour Genève 2024)Ouvrez la porte ou prenez un mur (Agile Tour Genève 2024)
Ouvrez la porte ou prenez un mur (Agile Tour Genève 2024)
Laurent Speyser
 
Les écrans informatiques au fil du temps.pptx
Les écrans informatiques au fil du temps.pptxLes écrans informatiques au fil du temps.pptx
Les écrans informatiques au fil du temps.pptx
abderrahimbourimi
 
PRESENTATION DE L'ACTIVE DIRECTORY SOUS WINDOWS SERVEUR.pptx
PRESENTATION DE L'ACTIVE DIRECTORY SOUS WINDOWS SERVEUR.pptxPRESENTATION DE L'ACTIVE DIRECTORY SOUS WINDOWS SERVEUR.pptx
PRESENTATION DE L'ACTIVE DIRECTORY SOUS WINDOWS SERVEUR.pptx
AlbertSmithTambwe
 
De l'IA comme plagiat à la rédaction d'une « charte IA » à l'université
De l'IA comme plagiat à la rédaction d'une « charte IA » à l'universitéDe l'IA comme plagiat à la rédaction d'une « charte IA » à l'université
De l'IA comme plagiat à la rédaction d'une « charte IA » à l'université
Université de Franche-Comté
 
Le support de présentation des Signaux 2024
Le support de présentation des Signaux 2024Le support de présentation des Signaux 2024
Le support de présentation des Signaux 2024
UNITECBordeaux
 

Dernier (7)

MongoDB in a scale-up: how to get away from a monolithic hell — MongoDB Paris...
MongoDB in a scale-up: how to get away from a monolithic hell — MongoDB Paris...MongoDB in a scale-up: how to get away from a monolithic hell — MongoDB Paris...
MongoDB in a scale-up: how to get away from a monolithic hell — MongoDB Paris...
 
Le Comptoir OCTO - Qu’apporte l’analyse de cycle de vie lors d’un audit d’éco...
Le Comptoir OCTO - Qu’apporte l’analyse de cycle de vie lors d’un audit d’éco...Le Comptoir OCTO - Qu’apporte l’analyse de cycle de vie lors d’un audit d’éco...
Le Comptoir OCTO - Qu’apporte l’analyse de cycle de vie lors d’un audit d’éco...
 
Ouvrez la porte ou prenez un mur (Agile Tour Genève 2024)
Ouvrez la porte ou prenez un mur (Agile Tour Genève 2024)Ouvrez la porte ou prenez un mur (Agile Tour Genève 2024)
Ouvrez la porte ou prenez un mur (Agile Tour Genève 2024)
 
Les écrans informatiques au fil du temps.pptx
Les écrans informatiques au fil du temps.pptxLes écrans informatiques au fil du temps.pptx
Les écrans informatiques au fil du temps.pptx
 
PRESENTATION DE L'ACTIVE DIRECTORY SOUS WINDOWS SERVEUR.pptx
PRESENTATION DE L'ACTIVE DIRECTORY SOUS WINDOWS SERVEUR.pptxPRESENTATION DE L'ACTIVE DIRECTORY SOUS WINDOWS SERVEUR.pptx
PRESENTATION DE L'ACTIVE DIRECTORY SOUS WINDOWS SERVEUR.pptx
 
De l'IA comme plagiat à la rédaction d'une « charte IA » à l'université
De l'IA comme plagiat à la rédaction d'une « charte IA » à l'universitéDe l'IA comme plagiat à la rédaction d'une « charte IA » à l'université
De l'IA comme plagiat à la rédaction d'une « charte IA » à l'université
 
Le support de présentation des Signaux 2024
Le support de présentation des Signaux 2024Le support de présentation des Signaux 2024
Le support de présentation des Signaux 2024
 

Des petites centrales nucléaires modulaires, éventuellement nomades : utopie ou avenir ?

