1. INTRODUCTION
Les besoins mondiaux en énergie vont en croissant.
Les ressources en combustibles fossiles sont limitées.
De plus il apparaît nécessaire de développer
les énergies non génératrices de gaz
à effet de serre. Dans ce contexte, il est raisonnable
de penser que l’énergie nucléaire continuera
d’occuper une place importante pour la satisfaction
des besoins "lourds" industriels et dans les réseaux
d‘alimentation électrique.
L'énergie nucléaire provient actuellement
de l'utilisation des réactions de fission1
en attendant, l'entrée en service industriel de réacteurs
utilisant la fusion . Dans sa mise en œuvre, il est
une démarche constante de maintenir un effort permanent
de recherche et développement afin de garantir la
sûreté et améliorer les performances
des installations.
Le réacteur Jules HOROWITZ2 s'inscrit
dans cette logique de recherche pour une meilleure connaissance
des réacteurs à fission actuels ou envisagés
dans les prochaines décennies [cf.ref.1]
Cette fiche présente le rôle du réacteur
et de son environnement pour répondre aux besoins
européens et décrit sommairement l’installation
projetée.
Dimensions hors tout en mètres:
longueur 64,5 - largeur 47 - hauteur 25,5
1 L’utilisation à l’échelle industrielle de l’énergie
de fusion ne pourra intervenir que dans plusieurs décennies,
après la mise en œuvre des dispositifs expérimentaux ITER puis
DEMO qui verra la production des premiers mégawatts électriques.
2 Jules HOROWITZ, physicien nucléaire français, fut
un des pionniers du CEA pour le développement des réacteurs
nucléaires.
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2.
POURQUOI LE RÉACTEUR RJH
Les réacteurs électronucléaires
actuellement en service seront à remplacer au cours
des vingt ou trente prochaines années. Les réacteurs
EPR - European Pressurized water Reactor - puis les réacteurs
dits de « quatrième génération
» devront prendre leur suite [cf.ref.1].
Ces projets de réacteurs nécessitent en permanence
des études pour accroître leurs performances,
améliorer leur sûreté et prévoir
leur comportement en fonctionnement normal comme en cas
de défaillance d’un composant ou d’accident.
Aux études théoriques faisant appel à
de puissants modèles mathématiques, il faut
adjoindre obligatoirement des expériences de mise
au point et de validation ; une grande partie de celles-ci
nécessite l'utilisation de flux de neutrons dans
des réacteurs spécialisés.
Les réacteurs électronucléaires, compte
tenu de leur taille et des contraintes de production, ne
s’y prêtent pas. Néanmoins, les résultats
des examens de matériaux et équipements déchargés
des cœurs sont riches d’informations.
Les réacteurs expérimentaux EOLE, MASURCA,
MINERVE (Cadarache), de très faible puissance, sont
tournés vers les études neutroniques, ORPHEE
(Saclay) et ILL (Grenoble) vers les études de physique;
d’autres comme CABRI et PHEBUS sont spécialisés
dans les études des conditions accidentelles. PHENIX
est un réacteur prototype avec des missions expérimentales
très spécifiques. Plusieurs réacteurs
d'irradiation ont été construits depuis cinquante
ans dans différents pays européens pour répondre
aux besoins nationaux. Ils ont montré toute leur
utilité, mais ils sont arrêtés définitivement
tour à tour en raison de leur âge3
. Le dernier réacteur français de ce type
encore en service est OSIRIS, à SACLAY; démarré
en 1966; il devrait s’arrêter vers 2012.
Un nouveau réacteur d'irradiation devient nécessaire
pour disposer de flux neutroniques élevés
pendant de longues durées, afin de suivre sous irradiation
les comportements d’échantillons de combustibles
nucléaires ou de matériaux de structure et
procéder à des essais d'endurance, Un tel
réacteur doit être capable d'accueillir des
dispositifs expérimentaux très variés
et présenter une grande souplesse d'utilisation.
Ce réacteur d’irradiation s’impose en
Europe pour répondre aux besoins expérimentaux,
et assurer la fourniture des radioéléments.
Compte tenu de l’importance de l’investissement
pour sa construction puis pour son exploitation, ce réacteur
sera unique dans la Communauté Européenne
et devra répondre, par ce fait, aux besoins de différents
organismes de recherche. Il contribuera de façon
importante à la fourniture des radioéléments
utilisés en particulier pour les applications médicales
(diagnostics et soins). De plus, d'autres applications sont
prévues [cf.ref.1]
L’expérience montre que la capacité
d’expérimentation d’un réacteur
est considérablement accrue si, dès sa réalisation
et à proximité immédiate, on y associe
les équipements nécessaires à la préparation
des expérimentations et, ensuite, à la récupération
des échantillons et dispositifs irradiés.
De plus, cette disposition réduit le coût de
chaque expérience et la durée d’attente
pour l’obtention des premiers résultats.
Le choix du Centre de CADARACHE pour l'implantation du RJH
résulte :
• de l’importance en Europe du programme nucléaire
français,
• de l’expérience acquise en France avec
les réacteurs de ce type dont OSIRIS,
• des infrastructures du Centre et des services de
soutien existants,
• de la proximité de laboratoires spécialisés
pour la préparation des expériences et pour
les examens post-irradiatoires.
L'implantation du RJH à Cadarache renforce le pôle
régional de compétitivité développé
autour des énergies non génératrices
de gaz à effet de serre.
