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LPSC-0875 Mémoire présenté par Elsa MERLE-LUCOTTE Maître de Conférences à Greno

LPSC-0875 Mémoire présenté par Elsa MERLE-LUCOTTE Maître de Conférences à Grenoble INP / Ecole Nationale Supérieure de Physique de Grenoble pour obtenir le diplôme d’Habilitation à Diriger les Recherches de l’Institut Polytechnique de Grenoble LE CYCLE THORIUM EN RÉACTEURS À SELS FONDUS PEUT-IL ÊTRE UNE SOLUTION AU PROBLÈME ÉNERGÉTIQUE DU XXI` eme SIÈCLE ? Le concept de TMSR-NM soutenue publiquement le 27 juin 2008 devant le jury composé de Bertrand BARRE Conseiller scientiﬁque AREVA Examinateur Sylvie DELPECH Chargée de Recherche CNRS (ENSCP) Examinatrice Bernard HAAS Directeur de Recherche CNRS (Bordeaux) Rapporteur Serge KOX Directeur de Recherche CNRS (Grenoble) Examinateur Roland MADAR Directeur de Recherche CNRS (Grenoble) Rapporteur Claude RENAULT Ingénieur de Recherche CEA (Saclay) Rapporteur Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie UMR 5821 - CNRS-IN2P3 / UJF / Grenoble INP 53 avenue des Martyrs 38026 Grenoble Cedex Remerciements Ce mémoire d’habilitation marque pour moi une étape et me permet de mesurer le chemin parcouru depuis Marie-Noëlle et l’obtention de mon doctorat. Au long de ce chemin, j’ai eu la chance d’être accompagnée de nombreuses personnes qui m’ont offert leur temps, leur aide et parfois même leur amitié. Je remercie respectivement Joël Chauvin, Johann Collot et Serge Kox, directeurs de l’ISN devenu LPSC et au sein duquel j’ai effectué mes recherches ces neuf dernières années. Je voudrais remercier spécialement Daniel Heuer, qui m’a initiée aux réacteurs nucléaires, monde entièrement nouveau et exotique pour moi après ma thèse en physique des particules, qui m’a aidée à trouver ma voie dans ce domaine et grâce à qui mon travail de recherche et d’enca- drement est à la fois passionnant, agréable, enrichissant et fécond ! Merci Daniel pour ton aide inconditionnelle toutes ces années, pour tes conseils amicaux, pour nos discussions passionnantes sur un nombre incroyable de sujets, et pour les dizaines d’idées nouvelles que tu as en moyenne par jour et que nous creusons ensuite ensemble avant de les appliquer puis de les expliquer ! Enﬁn merci de m’avoir poussée sans relâche jusqu’à ce que j’écrive et soutienne cette habilitation ! Je n’oublie pas bien sûr Ludovic Mathieu qui, avec Daniel Heuer, a donné son nom et ses premiers titres de noblesse au TMSR. Le concept pousse bien, toujours plus intéressant et prometteur ! Je tiens à remercier Roger Brissot, grand chef de la ﬁlière Génie Energétique et Nucléaire, dont les qualités pédagogiques et les connaissances impressionnent les étudiants et font rêver les jeunes enseignants-chercheurs, et qui me supporte stoïquement et avec humour depuis 8 ans ! Merci enﬁn aux autres membres du groupe Physique des Réacteurs de Grenoble, cadre de ma vie de chercheur depuis 2000, le “café du groupe” étant toujours un moment fort viviﬁant, varié et indispensable de la journée. Et pas seulement grâce au café ! Avec un merci particulier à Véronique pour nos discussions informelles et sa manière de voir les choses. Merci aussi à nos conseillers scientiﬁques préférés, Michel toujours disponible et efﬁcace, Christian, Jean-Marie et Hervé, enﬁn Elisabeth Huffer grâce à qui tout le monde pense que j’écris parfaitement l’anglais. Mais ça vient, merci Elisabeth ! Enﬁn je remercie Marie-Anne sur qui j’ai appris à encadrer une thèse, merci pour ta conﬁance et ton amitié ; et Xavier qui me permet de peauﬁner ma technique d’encadrement. iii Je remercie tous les membres de mon jury pour leurs conseils avisés et leur support. Je remercie Roland Madar qui nous a toujours soutenu et aidé en ﬁlière GEN et qui de plus a accepté d’être rapporteur de mon travail. Mes rencontres avec Bernard Haas, au gré des manips à Bordeaux tout d’abord puis des réunions GEDEPEON et PCR-RSF, ont toujours été enrichissantes. Je le remercie pour l’interêt qu’il porte à nos recherches et pour sa lecture très attentive et utile de mon manuscript. Je connais Claude Renault depuis déjà quelques années via l’action européene Alisia qu’il pilotait puis le forum international Génération 4 où il dirige le comité de pilotage RSF et où il fait bien ressortir les dernières évolutions capitales de nos travaux et leurs impacts sur le concept RSF. Merci d’avoir accepté de rapporter sur mes travaux. Je remercie encore les trois rapporteurs pour le temps qu’ils m’ont accordé. Merci