[Evolutions du K15 en K22. Flières militaires / civiles]

Il faudrait donc 20 K22 pour remplacer un unique EPR.( ARPA )

Puissance EPR Flammanville

Chacun des réacteurs nucléaires 1 et 2 de Flamanville peut fournir une puissance thermique maximale de 3 817 MW à l'alternateur, qui génère une puissance électrique de 1 382 MW , ce qui permet à l'unité de fournir 1 330 MW sur le réseau électrique.

Le K22 est donné pour 81 Mwe (et non 162), ce qui fait 16,4 K22 pour 1 EPR. J'étais trop optimiste.

Les chiffres varient d' un article à l'autre. Le choix se fait en aveugle, au doigt mouillé. Il est vrai que sur la même page, colonne de droite, un EPR est donné pour 4500 Mwth et 1650 Mwe. ( dans ce cas, il faudrait 20 K22 ).

[Evolutions du K15 en K22. Flières militaires / civiles]

Ci-joint mon article sur une évolution possible du K15, en réponse aux considérations sur des implantations dans les DOM TOM. L'idée n'est pas nouvelle, plusieurs sociétés proposent leur projet, dont Naval Group avec TA ( Technic Atome ). L'armée Américaine vient de proposer sa version transportable.

Coup de tonnerre dans le nucléaire.

Coup de tonnerre dans la filière nucléaire française. Les derniers tests sur le réacteur nucléaire K15 RS dépassent toutes les espérances. Au cours d'une année d'essais sur le site nucléaire de Cadarache (Bouche du Rhône), ce réacteur de 150 MW thermiques atteint, dans ses derniers développements, une puissance nominale proche de 200 MW, ( en réalité 220MW d'où la dénomination K22 ). Cinquante années d'utilisation, de recherche et d'amélioration ont amené cette prouesse technique. Dans chacune des phases testées, le réacteur K15 se révèle sûr et fiable. Aucun incident n'est venu entacher son fonctionnement, performance remarquable, au plus loin, il faut le dire, des déboires que connaît la construction de son grand frère, l'EPR de Flamanville.

Ces deux réacteurs nucléaires sont peu comparables entre eux. Autant l’un est gigantesque, pantagruélique dans ses technologies, ses coûts, autant l’autre, le K15, est ramassé, condensé en une enveloppe minimaliste, épurée au possible. L’EPR d’une puissance 8 fois supérieure (1600 MW) se veut le prototype de la nouvelle filière énergétique civile, l’autre, le K15 assure la motricité et l’autonomie des sous-marins et porte-avions français, depuis cinq décennies, sans faire d’histoire, dans l’indifférence générale, ou plutôt dans l’ignorance de la majeure partie des Français. L’EPR et le K15 sont des réacteurs du type à eau pressurisée (PWR), par opposition aux premiers réacteurs, dits à eau bouillante (REB). Cette similarité de nature permet de concevoir un EPR de 1600 MW unitaire, comme la juxtaposition possible de huit modules K15 de 200 MW unitaire ( K22 ). Cet assemblage modulaire, qui peut paraître iconoclaste, a en réalité de nombreux avantages.

Chaque module forme un ensemble indépendant, avec échangeur thermique, système de commande, sauvegarde et sûreté. Les phases d’arrêt, séquencées par module, n’interrompent pas la fourniture du courant au réseau. A l'usage, le système se révèle très souple. D'autre part, un éventuel incident, s’il devait se produire, resterait circonscrit au module considéré. Il se limiterait à la puissance du réacteur, et serait plus facile à contrôler. Ce type de réacteur permet un refroidissement de secours par convection thermique ambiante. Il n'est pas indispensable que les châteaux d’eau assurent la sauvegarde, en dernier ressort. En fait, la réaction nucléaire en chaîne, dite réaction critique, serait impossible, car la quantité de produit fissible, mis en jeux par ce type de réacteur, est trop faible, d’où un incomparable gain de sûreté. La réalisation en nombre de ces mini-réacteurs suppose une production de type industriel. La pré-fabrication des modules, leur assemblage en usine, puis leur transport et leur pose rapide sur site sont déterminants pour parvenir à une réduction importante des coûts. La maîtrise renforcée des délais de construction qui en découle, conforte le choix d’une évolution de la filière nucléaire, moins centrée sur les grosses unités, sur ces prototypes toujours difficiles à réaliser, au bénéfice de ces mini réacteurs.

