Propulsion Nucleaire

Des réacteurs embarqués pour sous-marins et porte-avions

A côté des réacteurs classiques à terre, producteurs d’électricité, près de 220 réacteurs embarqués dans le monde entier fournissent l’énergie nécessaire à la propulsion de 150 navires et sous-marins nucléaires. L’énergie nucléaire est particulièrement adaptée pour les navires qui ont besoin d’être en mer pendant de longues périodes sans ravitaillement, tels que des porte-avions, croiseurs et sous-marins ou encore des brise-glaces perdus dans le nord de la Sibérie.

Depuis 2001, tous les sous-marins français fonctionnent grâce à l’énergie nucléaire. Le rêve des sous-mariniers a toujours été de disposer de bâtiments dotés d’une propulsion qui n’a pas besoin d’oxygène. Un avantage de la propulsion nucléaire est de ne pas avoir besoin d’air. Les sous-marins nucléaires ne doivent pas faire surface fréquemment contrairement aux sous-marins classiques.

Par définition, un sous-marin doit rester le plus longtemps et le plus discrètement possible en immersion. Le mode de propulsion , le diesel-électrique des sous-marins classiques, nécessitait quelques bouffées d’air frais et donc des remontées en surface régulières ou l’utilisation d’une sorte de gros tube, le schnorkel, facilement repérable.

Un autre avantage: les sous-marins nucléaires n’ont jamais besoin d’être rechargés en combustible tout au long de leur durée de vie, de 25 ans pour les modèles actuels.

Si la technologie des réacteurs embarqués s’est avérée idéale et robuste pour la propulsion sous-marine, elle reste cependant prohibitive par sa taille, son poids, ses coûts pour la propulsion des navires marchands.

Particularités des réacteurs nucléaires de propulsion navale

La finalité de propulsion au lieu de production d’électricité, les particularités inhérentes à un vaisseau de guerre dans le cas de sous-marins et de porte-avions et l’environnement exigu du navire dans lequel se trouve placé le réacteur de propulsion affectent la conception détaillée et la technologie.

Les installations auxiliaires du réacteur embarqué (réfrigération, ventilation, systèmes de sécurité et de conduite, etc …) se trouvent à cohabiter avec les autres installations du navire, spécialement dans le cas des sous-marins.

Alors que la puissance d’un réacteur producteur d’électricité varie lentement, un navire doit pouvoir évoluer rapidement au cours de sa mission ou pour échapper à une menace. Le réacteur doit pouvoir répondre rapidement , de façon fiable et sûre à tous les événements inhérents à la vie d’un sous-marin ou un porte-avions.

La disponibilité est également essentielle. Pour un sous-marin, la perte en mer de la propulsion constituerun événement très grave pouvant conduire à la perte du navire.

La propulsion navale nucléaire est la source de déchets radioactifs similaires à ceux des réacteurs à terre, mais en quantité moindre. Une fois usé, le cœur d’un sous-marin ou porte-avions est remplacé lors d’un carénage et le combustible usé entreposé le temps que la radioactivité diminue avant un éventuel retraitement. Aujourd’hui, cinq cœurs sont entreposés à sec et quatorze autres sont répartis dans les trois piscines dont dispose la France.

Caractéristiques des réacteurs embarqués

Aujourd’hui, la technologie adoptée pour la propulsion nucléaire est principalement celle des réacteurs à eau pressurisé (REP). La puissance thermique de ces réacteurs va de 10 MWth (megawatts thermiques) pour des prototypes jusqu’à 200 MWth pour les plus gros sous-marins et 300 MWth pour des porte-avions et autres navires de surface comme les croiseurs russes de type Kirov Les réacteurs REP des navires à propulsion nucléaire ont une puissance électrique située dans la gamme des 35-50 MW (megawatts).

Le combustible utilisé est de l’oxyde d’uranium très fortement enrichi. L’enrichissement au début de la propulsion navale était de 80 à 95 % pour disposer du maximum de puissance instantanée (plongées rapides). Il est maintenant plutôt proche de 15 %.

Ces réacteurs permettent des régimes de vitesse variables adaptables au circonstances opérationnelles, allant pour les sous-marins de la vitesse croisière simple à la vitesse de plongée et d’intervention ultra rapide : il faut pouvoir passer de 10% à 100% de sa puissance en 30 secondes à 1 minute La vitesse de croisière des grands bâtiments de surface est de l’ordre de 25 à 30 nœuds.

POUR PLUS D’INFORMATION SUR LES RÉACTEURS EMBARQUÉS

– 1) : Histoire propulsion nucléaire
– 2) : Réacteurs embarqués