Centre d Etude de l Energie Nucléaire La recherche dans une optique durable

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1 Centre d Etude de l Energie Nucléaire La recherche dans une optique durable L essentiel 2009

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3 Centre d Etude de l Energie Nucléaire La recherche dans une optique durable L essentiel 2009

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5 1 Des installations nucléaires sûres, aujourd hui et demain 15 2 Des technologies nucléaires innovantes pour un avenir énergétique durable 23 3 Les déchets radioactifs et le démantèlement: penser à demain 31 4 Nouvelles applications nucléaires en médecine et dans l industrie 39 5 Prendre soin de l homme et de son environnement: la radioprotection 47 6 Formation et training: entretenir le savoir-faire nucléaire 55

6 La recherche dans une optique durable Pendant longtemps, la recherche sur l énergie nucléaire a été synonyme de recherche nucléaire pacifique. Mais les sciences nucléaires ont bien plus à offrir à la société. En effet, depuis de nombreuses années déjà, nous nous attelons au sein du SCK CEN, à élargir nos perspectives. Mener sur de nombreux fronts celui de l énergie nucléaire et d autres une recherche axée sur les applications, permet d ancrer profondément le SCK CEN dans la société. Aussi diverses que puissent être les activités de recherche, elles partagent toutes un élément en commun: elles sont toutes au service de la société d aujourd hui et de demain. Des installations nucléaires sûres, une gestion durable des déchets nucléaires, la fusion nucléaire comme source d énergie prometteuse, la protection de l homme et de l environnement contre les radiations dans toutes les circonstances, la production de radio-isotopes médicaux et le dopage de silicium visant à la production de semi-conducteurs destinés aux applications des énergies renouvelables, la radiobiologie comme domaine de recherche croissant : le regard du SCK CEN couvre de nombreuses directions tout en s orientant vers l avenir. Des défis gigantesques se posent aux générations futures: le changement climatique, un approvisionnement énergétique fiable et abordable, un environnement sain, des soins de santé et une médecine de haut niveau Le SCK CEN cherche à répondre à la question de savoir si les sciences nucléaires peuvent offrir des solutions durables aux grands problèmes qui se posent aujourd hui même et dans un avenir proche. Notre mission la recherche dans une optique durable traduit parfaitement cette tentative. Le feu vert reçu par le SCK CEN pour le projet MYRRHA, en début d année 2010, ouvre de nombreuses portes. Pour la société d abord, car MYRRHA aidera au SCK CEN L essentiel 2009 La recherche dans une optique durable 4

7 développement de systèmes nucléaires innovants qui permettront d exploiter plus efficacement les matières fissiles et de produire moins de déchets et des déchets moins toxiques. La contribution à l option durable est donc évidente. Le projet représente, en outre, une forte impulsion pour l économie de la connaissance en Flandre, en Belgique et en Europe, ainsi que la création de nouveaux emplois hautement qualifiés dans la région. Pour le SCK CEN, MYRRHA représente tout simplement l ouverture d une nouvelle ère. Les dernières années ont engendré un important investissement en énergie et en temps dans la préparation de MYRRHA; la traduction du projet à tous les niveaux de l organisation représente le grand défi des prochaines années. Comme dans toutes les institutions basées sur la connaissance, le personnel du SCK CEN représente le vrai capital de l organisation. Ce n est que grâce au dévouement individuel et continu de bon nombre de membres de son personnel, que le SCK CEN a pu se développer pour devenir un centre de connaissance nucléaire dynamique et de haut niveau, qui s est forgé une place sur la scène internationale. Je voudrais profiter de cette occasion pour remercier tous les collaborateurs pour leur contribution au sein de notre institution de recherche. Je suis heureux de pouvoir vous présenter cette publication qui retrace les points les plus importants de l année Il s agit d une véritable carte de visite du SCK CEN, décrivant ses infrastructures uniques de recherche, ses recherches appliquées, ses technologies novatrices et ses prestations de services dans un large éventail de secteurs. Cette publication présente le SCK CEN sous toutes ces facettes et reprend quelques réalisations marquantes de cette année Je vous souhaite une agréable lecture. Eric van Walle Directeur général SCK CEN 5 La recherche dans une optique durable L essentiel 2009 SCK CEN