  • 1. DES PETITES CENTRALES NUCLÉAIRES MODULAIRES, ÉVENTUELLEMENT NOMADES : UTOPIE OU AVENIR ? Bernard Bonin Commissariat à l’Energie Atomique Direction de l’Energie Nucléaire Direction Scientifique
  • 2. La tendance générale : malgré Fukushima, le nucléaire se développe dans le monde (on a besoin de toutes les énergies). A l’échelle de la planète, les coups de frein allemand et japonais sont des mouvements minoritaires. Avec le renchérissement du prix des hydrocarbures (sauf gaz) et les préoccupations liées au changement climatique et au gaz à effet de serre, de nombreux pays (y compris émergents) sont tentés par l’option nucléaire. Quels réacteurs seront employés? DES PETITES CENTRALES NUCLÉAIRES MODULAIRES, ÉVENTUELLEMENT NOMADES : UTOPIE OU AVENIR ?
  • 3. Réacteurs électrogènes existants : pourquoi sont-ils “gros”? Petits réacteurs Historique Conception Aspects industriels Aspects financiers Utilisation possibles Perspectives de développement Les projets dans lemonde Les projets français Plan DES PETITES CENTRALES NUCLÉAIRES MODULAIRES, ÉVENTUELLEMENT NOMADES : UTOPIE OU AVENIR ?
  • 4. EVOLUTION DE LA PUISSANCE DES RÉACTEURS À EAU ÉLECTROGÈNES 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 1980 1990 2010 MWé La tendance générale : les puissances unitaires croissent Cependant, on a vu récemment arriver aussi des réacteurs de moyenne puissance, mieux adaptés aux besoins modérés de certains pays Ex : EPR (1650 MWé) → ATMEA (1000 MWé) Y a t-il une taille optimale pour les réacteurs nucléaires du futur ? N4 EPR P4
  • 5. STRUCTURE DES COÛTS DU NUCLÉAIRE 16.5 5.1 4.3 0.6 2.0 Investissements Exploitation Combustible R&D Exploitant Taxes TOTAL = 28.4 € /MWh Le coût d’investissement est dominant dans le coût du kWh 58% 7%2% 15% 18%
  • 6. RÉACTEURS ÉLECTROGÈNES ACTUELS : POURQUOI SONT-ILS “GROS”? Coût du KWé installé en fonction de la puissance : A + B * Puissance 0.7 A = 200 M€ et B = 21.26 (si P est exprimé en MWe) Variation avec la puissance 0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 4 500 5 000 0 500 1000 1500 2000 Puissance (MWe) Coûtsd'investissements (M€) Le coût d’investissement dépend assez peu de la puissance. → l’effet de taille favorise les réacteurs de grande puissance. Ex : le passage de l’AP 600 à l’AP 1000 entraîne un surcoût de 15% à la construction pour un gain de puissance de 85%. Réf. H. Safa
  • 7. UN EXEMPLE DE GROS RÉACTEUR : L’EPR La taille des réacteurs actuels rend obligatoire leur construction sur site. Les gros réacteurs sont-ils la seule voie possible pour le développement du nucléaire? Construction de l’EPR (Olkiluoto, Finlande, 2009)
  • 8. LA PHYSIQUE N’INTERDIT PAS LES RÉACTEURS DE PETITE PUISSANCE Des réacteurs nomades de petite puissance ont été développés depuis longtemps pour la propulsion navale (porte-avions, sous-marins, brise-glaces). C’est même comme cela que les réacteurs à eau ont commencé leur carrière. Les équations de la neutronique sont (pratiquement) linéaires. Pour déterminer la puissance d’un réacteur, le concepteur peut jouer sur deux paramètres principaux : Choix de la masse de matière fissile Choix du flux de neutrons. La puissance maximale extractible d’un coeur est limitée par la densité de puissance évacuable. Quel que soit le caloporteur, on aurait du mal à évacuer plus de quelques GW/m3.
