La R&D, source d’innovation pour la sécurité et les performances

Pour un énergéti­cien tel qu’EDF, l’enjeu prin­ci­pal de la R&D est d’aider à anticiper les dif­férentes évo­lu­tions et de met­tre en œuvre les mod­èles de développe­ment ou d’affaires qui per­me­t­tront d’y répon­dre avec la plus grande efficacité.

REPÈRES
Le con­texte énergé­tique est aujourd’hui car­ac­térisé par des évo­lu­tions majeures. Les besoins crois­sants don­nent à l’électricité un rôle essen­tiel. La préser­va­tion de l’environnement impose de lut­ter con­tre le réchauf­fe­ment cli­ma­tique. L’habitat urbain est doré­na­vant majori­taire dans le monde. Les util­isa­teurs devi­en­nent des « acteurs » de leur con­som­ma­tion. La R&D vise à con­solid­er et dévelop­per un « mix » de pro­duc­tion à faible émis­sion de car­bone, ain­si qu’à mieux con­naître la demande d’électricité et les nou­veaux usages de cette énergie.

Consolider le parc existant

Ren­forcer l’atout nucléaire, c’est anticiper les évo­lu­tions technologiques

Dans le domaine de l’énergie nucléaire, il faut d’abord con­solid­er dans la durée l’atout que con­stitue le parc nucléaire français, avec des pri­or­ités claire­ment affichées autour de la sûreté et de la per­for­mance. Ces pri­or­ités sont des con­di­tions préal­ables pour assur­er l’allongement de la durée de fonc­tion­nement des tranch­es actuelles, comme pour le développe­ment de nou­veaux mod­èles de réacteurs.

Ain­si, et con­crète­ment, ren­forcer l’atout nucléaire con­siste à anticiper les évo­lu­tions tech­nologiques, régle­men­taires ou de con­texte, dans une logique de pro­grès con­tinu fondée sur la recherche, la car­ac­téri­sa­tion et la mise en œuvre, avec une approche indus­trielle, d’innovations dans dif­férents domaines.

Protéger les centrales en exploitation

Dans le domaine de la sûreté et de la radio­pro­tec­tion des cen­trales en exploita­tion, la R&D con­tribue aux dif­férentes étapes du proces­sus par la con­nais­sance et les méth­odes de car­ac­téri­sa­tion des aléas naturels (inon­da­tion, agres­sions cli­ma­tiques, séisme) et des méth­odes d’estimation de ces risques ; la maîtrise des études prob­a­bilistes de sûreté ; la con­nais­sance des phénomènes physiques inter­venant lors d’accidents graves, leur mod­éli­sa­tion, l’évaluation de solu­tions per­me­t­tant le main­tien du cori­um dans les struc­tures de con­fine­ment ou encore la quan­tifi­ca­tion, les con­séquences de rejets, et enfin la ges­tion de crise, la prise en compte du fac­teur socio-organ­i­sa­tion­nel et humain (cul­ture sûreté et radio­pro­tec­tion, per­for­mance des organ­i­sa­tions, etc.).

Assurer la performance et la disponibilité

Main­te­nance à « mi-vie »
Le pro­jet de « grand caré­nage » que va con­naître le parc nucléaire français dans les années à venir doit assur­er les grandes opéra­tions de main­te­nance ou de rem­place­ment de com­posants des cen­trales à « mi-vie ».
Il inté­gr­era les amélio­ra­tions con­tin­ues de sûreté déjà iden­ti­fiées ain­si que les mod­i­fi­ca­tions post- Fukushima.

Pour répon­dre aux enjeux de sûreté et de per­for­mance du parc nucléaire en exploita­tion, la R&D met en œuvre des méth­odes et out­ils inno­vants, util­isant les nou­velles tech­nolo­gies de traite­ment de l’information (réal­ité virtuelle, ou aug­men­tée, traite­ment d’images, représen­ta­tions 3D, etc.). L’objectif est d’aider l’exploitant à mieux pré­par­er des inter­ven­tions sur les instal­la­tions, à for­mer plus rapi­de­ment et effi­cace­ment les inter­venants, à faciliter et accroître le nom­bre d’activités simul­tanées, et ain­si à gag­n­er en effi­cac­ité et à fia­bilis­er les inter­ven­tions en arrêt de tranche.