8 Le SCK CEN en un coup d œil Un demi-siècle d expérience Le Centre d étude de l Energie Nucléaire a vu le jour en Avec sa fondation, le monde académique et industriel belge a pu accéder au développement international de l énergie nucléaire. Dès le premier jour, le SCK CEN s est révélé un des pionniers du monde nucléaire par des réalisations et des installations uniques, mais également par un travail innovant dans le domaine de la science et de la technologie nucléaires. Avec ses laboratoires de Mol et son siège social établi à Bruxelles, le SCK CEN figure aujourd hui parmi les plus grands centres de recherche de Belgique. Plus de 600 collaborateurs s investissent quotidiennement afin de développer des applications industrielles et médicales durables en matière de rayonnements ionisants. Le SCK CEN peut se targuer de jouir, à cet égard, d une expérience longue de plus d un demi-siècle. Trois instituts scientifiques et une mission Le SCK CEN compte trois instituts scientifiques: L Institut des Sciences des Matériaux nucléaires qui effectue des recherches sur les matériaux structurels et fonctionnels faisant partie des systèmes nucléaires actuels et futurs. L Institut des Systèmes Nucléaires avancés qui développe les connaissances des aspects technologiques et économiques dans le domaine des réacteurs innovants et fournit de l aide et de l appui à l industrie et aux autorités nucléaires au niveau national et international. L Institut Environnement, Santé et Sécurité qui vise à assurer la sûreté et la protection de l homme et de l environnement dans le cadre de l usage utile de la radioactivité et des applications des rayonnements ionisants. Les instituts scientifiques bénéficient du soutien de l Institut Communication, Services généraux et Administration, qui assure notamment la coordination des affaires relatives au personnel, la communication et des activités de formation. Le service Support à l Entreprise assure la tarification, la fixation des prix et le marketing. Il gère les offres et contrats, donne des conseils juridiques, organise la protection des connaissances et coordonne la gestion de la qualité au sein du SCK CEN. Les quatre instituts du SCK CEN contribuent à une même mission: la recherche dans une optique durable. Direction générale Support à l Entreprise Surveillance Médicale externe Service interne de Prévention et de Protection au Travail Science des Matériaux nucléaires Systèmes Nucléaires avancés Environnement, Santé et Sécurité Communication, Services généraux et Administration SCK CEN L essentiel 2009 La recherche dans une optique durable 6

9 La recherche au cœur de la société Le SCK CEN mène une recherche scientifique fondamentale et appliquée de haut niveau qui s inscrit dans un contexte international. Sa technologie et ses services reposent sur un solide fondement, alors que sa connaissance et son développement relèvent du domaine des applications. Le SCK CEN concentre ses activités autour des thèmes nucléaires dont l importance pour la société d aujourd hui et de demain n est plus à démontrer. Le centre de recherche contribue à assurer la sûreté et l efficacité des réacteurs nucléaires, développe des concepts de réacteurs innovants, recherche des solutions pour un dépôt durable des déchets nucléaires et met sur pied des techniques de démantèlement d installations nucléaires. Les experts du SCK CEN prodiguent des conseils sur l assainissement des terrains contaminés par la radioactivité, suivent les doses de radiations auxquelles sont soumis les membres du personnel qui travaillent avec des substances radioactives, étudient la façon dont les doses de rayonnement médicales peuvent être optimisées et évaluent les effets sur l homme et l environnement en cas d incidents nucléaires. Le SCK CEN produit des radio-isotopes indispensables à l imagerie médicale, au traitement du cancer et à des applications industrielles spécifiques. Le SCK CEN est également spécialiste de l irradiation du silicium pour la production des circuits électroniques utilisés dans des applications d énergie renouvelable. Le SCK CEN est un partenaire renommé au sein d un réseau d institutions scientifiques d envergure mondiale et a acquis une notoriété internationale comme centre de recherche et de formation. La formation des scientifiques et des experts est une chose, mais le SCK CEN partage aussi son expertise et sa vision avec le grand public afin d élargir ainsi le soutien apporté à sa recherche dans le cadre d applications nucléaires. Les choix à faire dans l avenir, les problèmes liés à la sûreté nucléaire, la radioprotection et le dépôt des déchets radioactifs, sont des questions persistantes. C est la raison pour laquelle le SCK CEN réfléchit aux implications sociétales et éthiques des technologies nucléaires. Le centre de recherche se penche sur des thèmes tels que le développement durable, la perception des risques, la communication et l éthique transgénérationnelle. Le SCK CEN s efforce de stimuler la transparence et une réflexion critique sur la technologie nucléaire. La préoccupation sociétale du SCK CEN se traduit aussi dans la gestion quotidienne de ses activités: une grande attention à la sûreté, le traitement correct des déchets et la dose minimale pour ses travailleurs. L infrastructure de recherche du SCK CEN: de grandes premières mondiales Le SCK CEN dispose d une infrastructure de recherche avancée et de production de grande envergure: réacteurs de recherche performants permettant un vaste éventail d applications, installations pilotes, cellules chaudes et laboratoires bien équipés. A quatre reprises, le SCK CEN a produit une grande première mondiale. Avec GUINEVERE, un modèle expérimental du réacteur MYRRHA, le SCK CEN a décroché, début 2010, une cinquième grande première à l échelle internationale, après BR1, BR2, BR3 et VENUS. 7 La recherche dans une optique durable L essentiel 2009 SCK CEN