Concentrer tous ces mini-réacteurs, en un seul site, peut sembler aberrant. Une distribution au plus prés des sites à pourvoir serait préférable. Les lignes à très haute tension, sujettes à de notables déperditions électriques et défigurant les paysages, disparaîtraient, comme par magie. Situés alors au plus près des villes ou des usines, ces petits réacteurs modulaires (SMR small modular réactors) s’ouvriraient à la cogénération, à savoir la production d’électricité + le chauffage urbain, ou la production d’électricité + la production d’hydrogène la nuit, ou bien la production d’électricité + le dessalement de l’eau de mer, ou encore la production d’électricité + stockage d’énergie (remise en amont de l’eau des barrages). Les variantes sont nombreuses et la cogénération nucléaire, comme un nouveau pouvoir énergétique trouverait là, un rôle indispensable dans le développement bas carbone de nos régions. Cependant la gestion de ces mini-réacteurs ne peut se faire sans une surveillance automatisée et une conduite de production par intelligence artificielle, ou pour le moins, par un pilotage à distance. Ce dernier conduirait de fait, à l’automatisation des procédures d’urgence. Le mini réacteur fonctionnerait en continu, sans personnel de proximité, hors les périodes d'entretien. Les enveloppes de confinement, aux accès hautement sécurisés, seraient placées sous surveillance électronique constante. Concordance des technologies, la 5G arrive à point nommé.

Ainsi, le schéma général d’implantation des sites de production nucléaire serait remanié en profondeur. Les nouveaux sites quitteraient les bords de mer, ou les rives de fleuve, pour des sources de refroidissement plus modestes, telles les rivières, ou les lacs. Un panachage des sites majeurs et secondaires s’opérerait de fait. Une nouvelle politique énergétique qualifiée de multi-puissances, au plus prés des nécessités des consommateurs, serait à mettre en œuvre, dans le respect des critères de production bas carbone.

Bien entendu, les projets à partir de mini-réacteurs reposent sur la modification du réacteur K22 à des fins civiles. Dans un premier temps, il s’agit de démontrer en France, la pertinence d’une nouvelle filière nucléaire, aisée à mettre en place, à contrôler, et exportable au besoin. Le second objectif comprend la mise au point de mini-réacteurs civils, d’une puissance unitaire de 300MW. Ils constituent un tout prêt à fonctionner comprenant, outre les enveloppes de confinement réalisées sur place, l’équipement complet, à savoir la cuve, les échangeurs et les générateurs, ainsi que les organes de gestion, de contrôle et de surveillance, sans oublier le combustible nucléaire et la piscine de stockage. Il s’agit de mettre à la disposition de pays tiers, une énergie nucléaire, clef en main, sans dérive militaire possible. Ces mini-réacteurs, avec leurs cogénérations multiples, sont tout indiqués pour venir se substituer aux centrales à charbon, dans les pays en développement avancé, tels ceux d'Europe centrale, ou dans les pays à fort potentiel, tel l'Inde, par exemple.

Le développement d’une filière nucléaire plus performante, interviendrait dans un contexte énergétique agité, même contesté ou les questions les plus élémentaires font encore débat. La politique actuelle de l’énergie, celle planifiée pour les trente années à venir, tend à constituer le mixte énergétique à partir de l’éolien, que l’on voudrait prépondérant, mais cela pose de véritables problèmes.

En Allemagne, l’efficacité de l’éolien n’est pas au rendez-vous, 136 milliards d’euros investis pour seulement 16% d’énergie fournie, le constat est amer. Cette année, suite à huit jours sans vent, la rupture du réseau a été évitée de justesse. Le black-out Européen n’a pas eu lieu, mais menace toujours. En matière d’énergie, les choix du gouvernement Allemand sont sur la sellette. La disparition des prix garantis à la production a provoqué l'écroulement de la filière éolienne. Celle-ci déplore déjà 26 000 suppressions d’emploi et de nombreuses faillites. Le secteur économique est sinistré. Pour le consommateur, le renchérissement de l'énergie est incompréhensible. L'éolien terrestre fait face à un front du refus. Aux yeux des usagés, l'abandon du nucléaire ou les nouvelles énergies, sont remis en cause. Le consensus, tant vanté en Allemagne, n'existe plus. L'incohérence d'un mixte énergétique aussi dispendieux, se révèle au grand jour. Les renouvelables (soleil, vent), aléatoires par nature, imposent un second type de production à base de charbon et de gaz, en réalité redondant, venant palier l'inefficacité des premiers. L'extension de l'électricité d'origine éolienne se double d'une augmentation des rejets toxiques dans l'atmosphère, venant des centrales au gaz et au charbon, du fait même de l'arrêt programmé des centrales nucléaires. L'objectif de réduire les gaz à effet de serre s'effondre. A l'usage, l'éolien n'est pas l'énergie bas carbone tant souhaitée, les apparences peuvent être trompeuses.