  • 9. LES PETITS RÉACTEURS HTR : LE GERME DES RÉACTEURS MODULAIRES L’histoire des réacteurs HTR (très résumée) AVR, Jülich (1966-1988) GT-MHR (General Atomics), PBMR (ESKOM) (1995-) Avec une puissance réduite, les réacteurs HTR deviennent intrinsèquement sûrs. Avec une turbine à gaz individuelle, les réacteurs HTR se prêtent bien à la modularisation.
  • 10. Le premier réacteur HTR modulaire réalisé : HTR-10 (Chine) First criticality 12/2000 Reactor thermal power MW 10 Primary helium pressure MPa 3 Helium inlet temperature o C 250/300 Helium outlet temperature o C 700/900 Expériences & Démonstrations Performances Simulation d’accidents Couplage à la turbine à gaz Applications industrielles II HTR10 → HTR-PM (2010)
  • 11. UNE FLORAISON DE CONCEPTS DE PETITS RÉACTEURS “SMR” SMR : (Small Modular Reactors) Définition officielle (AIEA) : P<300 MWé Quelques exemples : Réacteurs à eau MPOWER (Babcock) 125 MWé Nuscale (Babcock) 45 MWé SMR200 (Westinghouse) SMART (KAERI, 100 MWé) HOLTEC Réacteurs à gaz PBMR (Westinghouse) MHTGR, GTMHR (General Atomics) EM2 (General Atomics) HTR-PM (Chinergy) (2*105 MWé) Réacteurs rapides à métaux liquides Hypérion 25 MW rapide UN fuel, refroidi au Pb Bi 4S (Toshiba) PRISM (GE Hitachi) Travelling Wave Reactor (Terra Power) SSTAR (rapide au plomb, transportable) Réacteurs à sels fondus MSR (Fuji)
  • 12. AVANTAGES/INCONVÉNIENTS DES DIFFÉRENTES FILIÈRES Réacteurs à eau Réacteurs à gaz (haute température) Réacteurs rapides à métaux liquides
  • 13. LES PETITS RÉACTEURS : UNE VIEILLE IDÉE Quatre réacteurs de 11 MWé chacun fonctionnent depuis 1976 à la centrale de co-génération de Bilibino (Sibérie). Ces réacteurs graphite-eau bouillante produisent à la fois de l’électricité et de l’eau chaude pour le chauffage urbain, pour un coût inférieur à l’alternative « combustibles fossiles ».
  • 14. LES RUSSES CONSTRUISENT DÉJÀ ! Deux petits réacteurs à eau de brise-glaces 2*35 MW (Constructeur : Rosatom) embarqués Barge Akademik Lomonosov L = 144 m l = 30 m Double coque, W = 21 000t. Démarrage fin 2013, destination Vilyuchinsk (Sibérie)
  • 15. AKADEMIK LOMONOSOV Lancement le 30 Juin 2010 à St Pétersbourg
  • 16. AKADEMIK LOMONOSOV Une Centrale Nucléaire flottante possède de bons atouts écologiques : il suffit de l’acheminer sur place, de l’installer puis de la retirer une fois sa période d’exploitation terminée. Elle ne laisse alors aucune trace dans l’environnement local. Fournir de l’électricité et du chauffage urbain à une ville du grand Nord sibérien
  • 17. QUELQUES EXEMPLES DE PROJETS DE SMR POUR EN MONTRER LA VARIÉTÉ : NUSCALE REP 45 MWé Construction en série en usine, modules transportés sur site tout assemblés Générateur de vapeur intégré dans la cuve Refroidissement du coeur par convection naturelle Cuve immergée
  • 18. QUELQUES EXEMPLES DE PROJETS DE SMR POUR EN MONTRER LA VARIÉTÉ : RÉACTEURS À EAU : EX : MPOWER (B ET W) On simplifie la conception en intégrant le générateur de vapeur dans la cuve Réacteur enterré Sûreté passive (le système de refroidissement de secours n’est pas nécessaire) Durée de construction 3 ans P=125 MWé Transport du coeur préfabriqué sur site par rail T cycle = 5 ans (renouvellement coeur entier)
  • 19. Quelques exemples de projets de SMR pour en montrer la variété : FLEXBLUE
  • 20. SMR ET RÉACTEURS À EAU : DES RÉACTEURS SIMPLIFIÉS Les points communs à tous les concepts : Sûreté passive Réacteur enterré Générateur de vapeur intégré dans la cuve