10 Le BR1, réacteur de recherche de la première heure Le Belgian Reactor 1 ou BR1 est le plus ancien réacteur de recherche de Belgique, opérationnel depuis Il s agit d un réacteur refroidi par air, modéré au graphite et fonctionnant à l uranium naturel. Le réacteur est utilisé pour des essais de radiation et pour calibrer des appareils de mesure. Le réacteur est mis à disposition des centres de recherche, des universités et de l industrie et joue un rôle important dans la formation de scientifiques et d ingénieurs. Le BR2, l un des réacteurs de recherche les plus performants au monde Le Belgian Reactor 2 ou BR2 est l un des réacteurs les plus performants au monde. Depuis sa mise en route en 1962, ce réacteur de recherche des matériaux fonctionne à l uranium hautement enrichi, à l eau pressurisée comme agent réfrigérant et modérateur. Le BR2 joue un rôle de premier plan dans la recherche internationale visant le comportement des matériaux de réacteur. Dans le BR2, le SCK CEN irradie des matières fissiles et des matériaux destinés à divers types de réacteur ainsi qu au programme européen de fusion nucléaire. A l échelle mondiale, BR2 assure avec quatre autres réacteurs, la production de 90 % des principaux radio-isotopes utilisés en médecine nucléaire à des fins diagnostiques et thérapeutiques. D autres radio-isotopes sont utilisés dans l industrie. On en retrouve, par exemple, dans les capteurs chargés de déterminer la densité et le taux d humidité des substances. Du silicium est également irradié dans le BR2, ce qui permet d obtenir un semi-conducteur de haute qualité, utilisé notamment dans les composants électroniques des véhicules hybrides et des éoliennes. Le SCK CEN a obtenu la certification ISO 9001, tant pour la production du radio-isotope molybdène-99 que pour le dopage du silicium. Le BR3: un pivot au niveau de la recherche sur le démantèlement Le Belgian Reactor 3 ou BR3 est un prototype de réacteur à eau pressurisée qui fut opérationnel de 1962 à Le réacteur fut le premier de sa catégorie à être mis à l arrêt définitivement. Dans le cadre du programme quinquennal Recherche et développement technologique visant le démantèlement d installations nucléaires, l Union européenne a sélectionné le BR3 au titre de projet pilote en vue d étudier le démantèlement de réacteurs à eau pressurisée. Ce type de réacteur ne se retrouve pas qu en Belgique mais également à l échelle mondiale, la plupart du temps dans des centrales nucléaires. Lors du démantèlement du BR3, le SCK CEN a développé de nouvelles techniques permettant de limiter la quantité de déchets radioactifs et a travaillé de manière méthodique afin de réduire les doses de rayonnement touchant les travailleurs. De VENUS à GUINEVERE: une autre grande première C est en 1964 que le réacteur de recherche VENUS (Vulcan Experimental Nuclear Study) est entré en service pour la première fois. Depuis sa mise en route, cette installation flexible s est transformée et modernisée à plusieurs reprises. VENUS a joué un rôle important au niveau des études menées sur les neutrons des réacteurs à nouveaux combustibles. En 2008, le SCK CEN s est lancé dans l adaptation du réacteur VENUS en préparation du projet GUINEVERE, qui a débuté en GUINEVERE (Generator of Uninterrupted Intense NEutrons at SCK CEN L essentiel 2009 La recherche dans une optique durable 8

