De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

2 La situation en France
Tous les réacteurs électrogènes qui
fonctionnent en France sont des
REP (Réacteur à Eau Pressurisée)
qui utilisent un combustible à base
d’uranium enrichi (UOX). La
puissance installée est de 63 GWe
pour une production annuelle de
l’ordre de 420 TWh, soit un taux
d’utilisation des réacteurs entre 75
et 80%. Cette production représente
environ 75% de la production
électrique française. Ce parc
nucléaire a été installé rapidement
dans les années 70. La durée de vie
initiale des réacteurs était de 30 ans.
Les études réalisées en cours de
fonctionnement permettent
d’envisager un prolongement de cette durée de vie à 40 ans, voire au-delà pour les réacteurs
les plus récents. Les premiers réacteurs devraient ainsi s’arrêter en 2020. En envisageant une
augmentation de la durée de vie moyenne des réacteurs à 45 ans, le rythme d’arrêt des
réacteurs serait de l’ordre de 2GWe installés par an, soit une diminution linéaire de la
puissance installée du parc actuel de 60 GWe à 0 entre 2020 et 2050.
Les premiers réacteurs construits ont une puissance de 900 MWe, alors que les derniers
(paliers N4) ont une puissance de 1450 MWe. Les turbines à vapeur utilisées en aval du
réacteur pour transformer la chaleur produite en électricité ont un rendement thermique de
33% environ. Ce faible rendement (comparé aux 45% des centrales à gaz) vient
essentiellement du fait que l’eau sortant du cœur doit être liquide, et que les tenues sous
pression des matériaux permettent d’atteindre des températures de l’ordre de 270 °C.
2.1 Retraitement ou cycle ouvert ?
Certains pays comme la Suède ou les Etats-Unis considèrent aujourd’hui ce combustible usé
comme un déchet à stocker. En France, on retraite ce combustible pour en extraire la matière
dite valorisable, le plutonium et l’uranium. En effet, le plutonium est essentiellement composé
de 239 Pu, qui est un noyau fissile au même titre que l’ 235 U. Le retraitement consiste à extraire
l’uranium et le plutonium des combustibles usés. Le plutonium est réutilisé sous forme d’un
nouveau combustible MOX (Mixed Oxyde), mélange d’uranium appauvri et de plutonium
(environ 7% de Pu). Ce combustible MOX est utilisé dans 20 réacteurs REP de 900 MWe, à
hauteur de 30% du cœur, et produit aujourd’hui environ 8% de la puissance électrique
nucléaire, 92% provenant des combustibles UOX. Aujourd’hui, environ 80% du plutonium
issu des UOX usés est recyclé sous forme de MOX. Les UOX usés non retraités sont
entreposés tels quels.
Lors de la phase de retraitement du combustible UOX usé :
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