  • 21. QUELQUES EXEMPLES DE PROJETS DE SMR POUR EN MONTRER LA VARIÉTÉ : RÉACTEURS RAPIDES EX : 4S (TOSHIBA- WESTINGHOUSE) RNR sodium 10 MWé combustible métallique U-Zr ou U-Pu-Zr Durée de cycle 30 ans (!) Conception simplifiée. Pas de circuit intermédiaire, GV double paroi Réflecteurs mobiles pour contrôler la réactivité du coeur Réacteur enterré Sûreté passive Durée de construction 3 ans Partenariat pour installer le premier exemplaire à Galena (Alaska) Coeur Pompe électromagnétique Echangeurs de chaleur et turbine à vapeur 4S = Super Safe Small and Simple
  • 22. SMR ET RNR. RÉACTEURS “BATTERIE” Petits réacteurs et neutrons rapides : une association séduisante. Neutrons rapides → fort taux de régénération de la matière fissile : les cycles de renouvellement du combustible peuvent être très longs →ouverture du coeur tous les 5 à 10 ans, voire 30 ans pour certains concepts. Cette caractéristique se marie bien avec l’idée de petits réacteurs éloignés. Si le coeur est assez petit pour être transporté entier, les opérations de chargement-déchargement, et de maintenance pourraient être faites en usine. Pas besoin d’infrastructures locales. La petite taille des coeurs SMR résout le problème du coefficient de vidange du RNR sodium.
  • 23. INTÉRÊT DES PETITS RÉACTEURS
  • 24. PETITS RÉACTEURS : UNE SÛRETÉ PLUS FACILE À ASSURER TECHNIQUEMENT Un rapport surface/volume de coeur important → Refroidissement efficace L’évacuation passive de la puissance résiduelle est possible par convection naturelle : pas besoin de systèmes de refroidissement de secours. Beaucoup de fuites de neutrons→ coefficient de réactivité négatif en cas de vidange du caloporteur (intérêt dans le cas de l’option RNR sodium). Une petite puissance → En cas de fusion du coeur, la quantité de corium produite serait faible → facile à refroidir, peu de dégâts → peut-être pas besoin de récupérateur de corium Ces avantages en matière de sûreté peuvent amener à une conception simplifiée.
  • 25. AUTORISATIONS ADMINISTRATIVES POUR CONSTRUIRE ET EXPLOITER LES SMR DC = design certification COL= autorisation de construction et d’exploitation L’appel d’offre américain en cours a abouti à sélectionner deux projets (MPOWER et NUSCALE), pour financer pour partie sur fonds publics le design et le licensing de ces deux SMR. Nous sommes loin du but : la plupart des demandes d’autorisation n’ont même pas encore été déposées.
  • 26. ASPECTS INDUSTRIELS Modularité Standardisation, effets de série On peut envisager de mutualiser les infrastructures nucléaires pour plusieurs modules (ex : manutention, contrôle-commande). Construire en usine, transporter sur site par camion ou par barge. Que peut-on gagner avec l’effet de série? Combien coûterait une voiture construite à l’unité et assemblée sur le parking? j7
  • 27. Diapositive 26 j7 plutot en petite série jc600271; 10/09/2012
  • 28. LES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES ET L’EFFET DE SÉRIE X est le facteur d’apprentissage. La valeur moyenne industrielle est de 85% (c'est-à-dire que le coût d’une série est réduit de 15% à chaque fois que l’on double la production). α = N C C 1 N 2 x ln ln−=α Coût de construction d’une unité si série de N unités Variation avec le nombre de réacteurs (effet de série) 0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 0 20 40 60 80 100 Nombre d'unités Coûtsd'investissements (M€) -100% -90% -80% -70% -60% -50% -40% -30% -20% -10% 0% Réf : H. Safa