11 Le BR1, le réacteur de recherche le plus ancien de Belgique qui joue aujourd hui un rôle important dans la formation des jeunes chercheurs. Vue partielle de l accélérateur de particules de GUINEVERE, un modèle expérimental du futur réacteur MYRRHA. Le BR2, l un des réacteurs les plus performants au monde, revêt notamment une importance cruciale pour la recherche internationale des matériaux de réacteur. Dans HADES, les chercheurs étudient l argile profonde comme lieu potentiel de dépôt des déchets hautement radioactifs et à longue durée de vie. La cuve de réacteur du B3, pivot au niveau de la recherche sur le démantèlement, est évacuée. 9 La recherche dans une optique durable L essentiel 2009 SCK CEN

12 the lead VEnus REactor) est un modèle à échelle réduite destiné au réacteur MYRRHA (Multi-purpose hybrid Research Reactor for high-tech Applications). Les deux projets jouent un rôle important dans le développement de nouveaux réacteurs de la quatrième génération (Gen IV). En construisant le réacteur GUINEVERE, en quelque sorte une mini-version du réacteur révolutionnaire MYRRHA, le SCK CEN a réalisé une autre grande première mondiale. HADES: le dépôt géologique en profondeur des déchets nucléaires HADES, abréviation de High Activity Disposal Experimental, est le nom du dieu grec qui règne sur le royaume des morts, une appellation qui ne doit rien au hasard. Le laboratoire se trouve à 225 mètres sous le domaine du SCK CEN, dans la couche d argile de Boom. Le GIE EURIDICE, l accord de coopération économique entre l ONDRAF (Organisme national des déchets radioactifs et des matières fissiles enrichies) et le SCK CEN, assure l entretien du laboratoire et la recherche scientifique. Les chercheurs étudient les couches d argile profondes comme lieu potentiel de dépôt des déchets radioactifs hautement actifs et de longue durée de vie. Ce partenariat s inscrit dans le cadre de programmes de recherche internationaux et conduit des expérimentations géologiques qui le situe en bonne place à l échelle mondiale. L infrastructure s est étendue en 2002 avec l ajout d une galerie supplémentaire en vue de pouvoir mener des expériences à grande échelle autour du dépôt des déchets radioactifs à haut pouvoir calorifique. LHMA: propriétés de matériaux analysées à la loupe Dans son Laboratoire de Haute et de Moyenne Activité (LHMA), le SCK CEN étudie les matériaux de réacteur irradiés et les matières fissiles dans des cellules blindées, appelées cellules chaudes ou hot cells. Elles sont équipées de télémanipulateurs permettant de manier des éléments radioactifs à distance. Au moyen d instruments de recherche micro-structurels, mécaniques et chimiques, les chercheurs analysent les dégâts et le processus de vieillissement des matériaux sous l effet des rayonnements ionisants. Grâce à ces données, il est possible de prévoir, par modèles arithmétiques, le comportement et la durée de vie des matériaux. Ces recherches sont d une importance essentielle pour évaluer correctement la longévité des réacteurs nucléaires. Laboratoire de chimie et d analyse nucléaire Le SCK CEN contrôle la dose de rayonnement à laquelle sont exposés les travailleurs du secteur nucléaire et mesure les contaminations possibles. L environnement et la chaîne alimentaire sont aussi examinés en termes de contamination radioactive. Le SCK CEN apporte une importante contribution au plan d urgence nucléaire tant au niveau belge qu européen. Le laboratoire de mesures nucléaires et de réacteur se rend utile dans le domaine de la spectrométrie gamma et de la dosimétrie de réacteur. Ces laboratoires offrent également un support aux réacteurs de recherche et à d autres laboratoires axés sur l étude des matériaux radioactifs. SCK CEN L essentiel 2009 La recherche dans une optique durable 10

