Réacteur VVER-1200

Pari turc

Rosatom a accordé à la Turquie le statut de puissance nucléaire. Nous parlons de la première centrale nucléaire du pays "Akkuyu", statut purement pacifique. Bien que personne n'ait annulé la présence de l'arsenal nucléaire américain sur la base d'Incirlik. Mais écartons-nous de la composante politique de cette question, en particulier à la lumière de la fourniture d'une large gamme d'armes et d'équipements turcs à l'Ukraine. Concentrons-nous sur l'aspect technique de la question et sur les avantages que la construction d'une centrale nucléaire turque par la Russie.

Photos impressionnantes de la centrale nucléaire d'Akkuyu en construction. Source : t.me/akkuyu_nukleer

La principale chose que l'on peut affirmer est que les compétences technologiques de la Russie sont très demandées sur le marché mondial. Parmi les premiers figurent les réacteurs nucléaires de la série VVER-1200. C'est le principal produit d'exportation de Rosatom. En plus d'Akkuyu, des centrales nucléaires en Biélorussie dans la région de Grodno, la centrale nucléaire égyptienne d'El-Dabaa, la centrale nucléaire hongroise Paks-2, la centrale nucléaire de Rooppur au Bangladesh, quelques centrales nucléaire de Tianwan en cours d'achèvement, et deux unités de puissance de la centrale nucléaire en construction autour des réacteurs de "Xudapu", en Chine. Les réacteurs de la précédente série VVER-1000 sont installés dans la plus grande centrale nucléaire d'Inde, Kudankulam, qui sera finalement mise en service au plus tôt en 2025.  

Pour 2023, un tel cas de projets d'importation d'une entreprise russe semble impressionnant. Surtout dans le contexte actuel.

 

Pourquoi les clients étrangers aiment-ils tant le VVER-1200 ?

 

À première vue, il n'y a rien d'exceptionnel dans ce produit. Il s'agit d'un réacteur à eau pressurisé typique, selon la classification de l'AIEA, de REP, dans lequel l'eau remplit deux fonctions : modérer les neutrons et transférer la chaleur du cœur du réacteur aux turbines. Deux circuits sont prévus - dans l'un, l'eau sous une pression de 160 atmosphères est surchauffée dans le réacteur jusqu'à 300 degrés et à l'état liquide transfère l'énergie du générateur de vapeur au deuxième circuit. La vapeur sous pression entraîne alors une turbine et génère de l'électricité. Quatre réacteurs VVER-1200 sont en cours de construction à Akkuyu, chacun d'une capacité de 1.200 MW. Cela devrait suffire à alimenter en électricité la quasi-totalité d'Istanbul, plus précisément 90% des besoins de la ville de 15 millions d'habitants. Le développement de la branche VVER dans l'industrie nationale est devenu particulièrement pertinent après la tragédie de Tchernobyl, où le réacteur RBMK-1000 (réacteur à canal de haute puissance) a explosé. La différence avec le type "Tchernobyl" de VVER réside principalement dans l'utilisation du graphite comme modérateur et l'absence d'un deuxième circuit de transfert de chaleur. L'eau dans le RBMK passe par la zone chaude du réacteur, puis immédiatement vers les turbines. Structurellement, le RBMK est conçu pour le dioxyde d'uranium faiblement enrichi (jusqu'à 3,5 % en isotopes) comme combustible, tandis que le VVER-1200 nécessite un enrichissement de près de 5 %. Bien sûr, on est loin des concentrations militaires (plus de 20 %), mais cela ajoute aux difficultés d'exploitation. Et il est lié aux ressources russes maintenant. Personne au monde ne sait comment enrichir le combustible d'uranium de manière aussi efficace et peu coûteuse.