  • 29. LES SMR SERONT-ILS COMPÉTITIFS GRÂCE À UN EFFET DE SÉRIE? Combinaison effet de taille / effet de série 90 000 100 000 110 000 120 000 130 000 140 000 150 000 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 Puissance unitaire (Mwe) Coûttotal(M€) 0% 10% 20% 30% 40% 50% Résultat : l’effet de taille l’emporte sur l’effet de série. Les petits réacteurs ne remplaceront probablement pas les gros pour produire l’électricité en base d’un pays industrialisé. Mais il reste peut-être des marchés de niche pour les petits réacteurs. Réf. H. Safa j8
  • 30. Diapositive 28 j8 je pense que le marché ne sera pas qu'un marché de niche cf le modèle américain qui prend en compte un large déploiement de SMR sur le sol américain et à l'étanger compte tenu des contraintes de réseau mais aussi et surtout économiques (remplacement notamment des centrales au charbon) jc600271; 10/09/2012
  • 31. COÛT DES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES Comparable au coût d’investissement overnight des grosses unités, mais les estimations ci-dessous (qui varient d’un facteur 1 à 5) sont probablement irréalistes. On ne saura pas le coût des SMR si on ne construit pas!
  • 32. ASPECTS FINANCIERS Avec les SMR, l’investissement reste prépondérant mais : Délais de construction réduits (Gain de 10 à 15 % sur les intérêts par la réduction du temps de construction (3 ans pour un SMR contre 5 à 6 pour un gros réacteur). Besoins en capitaux et risques financiers réduits. Investissement étalé dans le cas de la construction de plusieurs modules sur le même site. Intérêts intercalaires réduits. Début de retour sur investissement relativement rapide.
  • 33. UTILISATION DES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES UN MARCHÉ FONDÉ SUR LA FLEXIBILITÉ Dans les pays où le nucléaire est déjà implanté, on peut mettre plusieurs modules sur le même site (construits successivement, selon les besoins, avec mutualisation d’infrastructures comme la manutention ou le contrôle- commande). Facilité d’insertion de petits modules dans un réseau électrique, surtout si celui-ci est de petite taille. Avec plusieurs modules, on peut faire tourner la maintenance et éviter les effets néfastes sur le réseau de l’arrêt d’une grosse unité. Un seul module à la fois dans les endroits isolés (centres urbains de pays en développement, sites industriels isolés).
  • 34. UTILISATION DES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES UN MARCHÉ DE NICHE FONDÉ SUR LA CO-GÉNÉRATION POUR DES BESOINS URBAINS Co-génération possible : électricité-chauffage urbain dans les régions du Nord; (un réacteur de 200 MWé peut fournir de l’électricité pour une ville de 100 000 habitants et aussi chauffer la ville (réseau d’eau chaude, 4 kWth par habitant). électricité-dessalement d’eau dans les régions du Sud (un réacteur de 200 MWé peut fournir de l’électricité pour une ville de 100 000 habitants et dessaler l’eau nécessaire à la ville (50 m3/an et par habitant, 5 kWh/m3).
  • 35. UTILISATION DES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES UN MARCHÉ DE NICHE DANS LES PAYS ÉMERGENTS Les petits réacteurs modulaires ouvrent une possibilité de leasing dans des pays émergents, surtout s’ils sont nomades : la compagnie étrangère apporte le réacteur tout construit, l’exploite avec son personnel et s’occupe de tout, y compris du cycle du combustible. Une nouvelle forme d’exploitation du nucléaire? Jusque là, l’exploitation nucléaire était sous le contrôle des états. Un nouvel exemple de colonialisme industriel? Quid du contrôle de sûreté? Restera-t-il du ressort des autorités locales?
