Evaluation du risque par les scientifiques (1/3)
La
démarche « normale » est la
constitution de dossiers de sécurité par les
scientifiques, qui sont lus par l’ASN (Autorité de Sûreté Nucléaire), qui
elle même donne son verdict : elle autorise ou non la
création d’un projet de fusion, puis est chargée de
son contrôle.
La sécurité est assurée à différents stades : conception, construction, exploitation et démantèlement du projet.
1. Analyse de sûreté et étude de conception
Méthode d'analyse de sûreté : identification du risque – supposition d’une défaillance – déroulement du scénario – mise en place d’infrastructures pour minimiser ou supprimer l’impact de cette défaillance sur les hommes et l’environnement.
Lors de l'European Material Assessment Meeting à Karlsruhe les 5 à 8 Juin 2001 a eu lieu le début des recherches et études de faisablilité du projet par K.Ehrlich , M.Gasparatto , L.Giancardi , G.LeMarois et B. van der Schaaf.
Problème et enjeux : les matériaux de containement doivent résister à un flux de neutrons à hauteur de 10 à 15 MWy/m2, le but étant de limiter le taux de remplacement de ces matériaux. Ils doivent être du type « basse activation » pour préserver le côté le plus attractif de la fusion (des déchets dans la mesure du possible recyclables, pas de déchets très actifs, voir classification plus bas). Il faut donc trouver un équilibre entre les deux problèmes suivants : d'une part les impuretés du matériel (qui peuvent s’activer plus facilement que la matrice du matériau en elle-même) , et le taux d’activation des produits. D’autre part, il faut prendre en compte le problème de la minimisation des déchets et du risque de fuite de lithium à travers une corrosion moins importante.
Rappelons le, les recherches à ce niveau là sont internationales.
Figure 1 : Distribution des laboratoires en Europe (source : www.efda.org)
Dans le but de trouver un juste milieu entre les deux contraintes, trois matériaux répondant à première vue aux critères ont été analysés : les aciers ferreux-martensiques, les alliages de vanadium et les composés céramiques SiC/SiC.
Les aciers ferreux-martensiques sont ceux qui bénéficient de la recherche la plus avancée, et posent pour l’instant le moins de problèmes. On en parle par exemple pour DEMO (prototype de réacteur à fusion produisant de l’électricité, grand frère d'Iter, qui prendra son relai à l'horizon 2040). Ils sont déjà fabriqués par Böhler Austria (sous le nom EUROFER, qui souligne le caractère européen de la recheche), mais leur utilisation dans le cadre de la fusion nécéssite un taux plus bas que le taux actuel en Nb, Mo et Ni. En effet, ces composants chimiques sont activés très hautement. Les recherches au Japon visant à réduire les taux non voulus sur l’EUROFER sont prometteuses. Les RAFM alliages, ont toutefois un gros désavantage : on ne peut pas travailler à plus de 550°C pour des raisons de résistance du matériaux et de résistance aux fissures. On pense pouvoir pallier ce problème en développant les ODS (Oxile Dispersion Strenghtened). Ainsi, on pourrait atteindre des températures de travail allant au delà de 650°C, par ajout de Y2O3 dans une matrice d’EUROFER. Les ODS ne seront toutefois pas recyclables.
Les alliages de vanadium sont acceptables si l’on utilise le lithium comme surgénérateur et refroidissant à haute température. Alors, il se réparera seul (ne perdra donc pas 5cm par an par corrosion des neutrons), ce qui est un point clé.
Les composés céramiques SiC/SiC remplissent particulièrement bien, eux, la seconde exigence : un très bas taux d’irradiation, mais manquent de conductivité thermique. Les SiC/SiC ne seront toutefois pas recyclables.
Remarque : ce dossier d’analyse de sûreté
constitue « seulement » un conseil de poursuite
de recherche, dans les domaines qui semblent les plus prometteurs.