Ce constat, sans appel, remet en cause le mixte énergétique allemand basé sur l’abandon de la filière nucléaire. Décision abrupte s’il en fallait, mais pas injustifiée, car une partie du parc nucléaire Allemand reposait sur des réacteurs à eau bouillante, dont la sûreté, après Fukushima, pouvait être mise en doute. Cependant, les réacteurs à eaux pressurisée, eux, devaient être conservés, car ils étaient les seuls garants d’une baisse des gaz à effet de serre. Une décision politique de court terme, aveugle, c'est à dire sans discriminer les types de réacteur, a conduit l'Allemagne dans une impasse écologique. A ce jour, l'Allemagne produit plus de gaz à effet de serre, qu'avant la mise en place des énergies solaire et éolienne. Tragique paradoxe.

Si l’évolution à moyen terme du mixte énergétique en France est connue, son développement futur, prévu pour la seconde moitié de ce siècle, intègre trois objectifs, le développement d’un réacteur à neutrons rapides (RNR), la réduction et le retraitement des déchets radioactifs. En réalité, ces objectifs sont intimement liés. En effet, le réacteur à neutrons rapides (RNR) par opposition au réacteur actuel à neutrons lents, basé sur la fission de l’uranium 235, utilise l'uranium 238, matière au début non fissile. Actuellement inexploité, ce minerai, amassé en grande quantité constitue à lui seul 5 000 années d'énergie électrique pour la France.

Le réacteur RNR est un surgénérateur, qui produit plus de matière fissile qu’il en utilise. Il réduit d’un facteur 10 la quantité de déchets résiduels et possède l'avantage de brûler les résidus des anciennes centrales à uranium 235. Le plutonium et les actinides mineurs à longue durée de vie, les plus contraignants, peuvent ainsi être éliminés et éviter l'enfouissement à grand profondeur.

L’urgence n’est pas tant la production d’électricité à partir d’un nouveau surgénérateur RNR, mais bien de profiter au plus vite de ses capacités à détruire les déchets nucléaires les plus astreignants, tout en réduisant, de façon drastique, leur quantité. Les avantages d’un réacteur à neutrons rapides sont donc considérables, il est évident que la mise au point et le développement de ce type de réacteur est indispensable pour s’approcher au plus prés, d’une filière nucléaire propre.

En Europe, les seuls pays parvenus à réduire leurs émissions de gaz à effet de serre sont la Suède et la France, les seuls à faire confiance à l’atome. Pour sa part, grâce au nucléaire, la France pollue 9 fois moins que l’Allemagne. La leçon mérite d'être méditée. Au moment où l’Allemagne doute de ses éoliennes, la France s’apprête à lancer les parcs éoliens en mer. La raison défaille, 20 milliards d’euros seront engloutis en pure perte, le mégawatt éolien sortira 6 fois plus cher. Avec un rendement dérisoire de 26% en efficacité, la perte sera abyssale. L'époque devient irrationnelle. L'éolien bénéficie d'un préjugé favorable, quelque peu usurpé. La réminiscence des moulins à vent de l'enfance, aussi agréable soit-elle, ne peut s'imposer en filigrane de la politique énergétique de notre pays. Soyons réalistes, comparons les solutions, sans dogmatisme.

Loin de la doxa à la mode et du chacun pour soi, la France doit aider l’Europe centrale à rompre avec le charbon, en mettant en œuvre un crédit bail pour promouvoir les mini-réacteurs. Nous lutterons ainsi, avec plus d'efficacité, contre les gaz à effet de serre. Pour assurer dans le futur la permanence énergétique, nous devons reprendre, par étapes si besoin, la mise au point des réacteurs à neutrons rapides RNR, car n'en doutons pas, l’objectif du siècle venant sera à la surgénération.

 

[Le successeur du CdG]

La seule conclusion est que le K15 modifié s'est montré très performant, stable et réactif. Il est noté un rendement amélioré jusqu'à 37 % ( rapport MWth  pour MW électrique ?)

J'ai commis une erreur. Les deux  K15 fournissent 300 MWth et 83,5 MW élect ( dont 61 MW pour la propulsion ), soit un rendement de 27 %. Les deux K22  pour 440 MWth et 162 MWth élect maximum, soit le fameux rendement de 37%, en conditions essais. Ce ne sont que des hypothèses, les générateurs électriques, avec leurs contraintes, ont aussi leur mot à dire.

Reste que le réacteur K15 peut évoluer à 110 % de sa puissance pendant plusieurs heures, c'est peut être à ce stade que la puissance motrice se trouve limitée par le réducteur. J'en connais trop peu pour être affirmatif.

