PLAN - Nucléaire en Russie Etat des lieux et perspectives - Sfen

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PLAN - Nucléaire en Russie Etat des lieux et perspectives - Sfen
13/11/2017

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                   Nucléaire en Russie
          Etat des lieux et perspectives

Ambassade de France en Russie
Conseiller nucléaire
Alexandre GORBATCHEV

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                         PLAN
I. Législation encadrant le nucléaire civil
II. Structure de la filière nucléaire en Russie
     1. Parc électronucléaire
     2. Cycle
     3. Déchets
     4. Recherche
III. Dynamisme russe à l’export
     1. Projets
     2. Opportunités pour nos équipementiers
IV. Coopération bilatérale

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                                                        Législation
     Article 71 (i) de la Constitution de la Fédération de Russie

    Compétence de la Fédération de Russie pour: les systèmes énergétiques fédéraux, l'énergie nucléaire, les
    matières fissiles; le transport fédéral, les communications, l'information et la communication; activité dans
    l'espace.

     Loi principale : la loi fédérale sur l’utilisation de l’énergie nucléaire (loi fédérale N°170-FZ du
      21 novembre 1995)
    Donne la priorité à la sûreté nucléaire et radiologique, à la protection de l’environnement et à la sécurité.
    Définit le rôle de l’Etat et établit la base légale permettant l’encadrement de toute activité en lien avec l’énergie
    nucléaire. Elle détermine enfin la responsabilité civile en cas d’accident, en accord avec la convention de Vienne
    du 21 Mai 1963.

     Loi sur la gestion des déchets radioactifs et la modification de certains actes législatifs (loi
      fédérale N°190-FZ du 11 juillet 2011)

    Premier acte législatif réglementant la fin du cycle du combustible. Distingue les déchets radioactifs des
    combustibles nucléaires usagés (CNU) et propose une classification en 8 catégories selon leur durée de vie
    (courte ou longue) et leur niveau d’activité (TFA, FA, MA, HA)

     La Russie est signataire des principales conventions internationales encadrant l’usage du nucléaire civil (dans le
     cadre de l’AIEA) et l’article 15 de la Constitution russe reconnait la primauté des accords internationaux sur la
     loi nationale.

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 Plusieurs lois viennent ensuite encadrer la corporation d’Etat « Rosatom »

-      Loi N°317-FZ du 1er décembre 2007: crée la corporation d’Etat Rosatom englobant les actifs d’Atomenergoprom
       (holding verticalement intégrée couvrant l’industrie nucléaire civile) et lui donnant également temporairement la
       mission d’assurer les tâches régalienne définies par la loi fédérale de 1995 (N°170-FZ)

-      Loi N°188-FZ du 2 juillet 2013 : confirme les prérogatives de Rosatom et valide l’organisation verticale de
       l’industrie nucléaire russe mise en place en 2007. Cette loi confirme Rosatom comme :
         o   Ordonnateur principal du budget, bénéficiaire du budget, et administrateur principal des recettes budgétaires ;
         o   Responsable des commandes d’Etat pour la défense et la sécurité liées au domaine nucléaire;
         o   Responsable des commandes d’Etat et coordinateur des programmes ciblés à long terme dans le domaine nucléaire.

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Rosatom: étendue des activités

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               • 260 000 employés
               • 390 entités et organismes
               • 26 GWe installés - 196 TWh
               • 18,6% de production en Russie
               • 35 réacteurs, dont 2 RNR et 1 de
                 gén. III+
               • 7 tranches en construction
               • 1 centrale flottante en construction
               • 5 brise-glaces en exploitation
               • 3 brise-glaces en construction
               • n°1 mondial en enrichissement
                 (30%)
               • 17% du marché mondial du fuel
               • 133 Mrd$ sur 10 ans commandes à
                 l’export
               • coopération avec 42 pays

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             Rosatom: une structure pyramidale

Rosatom (la Corporation d’Etat pour l’énergie atomique) couvre l’ensemble des domaines
relatifs au nucléaire (énergie, recherche, dissuasion nucléaire, brise-glaces, etc…) en Russie pour
le compte de l’Etat. Rosatom peut s’engager au nom de l’Etat, émet ses propositions
directement auprès du Président de la Fédération de Russie en matière de politique nucléaire et
possède des fonctions équivalentes à celles d’un ministère.