13 Dans le Laboratoire de Haute et de Moyenne Activité (LHMA), le SCK CEN étudie les effets d irradiation sur les matériaux utilisés dans les réacteurs et les matières fissiles dans des enceintes de confinement destinées au traitement de matières radioactives ( hotcells ). Dans le cadre de sa recherche, le SCK CEN utilise en outre des laboratoires d analyse nucléaire et chimique. Le Conseil d administration. De gauche à droite Rangée du bas: Eric van Walle, Paul Dirven, Frank Deconinck (président), Catherine Gernay (administrateur délégué), Baron André Jaumotte, Catherine Spect. Rangée du haut: Redy De Leege, Cis Schepens, Guy Sols, Yves De Graeve, Didier De Buyst, Geert Van Autenboer, Frans Geerts, Michel Giot, Henri Bonet Ne figurent pas sur la photo: Sigrid Jourdain, Yvan Bruynseraede, Georges Denef, Didier Hellin, Raf Suys. Le Conseil d administration du SCK CEN Le Conseil d administration du SCK CEN se réunit tous les deux à trois mois et se compose de 13 membres, nommés par le Roi. Ces membres réunissent un large éventail de compétences: scientifiques, administratives, financières, industrielles Deux commissaires du gouvernement, trois observateurs d organisations syndicales, un membre d honneur, le directeur général et le secrétaire du Conseil, assistent également à ces réunions. Un Bureau d administration se réunit régulièrement en vue de préparer les réunions du Conseil d administration et de prendre des décisions urgentes lorsque celles-ci relèvent des transferts de compétences. Le rôle du Conseil d administration et la relation avec la direction, responsable de la gestion quotidienne, évoluent en fonction de la culture de gouvernance en vigueur. Dans la société actuelle, la problématique nucléaire qu il s agisse du domaine énergétique, médical ou scientifique fondamental s inscrit de façon inhérente dans un cadre international. Le Conseil d administration veille à la défense des intérêts belges et à un ancrage international fort. Il trace en outre, les grandes lignes stratégiques qui visent un équilibre entre une recherche qui ouvre de nouvelles perspectives, les prestations de services et la formation, et ceci sans que l un de ces trois aspects ne supplante les autres. Il s agit de tâches passionnantes auxquelles tous les membres se donnent corps et âme, déclare son président, Frank Deconinck. 11 La recherche dans une optique durable L essentiel 2009 SCK CEN

14 Une recherche de haute qualité grâce aux partenariats Le SCK CEN cherche à établir des relations de coopération durables avec différents types de partenaires. En 2007, le SCK CEN a conclu un nouvel accord de coopération de cinq ans avec le groupe GDF SUEZ, pour un budget annuel de 3 millions d euros. L accord comprend un vaste portefeuille de projets de recherche et de développement, ainsi qu un programme de formation destiné aux jeunes ingénieurs récemment engagés chez GDF SUEZ. Le SCK CEN fournit, dans ce cadre, une recherche nucléaire orientée vers l application et vers des services de soutien aux centrales nucléaires du groupe en Belgique. Outre des thèmes technologiques tels que les matériaux de structure et leur vieillissement, les combustibles, la corrosion, la gestion des déchets, la sûreté, la dosimétrie et la radioprotection, le SCK CEN mène également à la demande du groupe, des travaux d étude portant sur des thèmes liés à la société, tels que l impact des installations nucléaires sur l environnement, la perception des risques, etc.. GDF SUEZ, comme le SCK CEN, voient en cette coopération un partenariat complémentaire entre un grand acteur industriel et un centre de connaissance de haut niveau. Cette collaboration complémentaire ne peut qu aboutir à un développement plus important du savoir-faire nucléaire et de l expertise avec d innombrables thèmes apparentés. En 2009, le SCK CEN a également conclu avec l ONDRAF un nouvel accord-cadre de recherche dans le domaine du dépôt des déchets ainsi qu un accord de coopération stratégique avec Belgoprocess pour le développement de technologies nucléaires, comme la caractérisation et l immobilisation des déchets radioactifs. Le SCK CEN est également un partenaire renommé au sein d un réseau international d institutions scientifiques. Il a conclu des accords de coopération et de recherche avec d innombrables centres d étude, d universités, d entreprises et d organisations dans différents Etats, tant au sein de l Union européenne qu en dehors de celle-ci. Le centre travaille notamment en collaboration avec l AFCN (Agence fédérale de Contrôle nucléaire) l organisme public chargé, en matière nucléaire, des tâches de réglementation, d autorisation et de surveillance en Belgique dans le domaine des rayonnements ionisants. C est ainsi que le SCK CEN assure la surveillance radiologique sur le territoire belge et l exécution de divers contrats portant sur la dosimétrie des personnes. En outre, les experts du SCK CEN effectuent également des travaux de recherche pour le compte de l AFCN, par exemple sur les effets produits par de faibles doses de rayonnement. Il existe, en outre, des activités où le SCK CEN, avec l AFCN, joue un rôle de soutien auprès du pouvoir fédéral, dans le cadre de la planification nucléaire d urgence, par exemple. Enfin, un travail de collaboration est également mené, de commun accord, pour représenter la Belgique auprès des instances internationales, notamment dans le cadre du programme de soutien belge aux Garanties (Safeguards) de l Agence Internationale de l Énergie Atomique (AIEA). SCK CEN L essentiel 2009 La recherche dans une optique durable 12

