LES PREMIERS RÉACTEURS NUCLÉAIRES

On l’a bien compris en examinant leur fonctionnement, en matière de centrale nucléaire, la question cruciale est celle du contrôle de la fission, donc de la sécurité, donc de l’expérience acquise.

Parce que leur fonctionnement est plus simple, les réacteurs refroidis forment l’essentiel des réacteurs en activités. Les tout premiers réacteurs ont été des réacteurs modérés au gaz et refroidis par un gaz (réacteurs  U.N.G.G.), qui remontent historiquement à la première pile atomique réalisée à Chicago, le 2 décembre 1942, par Enrico Fermi et ses collaborateurs.

Ces réacteurs U.N.G.G ont aussi été construits en France  de 1955 à 1959 (Marcoule G2-G3), à partir desquels furent construites de 1963 à 1972 d’autres centrales de 300 MWe (mégawatt électrique), Chinon 1, 2 et 3, Saint-Laurent 1 et 2, Bugey 1.  

Cette filière n'a pas été poursuivie après 1972 car les contraintes imposées par l'uranium naturel qui y est utilisé entrainent un coût d'investissement relativement élevé. Une version dérivée, fonctionnant à 650^oC avec de l'uranium enrichi fut développée en Grande-Bretagne (filière A.G.R. (Advanced Gas-Cooled Reactors) entrainant la construction de 14 réacteurs de ce type entre 1974 et 1990.

C'est en cherchant à accroître encore les performances des centrales A.G.R. qu'a été conçue la filière des réacteurs à haute température (H.T.R.) visant à atteindre 900^oC pour la température du gaz. Trois réacteurs expérimentaux et deux réacteurs prototypes ont été réalisés au Royaume-Uni et en Allemagne, mais le développement de cette filière a été interrompu en 1989, en raison de leur manque de compétitivité économique par rapport aux réacteurs à eau.

Cependant les applications calogènes de la filière H.T.R restent prometteuses, notamment pour la production d'hydrogène et de  carburants de synthèse. C’est pourquoi plusieurs réacteurs H.T.R. expérimentaux sont à nouveau en exploitation au Japon, en Chine et en projet aux Etats-Unis, encore que l’Afrique du Sud ait abandonné cette filière en 2010.

Après les réacteurs modérés au gaz et refroidis par un gaz, on a développé des réacteurs modérés à l’eau lourde. En effet, on sait depuis 1939 que l'eau lourde est un excellent modérateur qui permet l'utilisation d'uranium naturel dans des conditions moins strictes que les autres réacteurs à neutrons thermiques.

Aussi, la construction de réacteurs modérés à l'eau lourde a été entreprise dans de nombreux pays, mais ils n’ont été développés en série qu’au Canada, dans la filière dite « Candu » (CANada Deuterium Uranium). Dans cette filière, l'eau lourde est à la fois le caloporteur qui circule sous pression dans des tubes contenant des assemblages de combustible et le modérateur dans lequel sont immergés ces tubes.

Cependant l’économie réalisée sur le coût du cycle de combustible est compensée par le coût élevé de l'investissement en eau lourde et par la complexité du coeur du réacteur. C’est pourquoi cette filière n’a plus de projet de développement depuis que le réacteur A.C.R.-1000 (Advanced Candu Reactor de 1 000 MWe), qui pouvait être refroidi à l'eau légère, a été abandonné en 2011 pour des raisons de coût.

En revanche, les réacteurs à eau ordinaire ont connu et connaissent encore un grand développement.

À SUIVRE