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   Rosatom globalement autosuffisant sur tous les segments
Organismes de recherche de bon niveau:
           28 réacteurs de recherche, + 1 en construction (MBIR)
           15 maquettes critiques et 3 maquettes sous-critiques
Amont du cycle
           Approvisionnement en Uranium (7850 tU en 2014)
           Conversion (25000T/an)
           Enrichissement (> 30% du marché mondial)
Stratégie de fermeture du cycles incluant les RNR
           Stratégie MOX (pour RNR) et REMIX (pour VVER)
           Trois types de RNR (Na, Pb, Pb-Bi) en exploitation ou en
            développement
Stratégie de gestion des déchets

Stratégie de démantèlement des anciennes installations

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                Centrales en exploitation

11 RBMK & 4 EG-P6 & 18 VVER (440, 1000, 1200) & 2 BN (600, 800)

                                                                  10

           Centrales en construction
            Centrale                  Mise en service
 Rostov 4 - VVER 1000                   2018 - début 2019

 Novovoronej 2/2 - VVER 1200                  2019

 Leningrad 2/1 - VVER 1200              2018 - début 2019

 Leningrad 2/2 - VVER 1200                    2019

 Kursk 2/1 - VVER 1200                        2021

 Kursk 2/2 - VVER 1200                        2023

 centrale flottante – 2 x 35 MWe              2019

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                       Prévisions pour 2035
66 GWe de vieilles centrales (nucléaires et thermiques) seront arrêtées,
dont 13,4 GWe nucléaires (RBMK, EGP-6, BN-600, VVER-440).

A mettre en service entre 17,7 et 21,4 GWe nucléaires
         4 x 1200 MWe à Leningrad (AES 2006)
         1 x 600 MWe à Kola (VVER-600)
         1 x 1200 MWe à Novovoronej (AES 2006)
         1 x 1200 MWe à Kostroma (VVER-TOI)
         4 x 1200 MWe à Koursk (VVER-TOI)
         2 x 1200 MWe à Smolensk (VVER-TOI)
         2 x 1200 MWe à Nijniï-Novgorod (VVER-TOI)
         1 x 1200 MWe à Beloïarsk (BN-1200)
         2 x 35 MWe à Bilibino (centrale flottante)

                                                                           12

                       VVER 1200 – Gén III+

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            Génération III+
   Systèmes de sureté actifs et passifs

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         Génération III+
Systèmes de sureté actifs et passifs

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                           Génération III+
                  Systèmes de sureté actifs et passifs

Catalyseurs H2, Dépressurisation du circuit primaire, Evacuation de chaleur par les GV asséchés.

                                                                                                   16

                                    VVER 1200

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  BN-800

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Brise-glaces

     5 brise-glaces en exploitation
     3 brise-glaces programmés

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                                    Extraction

                  U1 et ARMZ produisent +7500 t/an de U3O8, soit 13% mondiale

                                                                          U1

U1 (hors Russie) :
•   dans le Top 5 des producteurs d’uranium mondiaux
•   actifs au Kazakhstan, aux USA et en Tanzanie.

                                                                      ARMZ

ARMZ exploite en Russie:
     • Dalur
     • Khiagda
     • PIMCU

                                                                                            20

                  Conversion et Enrichissement (TVEL)
       Nom du centre             Capacités                        Spécificités
                                 (MUTS/an)

Combinat électrochimique                      •     Enrichissement jusqu’à 30%.
d’Oural (UECC), Sverdlovsk
                                     10
                                              •     Enrichissement d’uranium appauvri