 

[Le successeur du CdG]

Suivant le texte de ARPA

La classe Queen Elizabeth va disposer d'une puissance de 80 000 MW. Si on est limité à des K15 de 30 000 MW, il faudra donc 2 K15 (donc seulement 60 000 MW) ou 3 K15 ce qui augmenterait le coût avec un PAN de 90 000 MW. La solution intermédiaire avec un ou deux K15 et des moteurs conventionnels (disponibles en quantité et avec une large gamme de puissance sur le marché civil) pour 20 à 50 000 MW.

J'ai glané les éléments suivants:

Le K15 RS ( ou RES), est un réacteur d'essai modifié. Il a divergé en 2018 à Cadarache et à fonctionner un an. La puissance obtenue serait de 220 MW thermiques d'où une dénomination de K22.

A partir d'un K15, plusieurs possibilités pour augmenter la puissance ( + 50 %), c'est à dire augmenter la quantité de vapeur sous pression produite. Modifier nombre de barre de combustible, et (ou) modifier la vitesse de circulation de l'eau sous pression en augmentant ou non le diamètre des canalisations fluides. Rien n'est précisé à ce sujet. La seule conclusion est que le K15 modifié s'est montré très performant, stable et réactif. Il est noté un rendement amélioré jusqu'à 37 % ( rapport MWth  pour MW électrique ?) et la pose d'un panier de rétention du coeur fondu, avant les parois enveloppes.

Donc pour la propulsion d'un futur PA2, prévoir 2 réacteurs K22 pour 440 MW th et au minimum 88 MW élect, soit environs 121 000 chevaux vapeur. Avec un rendement pris à 30 % c'est 132 MW élect produit. Avec ces hypothèses, le besoin d'un troisième réacteur est inutile pour propulser un PA de 80 000 t. Sur le site du Fauteuil Colbert, le réducteur sur l'arbre d'hélice du CDG est qualifié de sous dimensionné. En effet, il limite la puissance motrice fournie à l'origine par le K15. Là encore des améliorations, non négligeables, sont à venir.

[Economie et climat. CO2 or not CO2?]

Le dernier point, pour faire réponse à Herciv, fait référence à un autre texte sur les éoliennes et la diffusion induite d'éléments radioactifs.

http://plus.lefigaro.fr/note/nuages-atomiques-et-eoliennes-20181124-8599258

Pour le point n° 3, je ne suis pas suffisant outillé pour faire de la propective, ce n'est pas ma spécialité et nous sommes loin de l'objet de ce forum.

[Economie et climat. CO2 or not CO2?]

Sur le même sujet, j'ai rédigé un texte qui revient sur la montée du niveau des océans, à partir d'un autre point de vue.

http://plus.lefigaro.fr/note/bobards-et-verites-politiques-20190113-8715077

[chasseur bombardier ou bombardier ?]

Le raid du 14 avril courant a mis en oeuvre 17 avions, soient 5 rafales ( 2 scalp NG chacun ), 4 mirages 2000-5 de défense aérienne, 2 radars Awacs et 6 avions ravitailleurs au total, pour un tir global de 9 missiles scalp, et un refus. Ce qui ressemble à une débauche de moyens, ne traduit que le manque de bombardier stratégique pour l'armée Française. Les bombardiers US équipés du nouveau barillet à huit missiles de croisière auraient livré le tout avec deux avions, avec une protection air-air par chasseur, si besoin.

voir http://www.lepoint.fr/monde/frappes-en-syrie-l-un-des-missiles-scalp-n-est-pas-parti-du-rafale-18-04-2018-2211787_24.php

Un bombardier stratégique à partir du A 400 M es-il possible? Peut être, mais l'avion semble lent, avec un plafond d'utilisation limité. Un avion tel que l'Embraer KC 390 semble plus indiqué. D'un prix d'achat moitié moindre ( 70 millions € contre 195 millions € pour l'A400M, prix publics ), il eut aisément transporter 8 missiles de 450 kg en soute, à une vitesse proche de 900 Km/h et à 10 000 m d'altitude sur un rayon d'action d'environ 5 000 km. Reste à voir si la réalisation à moindre frais de deux soutes est compatible avec la structure du KC390, avion au départ prévu pour le transport de fret. Le KC 390 ayant une perche de ravitaillement,  l'allonge du bombardier est déjà prévue.

Une escadrille de 8 avions KC 390  pour 450millions €, prix négocié, augmenté de 50 millions pour les adaptations des soutes correspond à la valeur de de 2,5 A 400 M. La France avait projeté l'achat de 12 KC390 en pendant du contrat Rafale au Brésil. Il semble que l'armée de l'air à l'époque, n'était pas opposée à l'achat de l'avion d'Embraer. Une telle sujétion vous semble -t-elle irréaliste?