Assemblages combustibles de 4,5 mètres des réacteurs du palier VVER. Source : t.me/akkuyu_nukleer

L'occasion de rappeler une fois de plus que Akkuyu a été chargée en combustible. Le 27 avril, une cérémonie de chargement du premier combustible nucléaire dans le réacteur a eu lieu, à laquelle ont assisté les présidents de la Russie et de la République de Turquie. Ce n'est pas encore le démarrage de la centrale nucléaire, mais c'est très important pour la Turquie. Le carburant pour VVER-1200 se compose de "pastilles nucléaires" pesant plusieurs grammes, de  jusqu'à 12 mm de haut et d'un diamètre normalisé de 7,6 mm. Chaque tablette est littéralement cuite pendant 4 à 5 heures à mille degrés, amenant la matière première à un état céramique. L'usine de concentrés chimiques de Novossibirsk est engagée dans la production de concentré de carburant. Ensuite, les pastilles sont empilées dans un élément tubulaire (TVEL) en alliage de zirconium, avec 350 pastilles dans chacun. De plus, chacun des éléments forme un assemblage qui contient 313 éléments. La zone active de chaque réacteur accueille 163 de ces assemblages. Les développeurs d'Akkuyu ont l'intention de produire la première électricité commerciale en 2025.

Les développeurs d'Akkuyu assurent qu'un gramme de carburant a une énorme intensité énergétique - le potentiel est suffisant pour faire fonctionner tout l'équipement nécessaire d'un appartement avec une famille de 3 personnes, pendant 4 à 5 ans. Si elle est traduite dans les catégories habituelles, la tablette génère jusqu'à 1.400 kW/h et remplace une demi-tonne de pétrole, ou 500 mètres cubes de gaz naturel. Pour amener le combustible nucléaire sur le territoire de la centrale nucléaire, le terminal maritime de Vostochny a été construit. De là, le combustible usé sera également envoyé en Russie, qui servira notamment au chargement des réacteurs à neutrons rapides, ainsi qu'à la séparation des isotopes non brûlés de l'uranium 235 et 238.

Mais l'essentiel dans les réacteurs VVER-1200 n'est même pas le carburant et l'efficacité, mais la sécurité, la plus élevée au monde. L'emplacement du "Akkuyu" turc a été choisi dans l'endroit le moins sismique du pays. Les auteurs du projet ont calculé une résistance à un tremblement de terre de magnitude 9 et à un tsunami de magnitude 8. Chaque réacteur repose sur une fondation de deux mètres et les murs ont une épaisseur d'un mètre et demi. "Akkuyu" doit résister à la collision avec paquebot. La centrale nucléaire vivra sans réparations majeures jusque 80 ans. Ensuite, très probablement, la station deviendra obsolète.

La sécurité du VVER-1200 est assurée par un système de refroidissement autonome unique, qui assure la sécurité du réacteur même lorsque la centrale est complètement hors tension, et un piège spécial est prévu pour le combustible nucléaire en fusion. Il s'agit d'un grand cône sous le réacteur, rempli d'oxydes d'aluminium et de fer, destiné à réduire et stopper la température gigantesque de la fonte.

Le VVER-1200 n'est pas seulement un produit d'exportation réussi, mais aussi une conception maîtrisée sur le marché intérieur. Paradoxalement, en Russie, il n'y a que deux centrales nucléaires fonctionnant sur de tels réacteurs à eau pressurisée (Leningradskaya et Novovoronezhskaya), alors que huit centrales sont en construction à l'étranger. Soit dit en passant, la centrale nucléaire de Leningrad est en cours de préparation pour une nouvelle génération de réacteurs VVER-TOI, qui, à son tour, a déjà été testée à la centrale nucléaire de Koursk. TOI pourrait devenir un atout important d'exportation pour l'avenir, mais ce sera un sujet ultérieur.