  • 36. Raffineries Extraction de pétrole Transformation du charbon en hydrocarbures liquides Pétrochimie Gaz industriels, en particulier hydrogène Engrais Sidérurgie (2 t CO2 / 1 t acier) Utilisation des petits réacteurs modulaires Un marché de niche pour des applications industrielles spécifiques
  • 37. L’INDUSTRIE PÉTROCHIMIQUE BRÛLE UNE PARTIE DE SON PRODUIT DE BASE POUR FOURNIR DE LA CHALEUR DE PROCÉDÉ… Bilan des flux dans une raffinerie typique (180 000 barils/jour) Raffinerie PRODUITS RAFFINES : 10 000 000 t/an Combustion liquides Combustion gaz Brut : 10 550 000 t/an CO2 : 1 730 000 t/an
  • 38. RAFFINERIE « PROPRE », AVEC APPORT DE CHALEUR NUCLÉAIRE RAFFINERIE PRODUITS RAFFINES : 10 000 000 t/an HTR 500 MWth @ 600°C Combustion gaz Brut : 10 100 000 t/an CO2 : 350 000 t/an Fourniture vapeur HTR : 450 000 t/an de brut économisées 1 380 000 t/an CO2 évitées
  • 39. Raffineries (50-100) NOMBRE DE RÉACTEURS MODULAIRES HTR POTENTIELLEMENT UTILISABLES DANS L’INDUSTRIE PÉTROCHIMIQUE Engrais / ammoniac (100+) Petrochimiel (150) Coal-to-Liquids (100s) Extraction sables et schistes bitumineux (200+) 1 Million Tonnes CO2/an évitées pour chaque réacteur de 500 MWth utilisés en remplacement du gaz naturel
  • 40. PEUT-ON, DOIT-ON METTRE DU NUCLÉAIRE PARTOUT? Les petits réacteurs multiplient les endroits où le nucléaire pourrait s’implanter…mais multiplient aussi les endroits à contrôler, y compris dans des endroits où le contrôle est difficile. Protection physique, non prolifération : les petits réacteurs ont des avantages et des inconvénients. Avantages : peu de manipulations de matières radioactives sur site → risques de détournement réduits, mais : Inconvénients : difficile d’assurer une protection civile efficace sur des sites nombreux et éloignés. Vulnérabilité face au terrorisme.
  • 41. LES DIFFICULTÉS Le coût du kWh des petits réacteurs est probablement élevé. L’effet de série réussira-il à battre l’effet de taille? Pas évident… Pour bénéficier d’un effet de série, il faudrait avoir de nombreuses commandes…qui ne viendront que si la compétitivité économique est assurée. Les clients potentiels ne se bousculent pas. Comment amorçer la pompe?
  • 42. LES PETITS RÉACTEURS MODULAIRES : UN INTÉRÊT CERTAIN DANS DE NOMBREUSES PARTIES DU MONDE; DES POLITIQUES EN FAVEUR DES SMR “SMRs represent a whole new area where America can regain its leadership role and export our technology and, as such, they represent a very unique and important opportunity for us. In particular, the SMRs of light water reactor technology build upon our expertise from small Navy nuclear reactors and represent a near-term, high technology growth industry for the U.S.” — Senator George V. Voinovich (R-OH)
  • 43. INTÉRÊT INTERNATIONAL POUR LES SMR • USA : le DOE finance la recherche avec les industriels (450 M$), la NRC prépare le processus de certification. • Japon : les industriels s’impliquent (Toshiba, Hitachi). • Corée : création du consortium KEPCO-KAERI, décision attendue de construction d’un SMR. • Chine : 2 protos HTR en construction. • Russie : On construit déjà des réacteurs industriels! • France (Avril 2012) : Le Conseil de Politique Nucléaire a suscité le montage d’un partenariat CEA, AREVA, DCNS, EDF pour un programme d’étude de faisabilité technico-économique sur 2 ans. 2 voies explorées : SMR terrestres et SMR embarqués. Avantage au premier entrant…
  • 44. CONCLUSION Il y a une grosse “barrière de potentiel” à franchir avant que les communautés scientifique, industrielle, financière et politique se mobilisent conjointement pour déployer les petits réacteurs nucléaires. Mais si elles y parviennent, le nucléaire civil en sortira transformé.