15 Outre le site technique, le SCK CEN dispose d un vaste domaine boisé et d une infrastructure sociale attrayante. Les coulisses du SCK CEN Le SCK CEN est installé dans le cadre verdoyant d un magnifique domaine de 334 hectares. Le site technique, qui se compose des réacteurs, laboratoires et bureaux, n occupe qu un dixième de sa superficie totale. Plus de la moitié du domaine se compose de bois, prairies, plans d eau, routes et drèves. La partie boisée du domaine est gérée selon un plan de gestion forestière agréé. Le SCK CEN se charge des travaux d élagage, de plantation d arbres, d entretien des coupe-feux, Le centre de recherche dispose également d une vaste infrastructure sociale: le quartier résidentiel, l hôtel-restaurant Club-House et le club sportif Nuclea. Ces infrastructures sociales ont vu le jour dans le contexte historique d un centre de recherche international situé dans la campagne flamande. Aujourd hui, l infrastructure reste toujours à la disposition du personnel, des membres de leur famille et d invités internationaux. Le quartier résidentiel se compose de 60 chambres individuelles, 24 studios simples et 24 studios doubles, de 38 maisons et de 11 villas. Le Club-House, exploité par Sodexo, possède un restaurant, un hôtel de 21 chambres (taux d occupation de 75 %), des salles de conférence et un auditorium. Nuclea est le nom de l association du personnel des entreprises environnantes, à savoir: le SCK CEN, VITO, IRMM, Belgonucléaire, FBFC et l ONDRAF. L association compte plus de membres qui peuvent utiliser toutes les infrastructures: la salle omnisports, les courts de tennis, les terrains de football, le port de plaisance, la lagune de natation et la plage, le parcours de golf, les terrains de pétanque, l étang, etc. Ils peuvent choisir entre une vingtaine de sports et participer à des activités récréatives organisées chaque année. Il existe également une bibliothèque d ouvrages, comptant actuellement quelque titres. 13 La recherche dans une optique durable L essentiel 2009 SCK CEN

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17 Des installations nucléaires sûres, aujourd hui et demain 1 La sûreté constitue pour la société une préoccupation majeure lorsqu il est question d énergie nucléaire. Le SCK CEN est spécialiste de la recherche sur les matériaux de structure des réacteurs nucléaires à l échelle mondiale, une expertise cruciale si l on veut assurer un fonctionnement sûr des installations nucléaires actuelles et futures. Le savoir-faire du SCK CEN dans le domaine de la recherche visant les combustibles, n est plus à souligner. Cette expertise contribue notamment à l essai de nouveaux combustibles à plus faible enrichissement pour des buts de recherche, afin que le risque de prolifération des combustibles hautement enrichis diminue. 15

18 Les centrales nucléaires belges peuvent-elles fonctionner plus longtemps? Le SCK CEN donne une opinion d expert à la Commission GEMIX En 2008, la Commission GEMIX une équipe de spécialistes belges et internationaux de l énergie a reçu pour mission de Paul Magnette, alors ministre du Climat et de l Energie, d examiner l avenir énergétique de la Belgique. Ou encore: d étudier les mix énergétiques qui permettraient d assurer idéalement l approvisionnement énergétique belge, d ancrer le pays dans une position compétitive et de garantir la réalisation d objectifs climatiques et environnementaux. Dans le cadre de cette étude, la Commission GEMIX a demandé au SCK CEN d évaluer la durée de vie des centrales nucléaires commerciales de Doel et de Tihange. La Commission voulait plus particulièrement savoir s il était techniquement réalisable et sûr de garder en activité ces centrales pendant plus de quarante ans. C est la durée de vie qui était prévue dans la loi de 2003 sur la sortie progressive de l énergie nucléaire. La cuve de réacteur: composant critique Le fonctionnement sûr d une centrale nucléaire dépend conjointement des différentes composantes de l installation. Certains éléments de celle-ci, comme les générateurs de vapeur, sont entretenus à toute heure et à tout moment, voire même remplacés, pour garantir la sûreté de l ensemble. Le remplacement de la cuve de réacteur elle-même, dans laquelle ont lieu les réactions nucléaires, est irréalisable tant d un point de vue technique qu économique. Lorsque la cuve du réacteur ne satisfait plus aux exigences requises, cela signifie la fin de vie d une centrale nucléaire. Cette partie est, en effet, particulièrement critique en termes de sûreté: elle contient le cœur du réacteur hautement radioactif ainsi que le circuit de refroidissement. Ce que l on appelle une fragilisation du métal peut apparaître sous l effet des rayonnements ionisants auquel est soumise la cuve du réacteur des années durant. Ce phénomène lié au vieillissement thermique, peut entraîner un affaiblissement du métal. La sûreté du réacteur n est alors plus assurée. Mise au point d un programme de surveillance La dégradation du matériau de la cuve de réacteur fait l objet d une surveillance tout au long de la durée de vie d une centrale nucléaire, au moyen d un programme de surveillance intelligent. Pour ce faire, on utilise des échantillons qui se composent du même matériau que celui de la cuve du réacteur et de ses matériaux de soudure. Ces échantillons sont logés dans des capsules qui sont placées entre le réacteur et la cuve de réacteur. Il est ainsi possible d analyser l évolution des propriétés du matériau. En examinant les capsules à intervalles déterminés, Le programme de surveillance des centrales nucléaires fait usage d échantillons du même matériau que la cuve du réacteur. SCK CEN L essentiel 2009 La recherche dans une optique durable 16

