1 Programme Énergie du CNRS Le GAT 11 – Nucléaire du futur Rapport d’activité 2002 Membres du GAT CNRS : S. David, H. Doubre, J.M. Loiseaux, D. Heuer,

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1 1 Programme Énergie du CNRS Le GAT 11 – Nucléaire du futur Rapport d’activité 2002 Membres du GAT CNRS : S. David, H. Doubre, J.M. Loiseaux, D. Heuer, B. Haas M. Allibert, P. Turc, P. Taxil, G Picard, S. Sanchez, C. Simon, D. Gorse M Gaune Escard, E. Fabre. CEA : F. Carré. EdF : C. Garzenne. Un groupe de réflexion sur le nucléaire du futur - Décidé en juin 2002.  1 ère réunion 11 octobre 2002.  2 ème réunion 12 octobre 2002.  3 ème réunion prévue 07 janvier 2003. Un groupe composé à dessein de :  7 physiciens physique des réacteurs. Scénarios, systèmes innovants.  7 chimistes – Physico-chimiques - Matériaux – Séparation – Retraitement - Corrosion.  Participation EDF et CEA. Contexte, objectifs du GAT11 – « Nucléaire du Futur », scénarios énergétiques, les deux filières sélectionnées pour une production durable, de premières projections de déploiement sont présentés et illustrent la démarche de ce groupe d’analyse thématique

2 2 Le contexte  Le problème énergétique est« sous contraintes » : la contrainte des besoins croissants, la contrainte des réserves, la contrainte de l’effet de serre, le souci de durabilité et de minimisation des déchets, les limitations éventuelles pour le nucléaire. Pour l’ Énergie Nucléaire La loi de 1991est une donnée importante: La gestion des déchets radioactifs à vie longue du nucléaire existant qu’il faut prendre en compte La gestion du plutonium 90 % des rejets Noyaux Lourds hors Produits de Fission pose problème Pu, un déchet si on arrête le nucléaire; Pu, une matière fissile précieuse si on veut continuer.  Minimiser la production de déchets : un enjeu important Les objectifs du GAT11 – « Nucléaire du Futur » Analyser la situation énergétique mondiale à l’échelle 2050.  Expliciter les critères à remplir par le nucléaire du futur. (durabilité, déchets,…….),  Évaluer les capacités de production en 2050.  Dégager les options à développer.  Identifier : - l’ensemble des verrous scientifiques et technologiques - les programmes de recherche CNRS, les collaborations.  Interactions avec les autres GAT. Complémentarités des énergies – Aspects sociologiques.  Options importantes du Groupe d’Analyse 11  Choix du contexte mondial (traduction échelle Européenne, échelle nationale).  L’échéance 2050 pour le nucléaire du futur  Une méthodologie: - Revisiter les choix explicites ou implicites anciens et nouveaux à la lumière des résultats acquis et des objectifs d’aujourd’hui -Le nucléaire du futur ce n’est pas seulement un réacteur innovant mais un réacteur avec son cycle du combustible, (durabilité, déchets) les potentialités de déploiement d’un parc, etc.

3 3 Une présentation simplifiée qui permet de déterminer l’ordre de grandeur des productions à atteindre par le couple Nucléaire + Nouveaux Renouvelables qui doivent ensemble fournir 7 à 14 Gtep en 2050.  Hypothèses :  L’efficacité énergétique augmente d’un facteur 2.  Le PIB moyen par habitant augmente notablement, (grâce à une augmentation de la production d’énergie ?)  La population passe de 6 à 9 millions (pas de catastrophe) Les scénarios énergétiques pour évaluer les besoins 0 10 20 30 40 50 60 70 1900195020002050 Évolutions des parts de consommation des énergies primaires dans le monde Nucléaire Gaz naturel Pétrole Hydraulique Charbon Renouvelables (sauf hydraulique) années Source : Total Fina Elf Type d’énergie Consommation Total base 100 en 98 Scénario 40 % augmentation* Scénario 140 % augmentation** 1998 2050 Fossile 75 45 125 Traditionnelle 12 Hydraulique TOTAL Gtep 10.2 14.2 24.8 Gtep Rejets CO 2 – Gt Carbone 6 3.6 10 Gt * Avec réduction des émissions de CO2 ** Avec stabilisation de la consommation de fossiles

4 4 Deux filières sélectionnées pour leur économie de neutrons (capacité à surgénérer) Pour une production importante et durable - Fluoration préalable de l’U Extraction de PF Bullage d’hélium Extraction réductrice Ln Extraction des NL après Décroissance du 233 Pa Retraitement tous les 5 ans. Deux inventaires réacteur. Réacteur Neutrons ThermiquesThorium – Uranium233 Combustible sels fondus Réacteur à neutrons rapides Combustible solide Uranium – Plutonium 239

5 5 Premières projections de déploiement Scénarios de déploiement où l’U233 est fabriqué en RNR, notion de parcs symbiotiques Démarrage de RSF Th/Pu -> Th/ 233 U  en 2050 : puissance installée x 3  Capacité de déploiement insuffisante et gestion de grandes quantités d’AM Pu utilisé en RNR U/Pu à couv. thorium  200 kg.an -1.GWe -1 d’ 233 U  RSF  en 2050 : puissance installée x 12 GAT 11 Nucléaire du Futur : Conclusion provisoire pour 2002 Les travaux du GAT sont bien engagés, une participation suivie et active des membres du GAT a permis de progresser rapidement et d’entretenir une réelle motivation. Les recherches à entreprendre sur chacune des filières qui jouent des rôles complémentaires vont être identifiées. Un rapport de synthèse est prévu pour septembre 2003 Solution non retenue Etude de transitions possibles vers la filière (Th/U)F 4 - Limites de la transition Th/Pu  233 U