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Réacteurs de Génération I



1950-1970 : Première génération de réacteurs (50 – 500 MWe)

Les réacteurs de première génération furent dans les années 1950 et 1960 les précurseurs des actuels réacteurs producteurs d’électricité, particulièrement aux USA, dans l'ancienne Union soviétique, en France et au Royaume-Uni. Le développement de l’usage civil de l’atome doit beaucoup au président américain Eisenhower qui, le 8 Décembre 1953, lors d’une adresse restée célèbre à l'Assemblée générale des Nations Unies, lança l’initiative «Atomes pour la paix», en réponse à l'escalade de la course aux armements nucléaires entre les États-Unis et l'Union soviétique.

1951 : Experimental Breeder Reactor
Le 20 décembre 1951 à 13h50, la toute première quantité d’électricité d’origine nucléaire émerge d’un turbo-générateur et alimente quatre ampoules électriques, dont la brillante lumière marque la naissance de l’énergie nucléaire. Le lendemain, l’expérience est répétée et cette fois c’est tout le bâtiment qui abrite l’expérience que le réacteur éclaire. Comme son nom l’indique, le premier Experimental Breeder Reactor (EBR) était destiné à faire des recherches sur la surgénération, dont il démontra la possibilité avand de cesser ses activités en 1964.
Idaho National Laboratory

Les puissances de ces précurseurs paraissent modestes en regard de celles de leurs successeurs d’aujourd’hui. En 1951 aux USA, l’EBR-1 fournissait de quoi alimenter juste quatre ampoules électriques. En 1954 dans l'ancienne Union Soviétique, la puissance électrique de la première centrale nucléaire au monde productrice d'électricité d’Obninsk, baptisée "Atom Mirny " - atome pacifique - ne dépassait pas 5 Mégawatts (MWe). Ce réacteur, précurseur du tristement célèbre RBMK de Tchernobyl, était refroidi par de l’eau et modéré au graphite. Il fonctionnera jusqu’en 2002. L’année 1954, fut aussi celle du lancement du premier sous-marin à propulsion nucléaire du monde, l'USS Nautilus (un REP de 10 MWth ).

A l’époque, la majorité de ces réacteurs utilisaient l'uranium naturel comme combustible, le recours à l'enrichissement n’étant pas commercialisé. Tel reste le cas des réacteurs canadiens CANDU dont l’eau lourde sert à la fois à modérer les neutrons et à évacuer la chaleur. Tel était aussi celui des réacteurs utilisant le graphite comme modérateur et le CO2 sous pression comme réfrigérant. Entraient dans cette catégorie les réacteurs de la filière graphite-gaz (UNGG) en France, les réacteurs Magnox au Royaume Uni. Le premier Magnox (50 MWe) fut inauguré à Calder Hall en 1956 et le premier UNGG français de 70 MWe à Chinon en 1963. Le prototype des RBMK (100 MWe) qui utilisaient un uranium un peu enrichi date de 1963.

En dehors des CANDU, peu de ces réacteurs étaient encore récemment en service. Dans l’union européenne seuls subsistaient deux réacteurs MAGNOX au Royaume-Uni sur les 28 réacteurs de ce type qui fonctionnèrent dont 26 au Royaume-Uni. Le réactor Magnox de la centralle galloise de Wylfa (490 MWe) a terminé sa carrière le 30 décembre 2015, mettant fin à 44 années de service. La fermeture de Wylfa, marque le fin de cette première génération, purement britannique, de réacteurs.

1957 : inauguration du réacteur de Calder Hall
Le 17 octobre 1956, la toute jeune reine Elizabeth inaugure le premier des quatre réacteurs Magnox de Calder Hall à Windscale (Sellafield) et qui fonctionnèrent jusqu’en 2003. Ces réacteurs Magnox ne doivent pas être confondus avec les piles de Windscale, destinées a produire du plutonium à des fins militaires et dont l’une fut en 1957 le lieu du premier accident de réacteur, aux conséquences heureusement limitées mais dont l’analyse des causes permit par la suite d’éviter d’autres accidents.
Hulton Archive/Getty Images

D’autres réacteurs de première Génération étaient dérivés des réacteurs embarqués de sous-marins comme les précurseurs des réacteurs à eau légère, pressurisée (REP) ou bouillante (REB). L’emploi de l’eau légère demandait de l’uranium enrichi. Il y eut aux Etats-Unis le premier réacteur REP à eau légère pressurisée de Westinghouse (1957, Shippingport, 60 MWe) et celui à eau bouillante (REB) de General Electric (1959, Dresde).

La période 1950-1970 a été caractérisée par une floraison de concepts. Elle vit aussi les premiers prototypes de surgénérateurs à neutrons rapides refroidis au sodium, à savoir : Enrico Fermi en 1963 (USA), Rapsodie en 1967 (France), BOR-60 en 1968 (Union Soviétique), ainsi que plus tard celui de Joyo en 1978 (Japon). Le grand atout de ces réacteurs "rapides" réside dans leur capacité de générer davantage de matière fissile qu’ils n'en consomment. Déjà à l'époque, la sécurité d'approvisionnement et la gestion du cycle du combustible étaient perçus comme des soucis majeurs pour un développement durable. Ces pionniers des réacteurs rapides ont ouvert un demi siècle à l’avance la voie à la Génération IV.

SUITE : Réacteurs RBMK