19 Tous les échantillons des réacteurs nucléaires belges sont testés au SCK CEN. on peut suivre les propriétés mécaniques des matériaux de la cuve, voire même les prévoir. Le SCK CEN teste toutes les capsules des réacteurs nucléaires belges depuis leur mise en fonction et dispose donc de données historiques complètes de ce programme de surveillance. Outre les essais légalement obligatoires, le SCK CEN applique depuis quelques années également de commun accord avec l exploitant une surveillance plus avancée. Grâce à une précision accrue, ce suivi permet d obtenir une marge de sûreté supplémentaire. La surveillance avancée a pour objectif de mieux encore caractériser les matériaux et d améliorer ainsi l évaluation de la sûreté des réacteurs nucléaires. Ces méthodes d essais avancées sont le résultat d années de recherche pratiquées par le SCK CEN sur les matériaux des réacteurs nucléaires en Belgique et dans le monde. Combinées aux données historiques précieuses, ces méthodes d essais du SCK CEN conviennent idéalement aux études d analyse de la fragilisation métallique dans les centrales nucléaires. Le choc thermique sous pression La recherche portant sur le matériau de la cuve du réacteur se concentre sur le type d incident le plus marquant, susceptible de survenir dans un réacteur nucléaire et que l on appelle choc thermique sous pression (pressurized thermal shock ou PTS). Quand un tel incident se produit, de l eau froide est injectée dans le cœur du réacteur, ce qui permet à la fois de refroidir le cœur tout en le maintenant sous pression. Ces circonstances extrêmes combinées à une fragilisation du métal, peuvent provoquer des déchirures dans la paroi de la cuve du réacteur. Des normes et règles spécifiques de sûreté ont été instaurées afin d éviter à tout moment ce genre de situation. Nos essais et nos connaissances avancés de matériaux, sont le fruit de travaux de recherche de haut niveau sur les matériaux, menés durant de longues années sur les cuves de réacteur des centrales nucléaires en Belgique et dans le monde. Rachid Chaouadi Marge de sûreté globalement suffisante La conclusion des essais (prescrits légalement et avancés) effectués par le SCK CEN affirme que la marge de sûreté en circonstances extrêmes d un choc thermique sous pression, est suffisante. La sûreté des réacteurs est encore garantie pour plusieurs décennies. La Belgique n est pas le seul pays à envisager une prolongation de la durée de vie de ses centrales nucléaires. Dans son étude, le SCK CEN a également examiné quelle était la politique suivie par d autres pays en la matière. C est ainsi que les chercheurs ont établi une comparaison entre les réacteurs belges et des installations similaires aux États-Unis, dont la durée de vie a déjà été prolongée jusqu à soixante ans. 17 La recherche dans une optique durable L essentiel 2009 SCK CEN

20 Lancement du programme d essai des combustibles du réacteur Jules Horowitz Le SCK CEN qualifie de nouveaux combustibles à la demande du CEA Le BR2 est le réacteur le mieux approprié à l essai et à la qualification du combustible du réacteur Jules Horowitz. SCK CEN L essentiel 2009 La recherche dans une optique durable 18

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