On reparle de l’énergie nucléaire en Suisse ! Mais la confusion règne souvent : quelle est la différence entre les générations 1, 2, 3 et 4 ? Combien de temps faut-il attendre la prochaine génération ? Existe-t-il des centrales nucléaires sûres que l’on puisse construire aujourd’hui?
La première génération
La première génération de centrales nucléaires date de plus de 70 ans. Tout a commencé en juin 1954 avec une centrale de 5 mégawatts (MW) dans la ville soviétique d’Obninsk, suivie de la première centrale nucléaire commerciale, Calder Hall, en Angleterre, en octobre 1956, puis le premier réacteur à eau pressurisée à Shippingport (Pennsylvanie) et le réacteur à eau bouillante à Dresden (Illinois).. Il s’agissait d’installations dotées de très peu de systèmes de sécurité. Il n’y a plus aucune centrale de première génération en service.
La deuxième génération
Les centrales nucléaires suisses, qui ont fait leurs preuves dans le quotidien, appartiennent à la génération II. Pour prévenir une fusion du cœur, elles sont notamment équipées d’un arrêt d’urgence tolérant aux défaillances ainsi que de plusieurs systèmes de refroidissement de secours indépendants les uns des autres. Ces systèmes dépendent d’une alimentation électrique fiable, assurée par des générateurs diesel en cas de panne de réseau. Le réacteur est entouré d’une enceinte de confinement massive et étanche qui empêche les substances radioactives de s’échapper, mais qui protège également la centrale contre les influences extérieures.
Centrale nucléaire de Brokdorf sur l’Elbe (2e génération)
Au départ, cette norme de sécurité était considérée comme suffisante et de nombreux réacteurs ont été construits dans le monde entier selon ce principe.
L’accident de Tchernobyl en 1986 était dû à un type de réacteur particulier (RBMK). Ce réacteur permettait, pendant son fonctionnement, d’extraire du combustible afin de produire du plutonium destiné à la fabrication de bombes. Il s’agissait en réalité d’une usine à plutonium qui ne produisait de l’électricité qu’à titre accessoire. Cela n’était autorisé nulle part ailleurs qu’en Union soviétique. De plus, les opérateurs du réacteur ont délibérément enfreint les consignes d’exploitation et mené, le 26 avril 1986, une expérience risquée qui a provoqué une explosion. Le réacteur ne disposait pas de mesures de sécurité suffisantes, ni d’enceinte de confinement, ni d’enveloppe de protection. Un tel accident ne pouvant pas se produire avec d’autres types de réacteurs. Cependant, Tchernobyl a démontré que les opérateurs pouvaient être le maillon faible dans la chaîne des mesures de sécurité.
L’accident de Three Mile Island, près de Harrisburg, en 1979, Harrisburg a montré qu’une fusion du cœur était possible. Il a également démontré l’efficacité de la philosophie de sécurité. Les opérateurs disposaient à tout moment des moyens nécessaires pour corriger les erreurs initiales et empêcher une propagation drastique des conséquences de l’accident sur l’environnement. Il n’y a eu aucune fatalité, mais les conséquences économiques et psychologiques furent néanmoins importantes. L’incident a fait l’objet d’une enquête approfondie. Les enseignements tirés ont donné lieu à une vague de mesures de mise à niveau, mais celles-ci n’ont pas été mises en œuvre avec la même rigueur partout.
Les accidents survenus après le grave séisme et le tsunami de 2011 à Fukushima Daiichi sont dus au non-respect des enseignements tirés de Harrisburg.
Les mises à niveau des installations existantes accroissent la fiabilité des systèmes de refroidissement d’urgence, protègent les systèmes de sécurité contre les erreurs de manipulation et contre les influences extérieures (séismes, crashs d’avions, inondations, terrorisme). Les systèmes de refroidissement d’urgence ont été améliorées afin qu’elles fonctionnent sans intervention humaines pendant les 30 premières minutes décisives suivant le début de l’accident.
