Fonctionnement et Histoire du Réacteur Superphénix

Superphénix est le nom du réacteur nucléaire de l'ex-centrale nucléaire de Creys-Malville sur la commune de Creys-Mépieu, dans l'Isère. Deux postulats ont mené à la construction de Superphénix : l'anticipation d'une croissance soutenue des besoins énergétiques et l'existence d'un stock limité d'uranium.

En avril 1976, le premier ministre français Jacques Chirac autorise la société NERSA à passer commande de Superphénix. Le projet de la centrale de Superphénix est le fruit d'une collaboration internationale entre EDF (51%), la société italienne Enel (33%) et la société allemande SBK (16%).

Attaque du chantier et mise en service

Le 18 janvier 1982, une attaque au lance-roquettes visa le chantier de la centrale nucléaire de Superphénix, sans faire de victimes. La centrale nucléaire de Creys-Malville est mise en service en 1985.

Difficultés et arrêt définitif

À l'arrivée de la gauche plurielle, les Verts ont réclamé l'arrêt et le démantèlement de Superphénix. La Commission de la production et des échanges de l'Assemblée nationale a constaté en avril 1997 que « l'arrêt immédiat du réacteur est, en tout état de cause, plus coûteux que la poursuite de l'activité même grevée d'un faible taux de disponibilité de l'infrastructure ».

« Le coût de construction et de fonctionnement de Superphénix a dépassé les estimations initiales.

Dans son rapport de janvier 1997, la Cour des Comptes l'a évalué à 60 milliards de francs répartis entre les partenaires du consortium européen NERSA à concurrence de 51% pour EDF, 33% pour l'électricien italien Enel et 16% pour le consortium SBK, qui regroupe les électriciens allemands RWE, néerlandais SEP et belge Electrabel.

Lionel Jospin ayant pris sa décision, un arrêté ministériel du 30 décembre 1998 a conduit à son arrêt définitif.

Caractéristiques et Fonctionnement de Superphénix

Le réacteur à neutrons rapides Superphénix était un réacteur qui développait une puissance comparable à celle d'une tranche d'une centrale nucléaire classique ou de deux centrales thermiques de forte puissance : 3000 MWth et 1240 MWe, soit un rendement brut de 41,3%. Le combustible préférentiel du réacteur est le plutonium 239 mais pouvait également utiliser du MOX (plutonium sur support uranium appauvri) issu du retraitement.

Le principe de fonctionnement de Superphénix est celui d'un réacteur à fission nucléaire utilisant des neutrons rapides (sans modérateur) et utilisant du sodium liquide comme caloporteur dans son circuit de refroidissement primaire. Chaque fission de noyau lourd dégage à peu près 200 MeV (contre 1eV par atome pour une réaction chimique). Par conséquent, 1 MWj correspond à 1 g de combustible.

Pour un fonctionnement à pleine puissance 300 jours par an, la consommation de Superphénix aurait donc été de 3000 x 300 = 900 kg de plutonium, soit à peu près une tonne. La fission du combustible, induite par un flux neutronique, dégage de l'énergie en même temps qu'un certain nombre de neutrons, dont une partie induira à nouveau des fissions, entretenant ainsi la réaction en chaîne.

La chaleur produite dans le réacteur superphénix était évacuée avec du sodium liquide (550°C). En effet, il fallait à la fois que le matériau soit un caloporteur efficace (comme l'eau) et qu'il ne ralentisse pas les neutrons (contrairement à l'eau). Le circuit de refroidissement de Superphénix était de type piscine (pool reactor) : le sodium du circuit primaire, potentiellement radioactif, était confiné à l'intérieur de la cuve et un échangeur intermédiaire permettait l'échange de chaleur avec le circuit secondaire de refroidissement de sodium.

Superphénix était prévu pour produire plus de plutonium qu'il n'en consomme, c'est ce qui s'appele la surgénération. Des recherches ont été réalisées sur Superphénix pour expérimenter un tel réacteur surgénérateur. Ces recherches se sont portées principalement sur la neutronique, et en particuler sur un examen détaillé du bilan de neutrons dans le réacteur.

La centrale contenait cinq tonnes de plutonium et 5 000 tonnes de sodium liquide, qui s'enflamme spontanément au contact de l'air, et explose au contact de l'eau en produisant de l'hydrogène, lui-même extrêmement réactif. Dès 1976, un ingénieur d'EDF - J.P. Selon les industriels du nucléaire, la surgénération représente toujours une solution au problème de la pénurie d'uranium.

Coûts et Controverses

Le coût de l'opération Superphénix a été très élevé sur le plan financier. Le prix de la construction (dix milliards de francs pour une prévision de quatre milliards) et de l'entretien de Superphénix pendant son fonctionnement a été évalué à 40,5 milliards de francs français et le prix de son démantèlement a été estimé à 16,5 Milliards de francs français. Superphénix aurait pu coûter de l'argent mais son fonctionnement apparaissait néanmoins économiquement viable.

Superphénix avait en effet un coût d'exploitation incompressible de 900 millions de francs par an, et pouvait espérer rapporter entre 1,5 et 2 milliards de francs/an (sachant que le combustible présent pouvait permettre la production durant 1 500 jours pleins, soit 4 ans), à condition de ne pas connaître d'autres problèmes de fonctionnement (techniques, politiques ou administratifs), ce qui est normal pour un prototype.

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Cependant, Superphénix en 11 ans a fonctionné pendant 53 mois, il a subi des réparations pendant 25 mois, mais il a été arrêté 54 mois pour des raisons administratives. Dès lors, il est évident que le bilan comptable de la centrale de Creys-Malville est difficile.

Cependant, il ne faut pas oublier que Superphénix a été arrêté en 1997 après une année de fonctionnement particulièrement satisfaisante où le coefficient de charge (>90%) a dépassé en fait celui des autres réacteurs du parc EDF. Nous aurions donc pu obtenir à un coût quasiment nul des connaissances technologiques, des résultats sur le retraitement des actinides si l'opinion avait été mieux instruite des possibilités de Superphénix au lieu d'agiter les vieux démons du nucléaire.

Depuis 1985, des réacteurs nucléaires français à eau pressurisée ont été adaptés pour brûler des assemblages d'un nouveau combustible contenant 5 à 7% de plutonium mélangé à de l'uranium normal en voie de retraitement (le MOX). Actuellement, 19 réacteurs d'EDF sont régulièrement chargés en MOX.

Les hasards du calendrier ont voulu que la catastrophe de Tchernobyl se produise au même moment (avril 1986) que la mise en service de Superphénix. Les compétences européennes dans la filière industrielle des réacteurs à neutrons rapides ont globalement été conservées, mais elles ont été largement exploitées par d'autres puissances économiques, habiles pour récupérer l'expérience industrielle des autres et créer des réseaux de connaissances.

Le réacteur est depuis le 20 mars 2006 en démantèlement - en déconstruction selon le terme utilisé par EDF. Superphénix est encore unique en son genre. Il fut le plus puissant surgénérateur construit et exploité au monde, et il reste encore imbattu aujourd’hui dans sa catégorie.