​Les premiers réacteurs électronucléaires ont été construits au cours des années 1950 aux États-Unis, en Union soviétique et en France. Depuis, plusieurs générations de réacteurs sont apparues à travers le monde, et on en distingue quatre aujourd’hui. Ce classement correspond aux progrès majeurs intégrés dans chaque génération en termes de sûreté de fonctionnement, de sécurité et d’économie du combustible ou encore de compétitivité.​..

​Génération et filière : deux notions distinctes

Dans l’industrie nucléaire, la notion de « génération » est distincte de celle des « filières technologiques ». En effet, une génération peut inclure différentes technologies de réacteurs. Les différences entre les générations correspondent à des critères d’exigences spécifiques à chaque période.

Quatre générations de réacteurs nucléaires

Depuis le lancement, en 2001, du Forum International Génération IV dédié aux recherches sur les « réacteurs du futur », les professionnels distinguent 4 générations de réacteurs à fission nucléaire. Chaque génération répondait à des objectifs liés aux enjeux majeurs de l’époque de leur conception. Compte tenu de la durée de vie de ces équipements, on trouve encore en activité ou en cours de construction, des réacteurs de différentes générations.

Présentation des quatre générations de réacteurs nucléaires. Crédit : Corinne Beurtey / CEA

• La 1^ère génération de réacteurs nucléaires comprend les prototypes et les premiers réacteurs de taille industrielle à usage commercial mis au point dans les années 1950 et 1960 et entrés en service avant les années 1970. Conçu dans l’immédiat après-guerre 1939-1945, ces réacteurs devaient faire la démonstration du potentiel de la puissance atomique mise au service de l’énergie civile. Durant cette période, la France, qui ne disposait pas des technologies d’enrichissement de l’uranium, a développé une filière technologique utilisant l’uranium naturel comme combustible (UNGG).
  

• Les réacteurs nucléaires de 2^e génération sont entrés en service à partir des années 1970. Ils correspondaient à la nécessité d’une meilleure compétitivité de l’énergie nucléaire et d’une amélioration de l’indépendance énergétique, dans un contexte de fortes tensions sur le cours des énergies fossiles (choc pétrolier). La majorité des réacteurs actuellement en exploitation dans le monde sont des réacteurs de génération 2. En France, il s’agit principalement de filière à eau sous pression, une technologie américaine adaptée par EDF. Des prototypes de réacteurs à neutrons rapides (RNR) ont également été construits en France sur cette période. Ils répondaient aux mêmes objectifs, mais le ralentissement du développement du nucléaire dans les années 1980, ajouté à la découverte de nouveaux gisements d’uranium, les ont rendus moins prioritaires.
  

  
  Centrale nucléaire de Chooz en région Champagne-Ardenne reposant sur la filière à eau légère (REP) - crédit : F.Rhodes/CEA © crédit : F.Rhodes/CEA
  

• La 3^e génération de réacteurs nucléaires, qui s’apprête aujourd’hui à prendre progressivement le relais, met l’accent sur les impératifs liés à la sûreté et à la sécurité (résistance renforcée aux agressions externes, type chute d’avion). Ces réacteurs tirent les enseignements du retour d’expérience de l’exploitation des réacteurs de génération 2, des accidents de Three Miles Island et de Tchernobyl ainsi que des attentats du 11 septembre 2001. Trois réacteurs répondent à ces critères : l’EPR français, l’AP1000 (advanced pressurized de 1 000 MWe) américano-japonais et l’AES 2006, dernier modèle de 1 200 MWe du VVER russe.

• La 4^e génération correspond aux réacteurs, actuellement en conception, qui pourraient voir un déploiement industriel dans la seconde moitié du XXI^e siècle. Ils reposent sur des concepts de neutrons dits « rapides » et fonctionnent à plus haute température, des conditions qui leur permettraient une optimisation de l’utilisation du combustible nucléaire. Les recherches sur ces systèmes du futur sont menées dans le cadre du Forum international Génération IV qui a établi les quatre critères auxquels ils devront répondre : la durabilité, la sûreté, la compétitivité économique et la résistance à la prolifération nucléaire. En 2006, le CEA a été mandaté par l’Etat pour étudier la conception d’un réacteur de 4^e génération.