Typologie des réacteurs

Le fonctionnement théorique d’une centrale nucléaire est assez simple : les atomes du combustible (de l’uranium ou du plutonium dans la plupart des cas) se fragmentent à l’intérieur d’un réacteur – on parle de fission nucléaire – ce qui produit de la chaleur. Cette chaleur met alors en mouvement de l’eau ou du gaz selon les modèles, ce qui actionne une turbine reliée à un alternateur qui produit de l’électricité.

Si on parle souvent du nucléaire comme d’une seule source d’énergie, la filière repose en réalité sur une multitude de technologies. Toutes les centrales existantes à ce jour reposent sur la fission nucléaire pour produire de l’électricité, mais il existe des projets de développement de réacteurs à fusion nucléaire.

Dans le parc existant certains réacteurs utilisent des modérateurs (substance qui ralentit les neutrons, permettant ainsi une fission nucléaire efficace) alors que d’autres, dits à neutrons rapides, n’en ont pas. La chaleur de la réaction de fission est transportée par un caloporteur (substance qui transporte la chaleur). Ils sont détaillés dans le tableau ci-dessous, puis dans les fiches traitant de réacteurs spécifiques.

Le secteur a évolué au fil des années et des innovations. Certaines technologies sont plus ou moins répandues, plus ou moins anciennes et présentent des risques plus ou moins importants. Nous vous proposons ici une présentation des principaux types de réacteurs, de leur histoire et de leur fonctionnement.

Le parc nucléaire mondial compte environ 430 réacteurs nucléaires en fonctionnement, répartis dans 30 pays. Ces réacteurs sont également regroupés par génération :

• La première regroupe les réacteurs construits avant 1970 ;
• La 2ème génération concerne les réacteurs construits entre les années 1970 et 1990
• Les réacteurs de 3ème génération sont dits « évolutionnaires », ils bénéficient du retour d’expérience de l’exploitation des réacteurs de 2ème génération en matière de sûreté et de performance ;
• La quatrième désigne les autres réacteurs en cours de conception.

Les différentes combinaisons de caloporteurs, de modérateurs et de combustibles conduisent à un considérable foisonnement de technologies. Dans les pages qui suivent, ne seront évoquées que les technologies exploitées dans des réacteurs électronucléaires terrestres (c’est-à-dire ayant vocation à produire de l’électricité, excluant de facto des réacteurs exclusivement consacrés à la recherche ou aux activités militaires).