Potentialités du concept de réacteur à sels fondus pour une production durable d'énergie nucléaire basée sur le cycle thorium en spectre épithermique

Dans l'eventualite d'une contribution significative du nucleaire aux besoins energetiques mondiaux, le probleme de la gestion des dechets actuels remet en question la perennite de la liere REP. En complement des recherches sur le stockage et l'incineration de ces dechets, il convient donc d'envisager des systemes innovants dedies a une production d'energie nucleaire durable, aussi sobre, propre et sure que possible. Nous nous interessons ici au concept de reacteur a sels fondus, dont le combustible est liquide. Cette particularite autorise un retraitement en ligne pyrochimique, qui peut permettre de s'affranchir de certaines limites neutroniques. Le projet MSBR (Molten Salt Breeder Reactor) d'un reacteur a sels fluorures et a moderateur graphite a ainsi montre a la fin des annees 1960 que la surgeneration en cycle thorium et en spectre thermique est accessible avec un retraitement en ligne approprie. A l'aide d'outils de simulation developpes autour du code Monte Carlo MCNP, nous reevaluons dans un premier temps les performances d'un systeme de reference inspire du projet MSBR. L'etude complete de la phase de mise a l'equilibre de ce reacteur d'une puissance de 2500 MWth, demarre en 232Th/233U, nous permet de valider nos choix de reference. L'equilibre obtenu montre une reduction importante des inventaires et des radiotoxicites induites par rapport aux autres cycles possibles. Le retraitement en ligne associe est suffisamment efficace pour rendre le systeme surgenerateur, avec un temps de doublement d'une trentaine d'annees a l'equilibre. A partir du systeme de reference, nous testons ensuite differentes options en termes d'economie de neutrons, de transmutation et de controle de la reactivite. Il en ressort que c'est le retraitement en ligne qui apporte le plus de flexibilite a ce systeme particulierement bien adapte a la production d'energie en cycle thorium. L'etude de scenarios de transition a cette filiere quantifie les limites d'un eventuel deploiement a partir du parc francais actuel, et montre enfin qu'une gestion raisonnee du plutonium disponible serait necessaire dans tous les cas.