à Serge Kox d’avoir présidé mon jury, de m’avoir fait de nombreux commentaires utiles sur mon document, et d’être toujours à l’écoute, en tant que directeur du LPSC, de nos avancées et de nos besoins au niveau recherche comme enseignement. Je remercie enﬁn les examinateurs de mon jury qui ont apporté chacun un point de vue différent sur mon travail : – Bertrand Barré, qui a exprimé un grand interêt pour nos travaux, bien que ceux-ci soient très en amont de la R&D traditionnelle d’AREVA, que je remercie ici d’avoir apporté un éclairage industriel à ce jury. – Sylvie Delpech, que j’ai découvert via le PCR-RSF qu’elle co-dirige avec Daniel Heuer, avec qui j’apprécie de travailler au sein d’actions européenne et internationale et que je remercie pour son suivi attentif et sa participation importante aux travaux RSF. Enﬁn merci à tous les supporters de nos travaux plus largement en France, notamment le Pro- gramme sur l’Aval du Cycle et l’Energie Nucléaire du CNRS et son directeur Hubert Flocard pour ses conseils toujours avisés, l’IN2P3, EdF qui suit et encourage nos travaux et nos thèses depuis longtemps, avec un hello spécial pour David Lecarpentier, et les collègues du CEA dont nous ap- précions le soutien et la coopération, avec un remerciement amical à un ancien voisin de bureau, Fabien Perdu ! Bien que ce mémoire soit dédié à la recherche, mon métier consiste pour au moins la moitié du temps à enseigner, aussi je tiens à citer mes collègues en enseignement également. Je remercie donc Claire Schlenker, Roland Madar et Pierre Benech, diecteurs successifs de l’ENSPG puis de PHELMA, établissement au sein duquel j’effectue mon enseignement depuis que je suis maître de conférences. Je tiens aussi à exprimer ma gratitude à Jean-Pierre Longequeue qui m’a fait conﬁance dès mon arrivée à l’ENSPG en me proposant la co-gestion du module sûreté. Merci également à Isabelle Schanen pour sa disponibilité, son efﬁcacité et son écoute. Enﬁn je remercie chaleureusement Josette Mabed et Alain Nicollet pour leur présence amicale, et pour leur aide toujours disponible, compétente et indispensable ! Merci aussi à tous ceux qui ne sont pas nommément cités mais qui ont participé, de près ou de loin, à mon travail : iv – les collègues du LPSC, chercheurs, doctorants et stagiaires, ainsi que les membres de tous les services techniques et administratifs, avec un merci amical pour Corinne avec qui j’ai travaillé un an sur la supersymétrie lors de mon arrivée à l’ISN et avec qui je refais équipe de temps en temps en enseignement de TP. Plus un petit coucou à Maryse et Virginie ! – les collègues de l’ENSPG maintenant PHELMA, et ceux de l’UJF, tant enseignants que personnes administratifs sans qui la vie d’enseignant(e) ne serait pas vivable. Avec un merci spécial aux intervenants du master Energétique Physique et aussi... aux élèves sans qui la vie d’enseignante serait beaucoup moins trépidante et justiﬁée ! – tous les chercheurs et personnes intéressées par la thématique sels fondus au CNRS, au CEA, chez EdF et AREVA, enﬁn de par le monde. Les discussions, directes ou par email, que nous avons pu avoir permettent de faire avancer nos recherches d’une manière toujours motivante, un grand merci ! At last but not at least... Je tiens à remercier de tout coeur ma famille. Merci Maman et Papa de m’avoir toujours soutenue et aidée dans les voies que j’avais choisies, en me faisant conﬁance et en aplanissant ma route avec compréhension et amour. Sans vous je n’aurai jamais pu accéder à ce métier et à ma vie présente formidables. Merci à ma soeurette Géraldine, complice indispensable et toujours dispo ! Enﬁn j’adresse mes remerciements les plus tendres à mon homme. Merci Arnaud pour ta présence, ta patience (et pas seulement pendant la rédaction de mon manuscript mais c’est fou ce que c’est prenant les RSF !), ton soutien conﬁant et de tous les instants, toutes tes attentions, tout ce qui fait que ma vie est... ma vie ! Je t’aime. v Table des matières 1 Futur énergétique mondial et futur du nucléaire 15 1.1 Le contexte énergétique mondial et son avenir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.1.1 L’énergie dans le monde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.1.2 Evolution de la consommation énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.2 Etat actuel de l’électro-nucléaire dans le monde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.2.1 Atouts du nucléaire . . . . . . . . uploads/Geographie/ hdr-eml-tmsr-small.pdf