Fabriqué en Russie

La construction d'Akkuyu, en Turquie, a déclenché une réaction en chaîne en Russie. Comme il s'agit d'un projet clé en main entièrement national, tous les composants sont fabriqués dans le pays. Et pas seulement, trois universités russes sont maintenant connectées au programme de formation pour les spécialistes turcs de l'industrie nucléaire. Initialement, la formation a commencé au NRNU MEPhI et à l'Université polytechnique d'État Pierre le Grand de Saint-Pétersbourg, et en 2023, l'Institut d'ingénierie énergétique de l'Université nationale de recherche de Moscou (NRU MPEI) recrutera 40 étudiants. Et c'est sans compter les trois cents spécialistes turcs déjà formés qui travaillent déjà à la construction d'Akkuyu. Récemment, le MEPhI a annoncé l'admission au programme de maîtrise dans la spécialité "Physique et technologie nucléaires" pour 25 autres candidats turques.

Composants de la centrale nucléaire d'Akkuyu assemblés en Russie. Source : t.me/akkuyu_nukleer

Outre le combustible de Novossibirsk, des plates-formes sont en cours de construction pour la centrale nucléaire turque afin de transporter le bloc de tubes de protection du réacteur. Ceci est fait par l'usine de Tyazhmash à Syzran. Le mécanisme, conçu pour 125 tonnes, est prévu pour retirer les tubes de protection du réacteur lors du remplacement du combustible nucléaire. Des réchauffeurs basse pression pour les unités motrices sont en cours de construction à Podolsk. Vologda Atommash fabrique des pressuriseurs de 180 tonnes pour le circuit primaire du réacteur. Et ceci n'est qu'une petite fraction d'un programme de production à grande échelle, qui comprend des dizaines d'entreprises spécialisées de Rosatom.

Une grande partie de la composante des exportations du pays dépend du succès de la construction d'Akkuyu et d'autres centrales nucléaires fabriquées en Russie et à l'étranger. Tout d'abord, c'est le VVER-1200, qui est un élément critique des centrales, qui sert de cible aux sanctions occidentales. Dans la longue liste de restrictions, il y a beaucoup d'interdiction de de construction de centrales nucléaires. Les Finlandais ont fermé Hanhikivi-1, la République tchèque et la Slovaquie se débarrassent du combustible nucléaire russe, et l'été dernier, selon Vzglyad, les pays du G7 « ont exprimé leur intention collective de réduire la dépendance à l'égard du nucléaire civil et des produits connexes en provenance de Russie, y compris travailler à aider les pays qui cherchent à diversifier leurs chaînes d'approvisionnement en combustible nucléaire". Ils n'attendront pas. Si le pétrole et le gaz peuvent encore théoriquement être remplacés, puisque beaucoup de gens dans le monde fournissent ce bien, ce sera de plus difficile avec le nucléaire civil. Le "Programme vert" a effectivement découragé le développement de ces technologies presque partout dans le monde.

Lors de la cérémonie solennelle de livraison du premier combustible nucléaire à la centrale nucléaire d'Akkuyu en Turquie. Source : t.me/akkuyu_nukleer

Parmi les principales puissances occidentales, seuls la France, le Canada et les États-Unis ont conservé une compétence résiduelles dans le domaine de la construction de centrales nucléaires. Le portefeuille de commandes des Canadiens de Candu Energy, des Français de Framatome et des Américains de Westinghouse est infime. Cela signifie qu'il n'y aura tout simplement pas assez de spécialistes et de ressources pour "remplacer la Russie" sur le marché mondial. Les grands analystes occidentaux n'ont tout simplement plus rien à offrir à des pays comme la Turquie, l'Inde, le Bangladesh, la Chine et, curieusement, l'Arabie saoudite. Ce dernier, malgré l'océan de pétrole sous ses pieds, entend construire la première centrale nucléaire du pays. En décembre de l'année dernière, des scientifiques nucléaires russes ont soumis leur candidature. De plus, Rosatom a en commande 34 groupes électrogènes pour sécuriser des centrales nucléaires étrangères, pour le printemps 2023.

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