                                              •     Enrichissement à 5%
Usine électrochimique de
                                              •     Enrichissement à HEU
Zelenogorsk (ECP),                8,7 à 12
                                              •     Isotopes stables et radioactifs
Krasnoyarsk
                                              •     Centrifugeuses de génération 9
                                              •     Enrichissement à 5%
Combinat chimique de Sibérie
                                      3       •     Enrichissement d’uranium de retraitement
(SCC), Tomsk
                                              •     Conversion (20 k t U/an à partir de 2020)
Combinat électrochimique                      •     Enrichissement à 5%
                                    2,6
d’Angarsk (AECC), Irkoutsk                    •     Conversion (18,7 k t U/an)
                                                        24,3 MUTS/an
             Total
                                                       soit + 1/3 mondial

                                                                                                            10
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                    Conversion, enrichissement et export

                    TVEL                                                              TENEX

• 36% du marché de l’enrichissement                            • 17% du marché mondial de la
• 6 combinats et usines                                        fabrication et de la vente de
électrochimique soit une capacité de                           combustible après Westignhouse et
conversion de 25000T/an (1/3 des                               Areva.
capacités mondiales)                                           • Capacité de 2500T/an
                                                               • fourniture pour 78 tranches dans le
La compagnie est en train de
                                                               monde, de 30 réacteurs de recherche
centraliser ses activités en Sibérie
                                                               et de la flotte nucléaire russe.
parallèlement à la mise en place d’une
banque internationale d’uranium à
Angarsk.

                                                                                                   22

                                   Fabrication (TVEL)
   TVEL (17% de parts de marché au niveau mondial) fournit
   l’ensemble des installations nucléaires en Russie.
   TVEL livre du combustible pour plus de 70 tranches nucléaires
   situées dans 12 pays, 30 réacteurs de recherche et pour la flotte
   nucléaire de Russie.
   La capacité de production totale en combustible nucléaires de
   TVEL est de 2500 t/an.
    Elemash (MSZ)         Pour VVER-1200 VVER-1000, VVER-440, PWR, BN-600,
                          BN-800, RBMK-1000, EGP-6, réacteurs de recherche et
                          pour les réacteurs navals (sous-marins, croiseurs, brise-
                          glaces).
    Combinat Chimique     Fabrication de MOX dense et de combustible nitrure dense
    de Sibérie (SCC) à
    Seversk
    Usine de concentrés   Fabrication de combustible pour réacteurs VVER-1200,
    chimiques de          VVER-1000, PWR et pour les réacteurs de recherche (série
    Novossibirsk (NCCP)   WWR, IRT, SM...).
    à Novossibirsk
    Usine mécanique       Tubes en zirconium pour les VVER et les RBMK, produits de
    Tchepetski (TchMP)    l’uranium

    VNIINM A. A.          Recherche, conception des combustibles.
    Botchvar

                                                                                                                   11
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                           Aval du cycle

                                                                           24

                        Aval du cycle
    Ce que dit la loi russe sur le retraitement des CNU
                          étrangers

La loi autorise l’introduction sur le territoire russe des CNU étrangers
pour retraitement.

Pour les assemblages fabriqués en Russie  il n’ y a pas d’obligation
du retour de déchets ultimes au pays d’origine. Le choix est guidé par
l’appréciation du risque global (sécurité, environnement).
Le choix est fait conjointement avec les pays concernés (AIG).

Par déduction  le retour des déchets ultimes issus du retraitement
des assemblages de fabrication non-russe est obligatoire.

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           Aval du cycle - Législation russe relative au
                 retraitement des CNU étrangers
 • Loi n°139-FZ du 4 novembre 2005 sur l’adoption de la Convention commune
   sur la sûreté de la gestion du combustible usé et la sûreté de la gestion et des
   déchets radioactifs
 • Article 64 de la loi N° 170-FZ sur l’utilisation pacifique du nucléaire du 21
   novembre 1995
 • Articles 48 et 51 de la loi n°7-FZ (10 janvier 2002) sur la protection de
   l’environnement interdit l’introduction sur le territoire russe des déchets en
   provenance de l’étranger en vue de leur transformation, stockage, immersion
   en mer, envoi dans l’espace. L’import des CNU pour le retraitement n’est pas
   interdit.
 • Article 31 de la loi n°190-FZ (11 juillet 2011) sur la gestion de déchets
   radioactifs interdit tout import et export des déchets radioactifs à l’exception
   des cas suivants :
     • Retour depuis la Russie vers le pays d’origine des déchets issus du
        retraitement du CNU que la Russie avait importé pour le retraitement
     • Retour au pays d’origine d’une source scellée usée ou Rapatriement en
        Russie des sources scellées usées d’origine russe.

