Énergie nucléaire : la Chine accélère son avance

Outre le fait que la Chine est le premier émetteur de CO2 dans le monde ce pays dont la recherche & développement est planifiée sur le long terme a résolument décidé de « décarboner » sa production d’électricité à l’horizon 2060. Selon l’Agence Internationale de l’Énergie 48 réacteurs nucléaires sont couplés au réseau électrique et 15 autres réacteurs à usage commercial sont en cours de construction. À ces derniers il faut ajouter les réacteurs expérimentaux en particulier les réacteurs modulaires à haute température et combustible en lit fluidisé (pebble bed) et les surrégénérateurs refroidis avec du sodium liquide. J’ai déjà mentionné sur ce blog l’intérêt que porte la Chine sur ce type de réacteurs à lits fluidisés (billets des 9 mars et 16 décembre 2017). Ces réacteurs utilisent un combustible constitué d’uranium-235 enrichi à 8,6 % conditionné sous forme de billes recouvertes de carbure de silicium d’un diamètre de 6 cm. L’alimentation du réacteur peut se faire en continu sans arrêter son fonctionnement et le cœur du réacteur, un cylindre d’un diamètre de 3 mètres et d’une hauteur de 11 mètres (le cœur du réacteur n’occupant qu’un tiers de ce volume) contient 420000 billes de combustible, chaque bille contenant 8 g d’uranium enrichi. La température de sortie du fluide de refroidissement constitué d’hélium est de l’ordre de 750 °C. Ce fluide passe dans un générateur de vapeur pour produire de la vapeur ultra-sèche à une température de 567 °C. Les contraintes technologiques imposées par les températures et les pressions élevées ne permettent pas de dépasser une puissance thermique de 250 MW. Le site expérimental de Shidaowan dans la province de Shandong comporte deux unités qui produiront la vapeur nécessaire pour alimenter un seul turbo-alternateur d’une puissance électrique de 210 MW. Il est important d’insister ici sur le fait que la Chine ne dépend plus de l’étranger pour les turbo-alternateurs.

Il est donc facile de calculer un rendement MWe/MWth égal à 42 % pour cette installation en regard du rendement d’un PWR qui n’est que de 33 %. Les essais à froid sous pression sont maintenant terminés et concluants car la grande inconnue était la possible présence de fuites car l’hélium présente la particularité de s’infiltrer dans la moindre micro-fissure. Ce défi technologique d’un type nouveau a été résolu par les ingénieurs et techniciens de l’Institut des nouvelles technologies nucléaires (INET) de l’Université de Tsinghua. Pour donner un exemple des défis technologiques rencontrés le ventilateur de circulation de l’hélium se trouve dans l’enceinte du réacteur et l’ensemble de la partie tournante est monté sur des roulements magnétiques. Le contrôle du flux de neutrons est assuré par 24 barres de contrôle pouvant être complétées par des billes ne contenant pas de combustible. Enfin les générateurs de vapeur de structure compacte sont d’un type nouveau à écoulement hélicoïdal. L’avantage de ce type de réacteur est qu’il est entièrement modulaire et tous les éléments peuvent être construits en usine et assemblés rapidement sur site, ce qui réduira considérablement les coûts à l’avenir ainsi que la durée de la construction de ce type d’unité de production d’électricité. Une unité de 2 x 600 MWe déjà planifiée comportera en effet 12 modules réacteur-générateur de vapeur. Un autre avantage et non des moindres est l’impossibilité d’assister pour une raison ou pour une autre à une fusion du cœur du réacteur en raison de la nature du combustible sous forme de billes qui permet de vider le cœur du réacteur de son combustible qui est envoyée par gravité vers une piscine de stockage située sous la structure de l’ensemble réacteur-générateur de vapeur. Cette étape ouvre la mise en œuvre du même type de réacteur pour la production d’hydrogène, le carburant du futur pour les véhicules automobiles.

Il est maintenant indéniable que la Chine développe ses propres technologies innovantes dans le domaine de l’énergie nucléaire dans le cadre d’une planification sur le long terme alors que pour des raisons idéologiques stupides et infondées la plupart des pays occidentaux ont décidé de dénucléariser leur production d’électricité au profit de moulins à vent et de limiter les investissements dans les énergies carbonées, situation qui accélérera le déclin économique de ces pays.

Sources : IAEA, World Nuclear News et http://dx.doi.org/10.1016/J.ENG.2016.01.020