  • 46. UN PETIT RNR-SODIUIM : PRISM DIRECTION DE L'ENERGIE NUCLÉAIRE | PAGE 44
  • 47. TRAVELING WAVE REACTOR (TERRA POWER) DIRECTION DE L'ENERGIE NUCLÉAIRE | PAGE 45
  • 48. NUCLÉAIRE : DES PERSPECTIVES CONTRASTÉES DANS LE MONDE USA 2 +2 New builds FINLAND 1+2 new reactors R en Nuclear KOREA 5 new builds INDIA 6 new builds JAPAN CHINA 26 new builds FRANCE 1 new EPR reactor Taishan1&2 (China) / CGNPC by 2013 & 2014 Germany, Switzerland Belgium Russia 11 New builds
  • 49. LES RÉACTEURS À NEUTRONS RAPIDES RÉSOLVENT LE PROBLÈME DES RESSOURCES ET PERMETTENT UN CYCLE DU COMBUSTIBLE PLUS PROPRE REL 1GWe Dans les réacteurs rapides, le plutonium est constamment consommé et régénéré. Les RNR peuvent aussi brûler les actinides mineurs, évitant ainsi leur accumulation dans les déchets. RNR 1GWe (isogénérateur) 150 t/an Unat 1-2 t/an 238U (U appauvri) 10 t Pu
  • 50. COGÉNÉRATION ÉLECTRICITÉ-CHAUFFAGE URBAIN 0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 0 50 100 150 200 Exergy(MW) ElectricEfficiencyηηηη(%) Temperature (°C) Efficiency Exergy Actuellement, sur un REL, le rendement de conversion électrique est de 35% (seulement). Le reste de l’énergie est perdu. La récupérer pour le chauffage urbain? On sait maintenant transporter la chaleur basse température sur de très longues distances. Certaines villes sont déjà équipées d’un réseau d’eau chaude Paramètres principaux : température du condenseur (gouverne le rendement de conversion électrique) et diamètre de la conduite d’eau chaude (gouverne la puissance de pompage nécessaire pour faire circuler l’eau) La chaleur gaspillée actuellement par un réacteur nucléaire de 1GWé pourrait chauffer une ville de 1M d’habitants Réf : H. Safa, IAEA meeting Prague, Oct. 2011
  • 51. COGÉNÉRATION ÉLECTRICITÉ-DESSALEMENT D’EAU DE MER Le dessalement d’eau de mer : une nécessité croissante pour les pays du Sud (besoins pour la ville, et pour l’agriculture). On attend un triplement de la capacité dans les 10 ans à venir. Deux grandes techniques : la distillation (consomme de la chaleur) et l’osmose inverse (consomme de la puissance de pompage, c.à.d. de l’électricité). Possibilité de mixer ces deux techniques. Coût énergétique : 1 à 4 kWh/m3. Un réacteur nucléaire de 1GWé pourrait satisfaire les besoins en électricité et en eau douce d’une ville de 1M habitants (50 m3/habitant et par an). Le coût énergétique de la production d’eau douce ne représenterait que quelques % de la production du réacteur. 8 réacteurs nucléaires japonais font déjà de la cogénération électricité-dessalement. Osmose inverse Schematic of a multi-stage flash desalinator A – Steam in B – Seawater in C – Potable water out D – Waste out E – Steam out F – Heat exchange G – Condensation collection H – Brine heater
  • 52. COGÉNÉRATION ÉLECTRICITÉ-HYDROGÈNE-CHALEUR DE PROCÉDÉ : APPLICATION À L’INDUSTRIE PÉTROLIÈRE Une raffinerie de pétrole (10 Mt/an) a besoin •D’électricité (150 MWé) •De chaleur (600 MWth) •D’hydrogène pour la transformation d’hydrocarbures lourds (60 000t/an) Actuellement, beaucoup de raffineries ont leur propre usine de production d’électricité (brûlant du pétrole) et d’hydrogène (par craquage du méthane). Un petit réacteur nucléaire de 1200 MWth peut fournir tout cela, en économisant des hydrocarbures désormais précieux, et sans produire de CO2.
  • 53. PEUT-ÊTRE UN MARCHÉ POUR LES PETITS RÉACTEURS? Réf CUC team, AIEA