Savoir et comprendre

La nécessité des installations expérimentales fait débat. Elles ont permis de faire avancer la connaissance et de répondre aux missions d’expertise. Leur coût élevé conduira-t-il à leur préférer des modèles de simulation ?
 

L’accident de Fukushima aura au moins eu un mérite : il a fait évoluer la vision des acteurs du nucléaire européen, notamment quant au rôle irremplaçable des réacteurs d’expérimentation. « Ces dispositifs permettent de mener des tests analytiques, qui s’intéressent à un phénomène et à un paramètre, mais aussi des expériences intégrales reproduisant la réalité au plus près. Des simulations indispensables pour faire progresser les connaissances et répondre aux missions d’expert public de l’IRSN », explique Giovanni Bruna, directeur scientifique de l’Institut.
 

« Avant Fukushima, l’agenda de recherche stratégique de la SNETP [1] visait principalement l’augmentation de puissance et le prolongement de la durée d’exploitation des installations », explique-t-il. Désormais c’est "safety first". L’intérêt pour les installations expérimentales s’est renforcé. Les programmes sont indispensables, mais s’avèrent onéreux… Ces coûts financiers menacent plusieurs réacteurs. Phébus a été arrêté en janvier 2008, à la suite d’un calcul de rentabilité.
 

L’avenir d’autres installations – qui sont plutôt des démonstrateurs ou des prototypes, comme Myrrha [2] (en Belgique) – est suspendu à des décisions qui doivent être prises dans les cinq ans.

Une coopération internationale
 

Pour pallier la réduction des moyens nationaux, il n’est d’autre choix que de se tourner vers les collaborations internationales avec des programmes réalisés dans et hors de l’Hexagone, des États-Unis au Japon, en passant par les Pays-Bas et la Norvège.
 

La communauté internationale profitera aussi, au plus tôt dès 2016, du nouveau réacteur Jules Horowitz (RJH). Situé à Cadarache (Bouches-du-Rhône), il permettra la réalisation – en simultané – d’expérimentations visant aussi bien l’alimentation de bases de données pour la validation de schémas de calcul, que l’irradiation de matériaux ou de combustibles et l’étude de situations incidentelles.

Une vingtaine de sites européens accueilleront différents projets, menés de concert par les organismes de recherche, les industriels et les organisations techniques de sûreté (TSO), souvent sous l’égide de la Commission européenne.
 

« Le CEA, Areva, EDF... et nous-mêmes sommes parties prenantes et parfois instigateurs de programmes collaboratifs », ajoute Giovanni Bruna, « tel le réacteur Cabri. Il permet d’étudier dans des conditions représentatives des réacteurs électronucléaires à eau sous pression, le comportement des crayons de combustibles et de leur gainage, lors de transitoires, dans le cadre d’un programme international piloté par l’IRSN. »
 

L’intérêt des installations expérimentales est pourtant régulièrement remis en question. Certains experts soutiennent que les capacités des ordinateurs modernes pourraient les rendre quasiment inutiles au profit de la simulation. « Je n’ai jamais vu un ordinateur produire des mégawatts », rétorque Giovanni Bruna. Pour lui, il est indispensable de se confronter au terrain pour assurer les progrès en sûreté. Des expériences ont parfois permis d’appréhender, voire de corriger, des erreurs de modélisation et, dans certains cas, révéler des phénomènes non prévus ou ignorés. Des démonstrations basées uniquement sur la modélisation ne peuvent être jugées assez robustes par les autorités de sûreté. Un compromis semble se dessiner : il préconise la  synergie entre la simulation et les expériences analytiques, l’expérimentation intégrale étant reléguée à un rôle de confirmation en cas de nécessité.
 

L’expertise de la sûreté d’une installation expérimentale
 

Les recherches menées sur des réacteurs d’expérimentation permettent à l’Institut de faire progresser son expertise et d'émettre des avis sur les améliorations à apporter pour faire avancer la sûreté. Osiris en est la preuve. Ce réacteur du CEA, situé à Saclay (Essonne), est dédié aux irradiations technologiques permettant d’étudier les caractéristiques mécaniques des combustibles et des matériaux mis en œuvre dans les installations nucléaires.
 

« En activité depuis 1966, Osiris a accueilli de nombreux programmes français comme internationaux. Il a permis des avancées dans des domaines allant de la qualification des matériaux de cuve de réacteur à celle de nouveaux combustibles », révèle Giovanni Bruna, directeur scientifique de l’IRSN.
 

Destiné à passer le flambeau au futur réacteur Jules Horowitz (RJH), Osiris a subi un ultime réexamen de sûreté initié en 2008 afin de prolonger son exploitation notamment jusqu’à la mise en service de son successeur. Le projet de rénovation du réacteur, dénommé Aménophis, a été approuvé par l’Autorité de sûreté nucléaire sur la base d’un avis de l’IRSN. « L’Institut a joué son rôle d’expert pour garantir un outil rénové et opérationnel, tant en termes de recherche expérimentale que de production d’isotopes radioactifs utilisés à des fins médicales. Un volet peut-être moins connu, mais tout aussi important, de l’intérêt de ces réacteurs. »
 

Notes :

1. Sustainable Nuclear Energy Technology Platform. http://www.snetp.eu/

2. Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications.

Pour en savoir plus : 

• Les programmes de recherche de l'IRSN