3 Pour les nostalgiques, on peut citer, en
France, EL2, EL3, PEGASE, TRITON, MELUSINE, SILOE, RAPSODIE,
à l'étranger : BR3 en Belgique, HALDEN en Norvège,
HFR aux Pays-Bas.
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3.
DESCRIPTION SOMMAIRE
Sous l’appellation « Réacteur Jules
HOROWITZ », RJH, on désigne une installation
comprenant le réacteur d’irradiation proprement
dit et les équipements facilitant le déroulement
de multiples expériences simultanées.
Le réacteur est, comme OSIRIS, du type piscine, ce
qui facilite les interventions sur le cœur. L’eau
déminéralisée sert à la fois
de modérateur, d’écran biologique et
de réfrigérant (circuit primaire faiblement
pressurisé).
Le coeur, chargé avec du combustible contenant de
l’uranium enrichi à 20%, est compact (hauteur
fissile de 60 cm). Les niveaux de flux neutroniques seront
deux à trois fois plus élevés que dans
SILOË et OSIRIS. Sa puissance maximale atteindra 100
MW thermiques4 . L'évacuation des calories
se fera à travers trois circuits (primaire, secondaire
et externe) indépendants.
Le réacteur est placé dans un bâtiment
cylindrique (bâtiment réacteur). Une zone de
ce bâtiment est constituée par des laboratoires
et des casemates spécialisés pour un ou plusieurs
types d’expériences qui sont ainsi réalisées
simultanément pendant le fonctionnement du réacteur.
On peut citer en particulier :
• un laboratoire de chimie,
• un laboratoire d’analyse des produits de fission,
• un laboratoire de dosimétrie,
• un laboratoire d’analyse par activation,
• des moyens d’examens non destructifs (neutronographie,
gammamétrie,…)
Un bâtiment contigu (bâtiment des annexes nucléaires)
contient un ensemble de cellules chaudes :
• une cellule de transit des radioéléments
et éléments combustibles irradiés,
• une cellule de démantèlement et d’évacuation
des dispositifs d’irradiation,
• une cellule recevant les matériaux irradiants
bêta/gamma,
• une cellule alpha, bêta, gamma conçue
pour recevoir des échantillons fortement dégradés.
Un canal de transfert, en eau, traverse les deux bâtiments,
facilitant ainsi les mouvements des dispositifs et échantillons
irradiés d’un poste à l’autre
de l’installation et limitant les risques radiologiques
associés à ces opérations.
La conception de ce nouveau réacteur prend en compte
le retour d’expérience des réacteurs
d’irradiation exploités jusqu’à
ce jour et répond aux exigences actuelles de sûreté
pour les différents types de risques, en situation
normale et en cas d’incident, voire d’accident.
Les documents et actions liés à chaque étape
allant de l’établissement du projet à
l’exploitation de l’installation sont contrôlés
par l’Autorité de Sûreté Nucléaire
(ASN), organisme responsable des activités nucléaires
en France.
4 Pour fixer une valeur de comparaison, dans une
centrale électro-nucléaire, pour une puissance
électrique de 1000 MW, on doit évacuer, suivant
les types, de 3000 à 4000 MW thermiques |
4.
DÉROULEMENT DU PROGRAMME.
Après le débat public local, réalisé
à la demande de la Commission Nationale pour le Débat
Public, au cours du printemps 2005.et l’enquête
publique pour obtenir les autorisations officielles de démarrage
des travaux en fin 2006, la construction à été
lancée en mars 2007 pour une mise en service en 2014.
Le dossier du financement (coût évalué
à environ 500 millions d’euros) devrait être
définitivement établi au cours des prochains
mois ; il fixera la participation financière de chacun
des organismes concernés. Pour l’investissement,
le CEA devrait en assurer 50%, EDF 20% et AREVA 10%, les
20% restant faisant l’objet de négociations
avec les partenaires européens et internationaux.
A ce dossier, sera associée la description précise
du mode de fonctionnement des comités scientifiques
et financiers gérant les programmes expérimentaux
du réacteur et des équipements associés.
La phase de construction de l’installation générera
de 100 à 300 emplois directs et 300 à 100
emplois indirects. En phase d’exploitation près
de 150 personnes travailleront sur l’installation.
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5.
CONCLUSION
« Les programmes de recherche, associés
au projet de réacteur de recherche Jules Horowitz,
permettront de répondre aux enjeux scientifiques
et technologiques des réacteurs nucléaires
de deuxième, troisième et quatrième
génération qui fonctionneront de manière
concomitante sur la période 2020-2060 » [cf.
ref.2].
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Bibliographie
Parmi les documents déjà parus, on peut
citer :
(1) RJH et prototype 4è génération
: expérimenter les systèmes du futur. Dossier
de presse CEA du 15/03/2007.
(2) Projet Jules Horowitz – Dossier de présentation
: document édité par CEA/Cadarache dans le
cadre de la concertation locale avril/juin 2005.
(3) Réacteur Jules Horowitz – CLIC Dossier
: document édité au printemps 2005 par la
Commission Locale d’information (CLI) de Cadarache.
(4) Le projet Jules Horowitz : dossier de la revue du CEA/Cadarache
« ATOUT Cadarache n°8 mai-juin 2005 »
On peut aussi consulter le site: www-cadarache.cea.fr
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