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                          Fermeture du cycle
Le combustible neuf « normal » comprend environ 4 % de l’235U
fissile, le reste étant de l’238U.
En sortie de réacteur, il reste encore l’essentiel de l’238U, une
partie de l’235U initial et des produits de fission hautement
radioactifs et à la durée de vie de l’ordre du siècle.
À cela s’ajoutent 1 % de plutonium et 0,1 % d’actinides mineurs
(principalement le neptunium-237, l'américium-241 et 243 et le curium-243,
244, 245).

Les AM sont très radioactifs seront encore présents dans des
dizaines de millénaires.
La meilleure solution pour les éliminer  les « bruler » dans
des réacteurs à neutrons rapides.

                                                                                               13
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   Fermeture du cycle pratiqué actuellement ….

…. ne permet pas d’éliminer les actinides mineurs.
…. ne fonctionne que pour un tour puisqu’une fois usé, le
MOX contient des isotopes de Pu difficilement utilisables
dans les REP

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          Fermeture du cycle grâce aux RNR

                             BN-600, 800 et 1200

          BREST-300

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                                   BREST-300

                                              Début de construction du BREST-
                                              300 en 2018 sur le site de SChC
                                              dans la région de Tomsk

                                              BREST-300 fera partie du
                                              démonstrateur incluant le bloc de
                                              gestion des combustibles

 1 – réacteur; 2 – salle de machine; 3 – entreposage et traitement des déchets
 radioactifs; 4 – bloc de gestion des combustibles (retraitement/réfabrication).

                                                                            30

           Stratégie pour CNU afin de réduire les déchets
REMIX - permettant un multiple recyclage de
l’U et du Pu.
Trois assemblages expérimentaux seront chargés
à Balakovo en 2016.

2020 -2025 :
Réacteur BREST ((U-Pu-MA)N) = 84,8 MdR
Fabrication/réfabrication du MOX et des
nitrures U-Pu pour les RNR
Démonstrateur de nouvelles techniques
de retraitement (250t/an) = 18 MdR

2025:
Nouvelle usine retraitement (700t/an)
pour les assemblages VVER
2030 -2035:
Laboratoire permettant statuer sur le
stockage géologique

                                                                                          15
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     Programme RNR russe vs la non-prolifération
Conformément à l’Accord russo-américain sur l’élimination d’une partie du Pu
de qualité militaire (Plutonium Management and Disposition Agreement ou
PMDA) chaque pays doit recycler 34 tonnes de leurs stocks respectifs.

• La Russie a mis en service le BN-800 permettant le recyclage du Pu, ainsi que
  l’usine de fabrication des combustibles MOX à GKhK (Krasnoïarsk).

• Les États-Unis, n'ont pas commencé (pour des raisons économiques), le
  recyclage de leur plutonium en combustible MOX sur le site de Savannah River.

Le 3 octobre 2016, V. Poutine a ordonné de suspendre le PMDA, tout en
considérant que le Pu visé par cet Accord demeure en dehors des objectifs
militaires.

La Russie justifie cette décision comme une « réaction aux actions menées par
les Etats-Unis qui ont entrainé une modification radicale de la situation dans
laquelle l’Accord avait été conclu ».

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               Gestion des déchets radioactifs
 Quelques Chiffres
 486 millions de m3 de déchets liquides
 87 millions de m3 de déchets solides
 98% de l’activité totale se situe sur 3 sites Maïak, CCM (Combinat Chimique et
 Minier) et Combinat Chimique de Sibérie

 Cadre législatif : Adoption de la Loi Fédérale du 11 juillet 2011 « Sur la
 gestion des déchets radioactifs et la modification de certains actes législatifs »:

          • Mise en place d’un registre des déchets nucléaires
          • Création d’un opérateur national NO RAO
          • Définitions des exigences et des obligations pour les producteurs de
            déchets
          • Interdiction de l’import de déchets hormis certains cas particuliers
            (sources scellées)

