Les centrales de Génération IV

Une multitude de différentes centrales

Il existe à ce jour six différents concepts de centrales dites de 4ème Génération (ou G4) retenues par le FIG (Forum International de Génération IV, GIF en anglais pour Generation IV International Forum). Au-delà de ces six concepts de centrales productrices d'électricité, d'autres applications peuvent être envisagées, comme la production d'hydrogène pour allimenter des Piles à Combustibles (PAC), la combustion d'actinides...

Vous pouvez trouvez un descriptif de chaque type de centrale en tournant les pages avec les flèches ci-dessous.

 

Carte de répartition des réacteurs nucléaires dans le mondeCliquer pour agrandir l'image

Les Réacteurs à Sels Fondus (RSF)

Les RSF utiliseraient principalement du Thorium pour fonctionner. Le principe est très simple : les réactions en chaîne de fission vont dégager de la chaleur, qui va être transportée par un fluide caloporteur, ici des sels fondus, afin de porter de l'eau à ébullition et faire tourner une turbine. Pour plus de détails, vous pouvez consulter l'article sur le Thorium.

 

Schéma d'un RSFCliquer pour agrandir l'image

Les Réacteurs à Très Haute Température (RTHT)

Les RTHT (VHTR en anglais, pour Very High Temperature Reactor), comportent un coeur composé de graphite dans lequel circule de l'Hélium (gaz caloporteur), qui va être chauffé par réaction en chaîne de fissions (on pourrait utiliser de l'uranium ou du plutonium). L'Hélium va donc soit :

  • Entraîner une turbine et produire de l'électricité
  • Se transformer en Hydrogène en passant par un échangeur qui permet de récupérer la température très haute (environ 1000°C) et alimenter un procédé chimiquo-thermique iode-soufre.

Malheureusement, le recyclage des matériaux radioactifs n'entraînerait pas des taux de combustion élevés, et l'enfouissement direct des déchets irradiés se retrouve inévitable. 

 

rtht.gif

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Les Réacteurs à Eau Super Critique (RESC)

Les RESC ont pour principe d'utiliser les principaux avantages des REP, et d'autres centrales deux Génération II : en effet, il utilise le cycle direct des REB (Réacteur à Eau Bouillante) et la phase de fluide unique du REP (Réacteur à Eau Pressurisée). Le réacteur utilise de l'eau supercritique, c'est-à-dire une eau à pression et température élevées qui font qu'elle ne peut plus passer de l'état liquide à l'état gazeux (on appelle ce point le Point critique).

Son efficacité thermique est très élevée comparée à celle des centrales actuelles (45% contre 33%). Ce concept ne se limite pas seulement aux pays participant au FIG.

 

resc.gif

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Les Réacteurs à Neutrons Rapides (RNR)

Il existe plusieurs types de RNR, qui se différencient selon le fluide caloporteur qu'ils vont utiliser. Chaque fluide comporte son lot d'avantages, mais également son lot de contraintes. Le fluide caloporteur étant un élément essentiel (si ce n'est le principal) dans un réacteur, le changement de fluide caloporteur va entraîner une modification de l'architecture du réacteur.

Le principe de base d'un RNR est le suivant : contrairement aux réacteurs nucléaires classiques, les neutrons qui vont bombarder les noyaux d'atomes fissibles ne vont pas être ralentis (pour plus de détails, consultez le principe de la fission nucléaire). Les neutrons dits rapides ne vont alors pas être absorbés par les noyaux mais vont les fissionner directement.

Les RNR au sodium (RNR-Na)

Les RNR-Na sont composés de combustibles métalliques contenant un matériau fissible (généralement de l'uranium ou du plutonium). Les circuits primaires et secondaires sont remplis de sodium Na, qui est bien sûr non modérateur.

 

Schéma d'un RNR-Na

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Les RNR au gaz (RNR-gaz)

Dans les RNR-gaz, le gaz caloporteur est généralement de l'hélium. Les concepts actuels ont plusieurs formes et plusieurs configurations de combustibles possibles (crayons, plaques...). La température obtenue en sortie du coeur est d'environ 850°C.

 

Schéma d'un RNR-gaz

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Les RNR au plomb (RNR-Pb)

Les RNR-Pb ont été beaucoup développés en Russie. Le fluide caloporteur utilisé est du plomb, ou un mélange plomb/bismuth. Le combustible est métallique, et la température obtenue en sortie du coeur est comprise entre 550°C et 800°C en fonction des modèles.

 

Schéma d'un RNR-Pb

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