Les mises à niveau visent également à mieux prévenir les effets d’une fusion du cœur sur l’extérieur. Toutes les centrales suisses sont équipées d’un système de dépressurisation filtrée de l’enceinte de confinement. Les filtres permettent d’évacuer une éventuelle surpression sans que des substances radioactives ne se répandent dans l’environnement. Des dispositifs chimiques de recombinaison de l’hydrogène ont été installés, car la surchauffe des barres de combustible génère de l’hydrogène qui a explosé à Fukushima. De plus, les générateurs diesel de secours ont été mieux protégés physiquement. Tous ces dispositifs de sécurité faisaient défaut à Fukushima. Malgré cela, personne n’y est mort des suites des radiations.
Grâce à ces mises à jour, les centrales nucléaires suisses ont aujourd’hui atteint un très haut niveau de sécurité. Avec une maintenance minutieuse et à une adaptation continue aux dernières avancées techniques, Beznau 1 est la plus ancienne centrale nucléaire encore en service au monde. Après 64 ans de service, elle doit être mise hors service en 2033. Quant aux deux centrales plus récentes, Gösgen et Leibstadt, elles peuvent fonctionner pendant près de 80 ans. Il faut toutefois veiller à ce que les pièces de rechange soient encore disponibles et éviter de devoir, comme à Gösgen, faire fabriquer un nouveau clapet de rechange. C’est pourquoi il vaut mieux construire de nouvelles centrales nucléaires de remplacement.
La troisième génération
Pour la génération III ou III+, le concept est le suivant : le réacteur doit être conçu de manière à ce que les installations disposent de systèmes de sécurité passifs ou de caractéristiques de sécurité intrinsèques capables de limiter les effets radiologiques de tous les incidents imaginables sur le site de la centrale, même en cas de fusion du cœur. Ces réacteurs répondent ainsi à l’une des exigences les plus importantes du Forum international de la quatrième génération (GIF).
Réacteurs nucléaires de troisième génération
Les systèmes de sûreté passifs fonctionnent sans aucune source d’énergie externe. Ils rendent superflus les générateurs de secours, considérés comme un maillon faible dans la chaîne des systèmes de sûreté. Ces systèmes utilisent la gravité ou des réservoirs d’air comprimé pour arrêter le réacteur, l’alimenter en fluide de refroidissement et évacuer la chaleur résiduelle par circulation naturelle.
Dans les deux cas, la durée pendant laquelle les opérateurs n’ont pas besoin d’intervenir activement après la survenue d’un accident et ne peuvent pas interrompre les mesures de sécurité automatiques a été étendue de 30 minutes à 72 heures. C’est le standard respecté dans les 54 centrales actuellement en construction dans 19 pays,
Un exemple de réacteur de génération 3+
L’AP-1000 de Westinghouse, entièrement équipé de systèmes de sécurité passifs, est en service aux États-Unis avec deux exemplaires, et quatre CAP-1000 comparables sont en service en Chine. Les coûts des CAP-1000 chinois ne sont pas connus, mais ceux aux États-Unis ont dérapé, comme en Finlande lors de la construction de l’EPR 1600, ce qui n’est pas surprenant pour une première construction. Malgré des coûts de construction élevés, le coût par kWh n’est que d’environ 6 cents américains.
La « quatrième génération » regroupe plusieurs concepts.
Le Forum international Génération IV (GIF) est un regroupement international de pays fondé en 2001 (la Suisse y a adhéré en 2002), au sein duquel des chercheurs en nucléaire réfléchissent au développement des futures centrales nucléaires. Toutes ces centrales devront incorporer les améliorations en matière de sécurité apportées par la génération 3+, soit gravité et convection au lieu de pompes, et sécurité sans intervention humaine.
Depuis 20 ans, les réacteurs de génération 3+ sont considérés dans le monde entier comme des centrales nucléaires sûres. Ils sont en service ou en construction dans de nombreux endroits. Peut-être bientôt en Suisse aussi.