 Mode de gestion adapté:
          • Selon l’activité radiologique
          • 6 classes de déchets selon nature et activité

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                  Gestion des déchets radioactifs
Localisation des sites d’entreposage et de stockage des déchets en Russie

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                                    Recherche
  Pilotés par la division « Science et Innovation » de Rosatom

  Trois grands blocs de projets :

  Bloc 1 - modernisation des technologies existantes (44 projets pour 560
  M€) : technologies minières, centrifugeuses, sûreté des VVER, matériaux
  pour internes de cuve, nouveau combustible

  Bloc 2 - nouvelles technologies dans le domaine de l’énergie (20 projets
  pour 1,4 Md€) : cycle fermé (BREST 300, usine de retraitement, design
  BN1200, retraitement des MOX issus de BN800, séparation-transmutation
  des AM), SMR, MBIR, études de parc REP / RNR, technique de
  modélisation des chantiers…

  Bloc 3 - autres domaines non-énergie (13 projets pour 18 M€) isotopes à
  usage médical et industriel, équipements et matériaux pour la fabrication
  additive, systèmes de détection intégré pour situation d’urgence.

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                                   Recherche

Ainsi, 77 projets pour environ 2 Md€ pour une période de trois ans (soit
de 600 à 700 M€ par an), dont l’Etat finance moins de la moitié.

Les priorités sont : RNR et cycle fermé, démantèlement, technologies
des lasers, médecine nucléaire, supraconducteurs, désalinisation et
purification de l’eau, systèmes de détection pour situations d’urgence et
fabrication additive.

Les dépenses sont ajustées en fonction de l’avancement des projets.

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                                   Recherche
   Organismes de recherche de bon niveau:
       • 28 réacteurs de recherche, + 1 en construction (MBIR)
       • 15 maquettes critiques et 3 maquettes sous-critiques

  Division « Science et Innovation » de Rosatom regroupe la majorité de
  centres de recherche :

• IPPE (Institute of Physics and           • AO VNIIKhT (radiochimie),
  Power Engineering),                      • AO GIREDMET (métaux rares),
• TRINITI (Troitsk Institute for           • AO « russian superconductor »,
  Innovation and Fusion Research),
                                           • YAFI (appareils de mesures
• Luch,                                      radiologique),
• NIIP (Research Institute of              • NIIGraphite,
  Scientific Instruments),
                                           • GSPI (State Specialized Design
• RIIAR, AO IRM (matériaux de                Institute),
  réacteur),
                                           • Khlopin Radium Institute.

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                           Rosatom à l’export

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        Stratégie commerciale de Rosatom à l’export
Des soutiens à l’export: Crédit de l’Etat et/ou Garantie et crédit de l’Etat

Une offre axées sur la sureté et la « localisation »:
• Proposition de solutions d’ingénierie adaptée au pays hôte.
• Services de pré exploitation et d’exploitation (travaux préparatoires,
maintenance, améliorations).
• Ouverture du projet aux entreprises locales.
• Formation du personnel, échanges universitaire et développement de la
recherche.
• Evaluation et développement du cadre légal et réglementaire pour la sureté
nucléaire et formation du personnel de l’autorité de sureté
• Service de fin de cycle (gestion des déchets)
• Réalisation de projet BOO (Build Own and Operate) pour la Turquie

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                         Répartition
                      Lots                 Technologie russe

                              15%

                                                              îlot nucléaire
        50%                                                   gros équipements
                                                              ingénierie, génie civil
                                    35%

                                                 Ouverture à d’autres
                                                 fournisseurs

                                                                                    40

                     Coopération bilatérale
Accord intergouvernemental datant de 1996.

Deux déclarations intergouvernementales communes sur le nucléaire civil
en 2011 et 2013.

Institutionnelle : parlementaires, CEFIC, CEA, ASN, IRSN, ANDRA

Industrielle:
• EDF et ENGIE (amont)
• Fournisseurs français pour les projets russes à l’export

Scientifique: CEA, IRSN, EDF

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