De 7 à 12 RNR pour réduire les flux d'actinides mineurs

A la demande de vos Rapporteurs, le CEA a procédé à des évaluations des réductions possibles des flux d'actinides mineurs suivant la composition du parc nucléaire. La référence des calculs correspond à une situation proche de l'actuelle, c'est-à-dire un parc d'une puissance de 60 MWe, produisant annuellement 400 TWh mais fonctionnant entièrement avec le combustible standard à l'oxyde d'uranium.

Par rapport à ce parc, le CEA construit dans ce raisonnement des parcs fictifs comprenant une part de RNR allant de 14 % à 20 % du nombre total de réacteurs.

Tableau 41 : ordres de grandeur des réductions des flux d'actinides mineurs dans des parcs mixtes REP UOx - REP Mox - RNR 84( * )

puissance installée : 60 GW

production annuelle : 400 TWh

Parc 1

Parc 2

type de réacteur

REP UOx

REP Mox

RNR

REP UOx

REP Mox

RNR

composition du parc

100 %

0

0

70 %

16 %

14 %

taux de combustion en GWj/t

55

55

140

mode de gestion

cycle ouvert (stockage direct)

multirecyclage du Pu : 2 passages en REP, multirecyclage en RNR

 

Pu

AM

total

Pu

AM

total

flux annuel de déchets (tonnes)

11,6

1,5

13,1

0,03

3,2

3,23

facteur de réduction de masse des déchets

réf.

4

Tableau 42 : ordres de grandeur des réductions des flux d'actinides mineurs dans des parcs mixtes REP UOx - REP Mox - RNR (suite et fin) 85( * )

puissance installée : 60 GW

production annuelle : 400 TWh

Parc 3-a

Parc 3-b

type de réacteur

REP UOx

REP Mox

RNR

REP UOx

REP Mox

RNR

composition du parc

70 %

10 %

20 %

70 %

10 %

20 %

taux de combustion en GWj/t

55

140

55

140

mode de gestion global du combustible

multirecyclage du plutonium et incinération des actinides mineurs

multirecyclage du plutonium et incinération des actinides mineurs

mode de traitement des actinides

recyclage homogène du Np mélangé au Pu ; multirecyclage des cibles d'Am et de Cm

recyclage homogène du Np mélangé au Pu ; monorecyclage des cibles d'Am et de Cm (retrait des cibles dès que taux de fission égal à 90 %)

 

Pu

AM

total

Pu

AM

total

flux annuel de déchets (tonnes)

0,03

0,08

0,11

0,03

0,22

0,25

facteur de réduction de masse des déchets

120

50

On constate qu'il est possible de réduire d'un facteur 4 le flux annuel de plutonium et d'actinides mineurs, avec 14 % de RNR et 16 % de REP moxés (parc 2). En langage " décodé ", cela veut dire que l'on a une proportion d'un RNR pour 5 REP, soit 7 à 8 RNR au total, en prenant comme hypothèse que les réacteurs à neutrons thermiques ou à neutrons rapides sont d'une puissance de 1 000 MWe.

Avec un parc encore plus important de RNR, soit avec un RNR pour 3 à 4 REP, et avec un mode de traitement particulier des actinides, il est possible d'atteindre un facteur de réduction des flux de plutonium et d'actinides mineurs allant de 50 à 120.

Deux remarques sont à faire sur ces premiers résultats, qui, comme les précédents, sont décevants pour l'avenir de la transmutation.

D'une part, même dans l'hypothèse maximaliste (parc 3-a du tableau précédent, c'est-à-dire 12 RNR sur 60 réacteurs), il reste une quantité incompressible d'actinides mineurs, soit 80 kg/an : le rendement de la réaction n'est pas égal à 100 %.

D'autre part, même pour atteindre une réduction d'un facteur 4, il est nécessaire de mettre en place un parc d'une configuration très sensiblement différent de celui qu'a la France, surtout après la fermeture de Superphénix. En effet, pour obtenir cette réduction d'un facteur 4, on doit recourir à 7 à 8 RNR pour récupérer au final deux fois plus d'actinides que par rapport à la situation de référence. Situation paradoxale, qui permet de douter de l'intérêt de la démarche.

Ces premières approches nécessitent bien entendu d'être confirmées. Si elles l'étaient, sans doute entendrait-on sonner le glas pour la transmutation par les RNR. Le CEA entend continuer sa réflexion, en essayant notamment d'évaluer l'apport des réacteurs hybrides.