Section 01 Interactions, particules, noyaux, du laboratoire au cosmos

VI. Énergie nucléaire

La France, avec ses 80 % d'énergie électrique d'origine nucléaire, reste une exception dans le monde. Conformément aux lois Bataille (1991 et 2006), le rapport rendu au gouvernement fin 2012 par le CEA, en collaboration avec le CNRS, l'IRSN et les industriels, traite des systèmes nucléaires et du cycle du combustible (amont et aval) et donne les orientations prioritaires pour « la gestion durable des matières nucléaires ». Dans ce cadre, les récents accidents nucléaires japonais ont ébranlé l'industrie nucléaire. Cette dernière a dû prendre des mesures de grande ampleur, la sûreté étant plus que jamais la priorité pour l'ensemble des activités touchant au nucléaire civil.

Pour répondre à ces priorités, le CNRS est un acteur majeur du programme interdisciplinaire Nucléaire, Énergie, Environnement, Déchets, Société (NEEDS). Les axes de recherches portés par les physiciens de l'IN2P3 se situent dans les systèmes nucléaires et leur déploiement. Les réacteurs de 4e génération envisagés sont des réacteurs à neutrons rapides : réacteurs rapides refroidis au sodium (RNR-Na), réacteurs rapides à sels fondus (MSFR), réacteurs pilotés par accélérateur (ADS). Dans ce contexte, le démonstrateur ASTRID (RNR-Na) porté en grande partie par le CEA devrait être opérationnel à l'horizon 2030. Comme les bases de données nucléaires concernant les spectres neutroniques rapides sont incomplètes, les mesures de sections efficaces et de production de particules (n,xn ; fission...) auprès d'installations nucléaires (IRMN, SPIRALII/NFS, Licorne, GSI, CERN nTOF, ILL) sont indispensables pour renseigner les bibliothèques de données afin de simuler avec des incertitudes de plus en plus réduites les paramètres de fonctionnement des cœurs nucléaires. Ces mesures permettent également d'améliorer la précision des inventaires des combustibles usés afin d'en optimiser leur gestion.

Concernant la gestion des déchets, les efforts concernant les ADS, dans un cadre européen (projets FP6 et FP7 GUINEVERE, FREYA, MAX), à la fois en physique expérimentale des réacteurs sous-critiques et en physique des accélérateurs de haute intensité, devraient voir leur aboutissement à la fin de la décennie dans la construction du démonstrateur MYRRHA (Multi-purpose HYbrid Research Reactor for High-tech Applications). Parallèlement, des équipes du CNRS (INC) travaillent sur la séparation des actinides en vue de leur transmutation ou de leur stockage. Pour les systèmes de génération IV, les MSFR, réacteurs très innovants quant à la gestion du combustible (cycle Th/U avec du combustible liquide), constituent un des axes de développement à long terme dont le CNRS est leader en Europe (projet EVOL).

Pour la stratégie globale de renouvellement, d'extension ou d'arrêt du parc électronucléaire, des équipes de l'IN2P3 travaillent, indépendamment des industriels, sur ces scénarios énergétiques (développement des codes de calcul MURE, CLASS...) de déploiement, de développement ou d'arrêt de filières en prenant en compte les ressources en matières premières ainsi que les impacts sociétaux et économiques.