L'épuisement des ressources fossiles, le changement climatique ainsi que la croissance de la demande énergétique mondiale ont relancé la question de la place du nucléaire comme source d'énergie sur le long terme. Au sein de ce processus, les nouveaux concepts de réacteurs devront intégrer des valeurs du développement durable telles que la sûreté, l'optimisation des ressources, la résistance à la prolifération et aux agressions externes ainsi que la minimisation des déchets.
Dans l'hypothèse d'une ressource en uranium trop chère, le déploiement de réacteurs surgénérateurs devient probable. Les réacteurs de génération IV définis dans le cadre du forum international GEN IV [6] sont au nombre de six : les réacteurs à neutrons rapides à caloporteur sodium, plomb ou gaz, le VHTR "Very High Temperature Reactor", le RESC "Réacteur à Eau Supercritique" et enfin le réacteur à sel fondu. Il devient donc intéressant d'évaluer des scénarios basés sur le déploiement de réacteurs de ce type. Ces réacteurs étant en théorie capables de transmuter les actinides mineurs, il convient d'évaluer l'impact de la mise en uvre de la transmutation sur ces systèmes. En parallèle, nous nous proposons de comparer cette stratégie avec une stratégie de transmutation dans des ADS dédiés. Dans cette hypothèse, des scénarios symbiotiques sont également envisagés. Le principe est de coupler des réacteurs à eau lourde (Candu) ayant un taux de conversion excellent (réduction d'un facteur 5 à 10 la consommation d'uranium naturel) couplés avec des RNR basés sur le cycle du thorium difficilement régénérateur.*
A contrario, un prix de l'uranium raisonnable ne nécessite pas la mise en uvre de la surgénération et les centrales des générations actuelles sont adaptées aux besoins. S'il n'y a pas de réelle nécessité de déployer des réacteurs surgénérateurs de génération IV, les filières actuelles peuvent jouer un rôle central dans l'avenir. En effet, leur technologie mature permettrait de répondre à des exigences de sûreté de plus en plus fortes. Nous souhaitons nous concentrer sur la technologie EPR, ainsi que le CANDU. Toujours dans l'hypothèse d'une gestion optimisée des déchets nucléaires, nous nous proposons d'étudier l'apport de la mise en uvre d'une stratégie de transmutation des actinides mineurs. Il convient donc de considérer un multi recyclage du plutonium au niveau de la strate électrogène. Une strate incinératrice sera donc prise en compte. Le choix de ces réacteurs est contraint en premier lieu par la nécessité d'avoir un spectre de neutrons rapides. Nous allons prendre en compte le RNR-Na et le RNR-Gaz, ainsi que les ADS.
Dans ces deux cas, il convient d'étudier les moyens de limiter la quantité de déchets nucléaires afin de tendre vers une gestion la plus optimisée possible de ces déchets. Dans ce cadre, la mise en place d'une stratégie de gestion des actinides mineurs implique le multi-recyclage du plutonium sous forme de MOX.
L'évaluation de l'ensemble de ces scénarios constitue un défi à relever. En effet, le développement de l'industrie nucléaire est intimement lié à l'opinion publique, pour qui la gestion optimisée des déchets nucléaires semble être un paramètre important.
*On peut également imaginer un couplage RNR thorium/REP en augmentant les taux de conversion de ces derniers à l'aide d'une sous-modération accrue, par exemple en utilisant de l'eau lourde à la place de l'eau légère.