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Les recherches du CEA sur...

Le parc nucléaire actuel

Publié le 19 octobre 2017

​​Le CEA consacre une grande partie de ses recherches à répondre aux enjeux de ses partenaires industriels. Elles concernent d'une part les réacteurs du parc français, avec des enjeux en termes de durée d'exploitation, de performance, de disponibilité et de sûreté. Il s'agit aussi d'optimiser les installations du cycle du combustible.

Les recherches sur
les réacteurs de 2e et 3e générations

Les recherches sont menées selon deux axes :

  • l’étude du comportement des matériaux de structures (face au temps et aux conditions extrêmes présentes dans un cœur de réacteur nucléaire) ;
  • l’étude de la gestion du fonctionnement d’un réacteur (temps de recharge du combustible, durée de fonctionnement, démantèlement…).


En identifiant les limites des systèmes nucléaires actuels, les chercheurs peuvent développer de nouveaux matériaux ou outils permettant la prolongation de la durée de fonctionnement des centrales nucléaires, et assurer une meilleure rentabilité énergétique et économique du parc existant.


VidéoLes recherches sur le parc de réacteurs nucléaires actuel



Les recherches sur
le cycle du combustible nucléaire

Les études visent à améliorer les performances du combustible dans les réacteurs de 2e et 3e générations, et à innover pour les combustibles de la 4e génération. Chaque étape du cycle est analysée dans le but d’atteindre un rendement énergétique maximum de l’uranium exploité, et un impact environnemental minimum, ce qui implique d’étudier les différents traitements physico-chimiques que subit le combustible…

  • amont du cycle : amélioration du rendement des procédés d’extraction de l’uranium du minerai et de son enrichissement (recherche de nouvelles molécules extractantes et mise au point de technologies innovantes);
  • aval du cycle : adaptation à l’évolution du marché des traitements actuels du combustible usé, études sur le traitement des déchets – séparation des produits de fission, transmutation, vitrification, et conditionnement, dans le cadre de la loi du 28 juin 2006 relative à la gestion des matières et déchets radioactifs.



Les recherches sur la sûreté nucléaire

Les chercheurs du CEA ont développé différents outils qui leur permettent de modéliser et/ou reproduire expérimentalement à petite échelle des situations à risques et d’identifier leurs conséquences exactes sur les installations nucléaires. Ces situations peuvent être de plusieurs sortes, et d’origines différentes :

  • internes : étude des comportements des matériaux de structures ou du combustible dans des conditions extrêmes (emballement, dysfonctionnement...) ;
  • externes : étude des effets de catastrophes naturelles (type séismes) ou d’agressions…


Les recherches sur la sûreté impliquent des études sur les mécanismes et dispositions permettant d’arrêter la progression d’un accident grave, le risque hydrogène, l’estimation de la radioactivité générée en cas de relâchement hors de la cuve, la tenue au séisme et la connaissance de l’aléa sismique.

Le « retour d’expérience » des événements passés permet de mieux identifier et anticiper les phénomènes à risque potentiels pour les installations nucléaires.

Les procédés développés
et les moyens investis au CEA

Pour mener les recherches sur le parc de réacteurs actuel, le CEA utilise deux démarches parallèles :

  • la réalisation d’expériences, grâce aux réacteurs expérimentaux, tables vibrantes, laboratoires chauds ;
  • la simulation numérique, à l’aide de modèles implantés sur des supercalculateurs.

Ces deux démarches se complètent de manière indispensable : les données acquises lors des reproductions expérimentales permettent d’établir les calculs de simulation, de même que les simulations aident à concevoir les maquettes et installations expérimentales.


VidéoSimulation numérique pour l’énergie nucléaire


Les outils de recherche
développés par le CEA
pour l’optimisation du parc actuel

Les réacteurs expérimentaux :
  • Éole et Minerve (études neutroniques)
  • RJH (Réacteur Jules Horowitz - en construction à Cadarache et successeur d’Osiris avec davantage de fonctionnalités)


Les laboratoires chauds :
  • Atalante (traitement conditionnement des combustibles usés)
  • Leca-Star et Léci (analyses des combustibles et des matériaux irradiés)
  • L’installation Verdon au Léca-Star (sûreté et relâchement des produits de fission)


Les plateformes technologiques :
  • Tamaris (sûreté, tenue au séisme)
  • Reseda (étude sur la mécanique des structures)
  • JANNuS (études amont sur les matériaux)
  • Plinius (Platform for Improvements in Nuclear
    Industry and Utility Safety – étude des accidents graves)
  • Boucles thermohydrauliques (Hermès, OMEGA, …)
  • L’installation Mistra (sûreté hydrogène)


VidéoSMART - Mieux évaluer la résistance des bâtiments nucléaires aux séismes

Centrale nucléaire de Chooz © F. Rhodes/CEA
Centrale nucléaire de Chooz © F. Rhodes/CEA





























Coeur de la piscine d'un réacteur © G.Lesénéchal/CEA
Au coeur de cette piscine de réacteur, la décroissance des noyaux radioactifs libère des électrons à une vitesse supérieure à celle de la lumière de l’eau, produisant l’effet Tcherenkov. © G.Lesénéchal/CEA

Leca-Star, pince télémanipulateur avec pastille enrobée © G.Lesénéchal/CEA
Leca-Star - Pince télémanipulateur avec pastille enrobée © G.Lesénéchal/CEA

Essais sismiques sur  la table vibrante Azalée de la plate-forme expérimentale Tamaris  © P.Stroppa/CEA
Essais sismiques sur une maquette échelle 1/4 d'un bâtiment type nucléaire, grâce à la table vibrante Azalée de la plate-forme expérimentale Tamaris © P.Stroppa/CEA






Galerie Photo

Le réacteur expérimental EOLE. © P.Stroppa / CEA
Le réacteur expérimental EOLE. © P.Stroppa / CEA

Retrouvez l'intégralité du reportage "Les réacteurs de recherches" dans la médiathèque.




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