Maîtriser la durée de fonctionnement

Maîtris­er l’allongement de la durée de fonc­tion­nement des cen­trales, c’est con­trôler la com­préhen­sion, la mod­éli­sa­tion, la pré­dic­tion des phénomènes de vieil­lisse­ment des com­posants, pour per­me­t­tre à l’exploitant de décider de la stratégie de leur main­te­nance ou de leur remplacement.

Réha­biliter les zones touchées
Dans le con­texte post-Fukushi­ma, il faut obtenir une car­ac­téri­sa­tion plus pré­cise des événe­ments externes et dévelop­per des méth­odes de réha­bil­i­ta­tion de zones impactées.
Il faut égale­ment lim­iter les impacts des évo­lu­tions de l’environnement sur la per­for­mance des moyens de pro­duc­tion, comme, par exem­ple, le risque de col­matage des sources froides des instal­la­tions de pro­duc­tion par des organ­ismes vivants, ou encore l’impact du change­ment cli­ma­tique, notam­ment sur les débits des fleuves.

Ain­si, la R&D per­met de sécuris­er l’exploitation à long terme, en dévelop­pant la con­nais­sance des mécan­ismes de dégra­da­tion des matéri­aux, par une con­nais­sance accrue du vieil­lisse­ment des com­posants, par le développe­ment de tech­niques de con­trôles non destruc­tifs ou par la maîtrise des out­ils de man­age­ment de la valeur.

Le développe­ment de cette con­nais­sance de la physique du vieil­lisse­ment des matéri­aux et com­posants con­tribue égale­ment à l’accroissement de la sûreté et de la fia­bil­ité des réac­teurs par un accès et une analyse du retour d’expérience mondial.

Améliorer la performance

Pour amélior­er la per­for­mance des cœurs, du com­bustible et de l’aval du cycle du com­bustible nucléaire, il faut com­pren­dre et jus­ti­fi­er les amélio­ra­tions des pro­duits com­bustibles, éval­uer des pro­duits inno­vants, à plus long terme, per­me­t­tant par exem­ple d’éviter le dégage­ment d’hydrogène ayant entraîné l’explosion à Fukushi­ma. C’est pour répon­dre à ce risque que sont instal­lés sur les REP français des « recom­bineurs » d’hydrogène. Il faut égale­ment éval­uer les options de stock­age ou d’entreposage des déchets ultimes de l’aval du cycle du combustible.

Évaluer de nouveaux concepts

Maîtris­er l’impact des activ­ités de pro­duc­tion sur l’environnement

Dans le domaine des réac­teurs à eau, l’objectif est d’évaluer dif­férents con­cepts de réac­teurs de taille inter­mé­di­aire ou encore les con­cepts plus inno­vants de SMR (small mod­u­lar reac­tors), en cher­chant à iden­ti­fi­er les leviers pou­vant ren­dre ces con­cepts promet­teurs (sûreté, mod­u­lar­i­sa­tion, inter­face réseau, etc.). Sont éval­ués égale­ment les per­spec­tives indus­trielles des réac­teurs de 4^e généra­tion et leur cycle associé.

Protéger l’environnement

La pro­tec­tion de l’environnement vise une maîtrise tou­jours accrue de l’impact des activ­ités de pro­duc­tion sur l’environnement (air, eau, sols et nappes, faune et flo­re) comme sur la san­té. Cela, par une car­ac­téri­sa­tion plus fine des pol­lu­tions poten­tielles et la recherche de solu­tions de préven­tion ou de dépollution.

Des thèmes scientifiques transverses

Ain­si, dans ces dif­férents domaines, la R&D con­tribue au pro­grès con­tinu en matière de sûreté et de per­for­mance dans la durée du parc nucléaire en exploita­tion, comme à la pré­pa­ra­tion de l’avenir de la filière.

La mise en œuvre de ces inno­va­tions sup­pose sou­vent la lev­ée de ver­rous ou défis sci­en­tifiques majeurs asso­ciés à des thèmes sci­en­tifiques trans­vers­es, com­plex­es, dont la réso­lu­tion fait appel à des com­pé­tences mul­ti­ples et qui ont large­ment con­tribué à bâtir le niveau d’excellence de la fil­ière française, recon­nu internationalement.

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