Petits réacteurs : le monde des SMR en ébullition

Les petits réac­teurs nucléaires modu­laires (SMR) peuvent-ils nous aider à atteindre nos objec­tifs en matière de réduc­tion d’é­mis­sions de gaz à effet de serre ? Pour de nom­breux pays, l’éner­gie nucléaire repré­sente une solu­tion en géné­ral et les SMR en par­ti­cu­lier, car ils sont poten­tiel­le­ment plus sûrs et, en prin­cipe, plus rapides et moins chers à construire que les réac­teurs nucléaires classiques.

Selon l’A­gence inter­na­tio­nale de l’éner­gie ato­mique (IAEA)¹, il existe aujourd’­hui 443 cen­trales nucléaires en ser­vice dans le monde. Cin­quante de plus sont éga­le­ment en construc­tion dans 19 pays. La plu­part d’entre elles sont de « grosses » cen­trales conven­tion­nelles qui pro­duisent plus d’un giga­watt d’élec­tri­ci­té (GWe). Cepen­dant, leur construc­tion prend des décen­nies et coûte des mil­liards de dollars.

La fis­sion étant une tech­no­lo­gie d’échelle, elle peut être appli­quée à la construc­tion de réac­teurs plus petits, défi­nis comme ayant une puis­sance typique de 300 MWe. Moins grands et moins chers, ces SMR peuvent être construits en usine, puis trans­por­tés en modules vers les sites d’ins­tal­la­tion. Des « micro­réac­teurs » ultra-com­pacts sont même en cours de concep­tion. Ces der­niers auront une puis­sance de seule­ment 1 à 20 MWe et seront encore plus faciles à trans­por­ter. Ces réac­teurs pour­raient être uti­li­sés, par exemple, pour pro­duire de la cha­leur dans des appli­ca­tions indus­trielles telles que la fabri­ca­tion de l’a­cier, pour ali­men­ter en élec­tri­ci­té des com­mu­nau­tés vivant dans des zones recu­lées et pour sou­te­nir le réseau élec­trique principal.

En France, le CEA, EDF, Naval Group et Tech­ni­cA­tome tra­vaillent ensemble sur le Nuward SMR³, une tech­no­lo­gie de réac­teur à eau pres­su­ri­sée (ou PWR pour pres­su­ri­zed water reac­tor) conçue pour répondre aux besoins crois­sants du mar­ché mon­dial de l’élec­tri­ci­té décar­bo­née com­pé­ti­tive dans le seg­ment des 300–400 MWe. Le pro­jet est en phase de concep­tion pré­li­mi­naire et sera éten­du aux acteurs euro­péens lors des phases suivantes.

L’i­dée de tra­vailler sur des petites cen­trales élec­triques n’est pas nou­velle en soi. Tech­ni­cA­tome, res­pon­sable de la concep­tion de Nuward, déve­loppe depuis près de cin­quante ans des réac­teurs com­pacts, notam­ment pour la pro­pul­sion navale (sous-marins, porte-avions).

À l’origine, les SMR étaient des­ti­nés à ame­ner de l’élec­tri­ci­té dans des zones géo­gra­phiques iso­lées – un mar­ché for­cé­ment limi­té. Plus récem­ment, EDF a avan­cé l’i­dée de rem­pla­cer les cen­trales à char­bon (il y a plus de 3000 uni­tés à rem­pla­cer) par de petits réac­teurs.  Les cen­trales à char­bon fer­me­ront pro­gres­si­ve­ment au cours des pro­chaines décen­nies pour atteindre les objec­tifs de réduc­tion des émis­sions de car­bone. Il s’a­git d’un mar­ché beau­coup plus impor­tant qui offre la pos­si­bi­li­té de construire une série de réac­teurs, inté­res­sant car cela per­met­trait de réduire le coût d’une cen­trale élec­trique – un avan­tage concur­ren­tiel non-négligeable.

En outre, dans cer­taines régions du monde, le réseau élec­trique ne per­met tout sim­ple­ment pas l’ins­tal­la­tion de grandes cen­trales élec­triques en rai­son des coûts éle­vés et du temps néces­saire pour modi­fier le réseau local. La pos­si­bi­li­té d’ins­tal­ler un SMR, au lieu, par exemple, d’une cen­trale à char­bon, qui peut être rac­cor­dée au réseau exis­tant est, en prin­cipe, plus simple. C’est donc ce mar­ché qui est visé en pre­mier lieu par les SMR.

« Il y a une effer­ves­cence dans le domaine de la R&D et du déve­lop­pe­ment indus­triel des SMR, comme on n’en a pas vu depuis des décen­nies dans le monde du nucléaire », déclare Renaud Cras­sous direc­teur du pro­jet SMR chez EDF. « Ce qui est éga­le­ment frap­pant dans cette évo­lu­tion, c’est que ce ne sont pas seule­ment les entre­prises nucléaires his­to­riques qui s’im­pliquent acti­ve­ment, mais aus­si un cer­tain nombre de start-ups qui veulent se lan­cer dans le nucléaire. Avec cela, il y a aus­si l’i­den­ti­fi­ca­tion poten­tielle de nou­veaux clients et de nou­velles uti­li­sa­tions de l’éner­gie nucléaire en géné­ral. »

L’ex­pé­rience indus­trielle de la France en matière d’éner­gie nucléaire sera un avan­tage cer­tain dans cer­taines phases du déve­lop­pe­ment des SMR. Le Plan France 2030⁴ du gou­ver­ne­ment aura éga­le­ment un impact sur la stra­té­gie de déve­lop­pe­ment de Nuward puisque les sub­ven­tions seront de l’ordre d’un mil­liard d’eu­ros pour les SMR en général. 

The deve­lop­ment of SMR tech­no­lo­gy in France

Le consor­tium Nuward tra­vaille actuel­le­ment sur la concep­tion de son pro­jet. Cette phase, qui s’a­chè­ve­ra fin 2022, com­prend l’é­la­bo­ra­tion de plans archi­tec­tu­raux com­plets de la cen­trale et la réa­li­sa­tion de choix impor­tants pour défi­nir la sûre­té du réac­teur. Ces choix seront ensuite sou­mis aux auto­ri­tés de sûre­té com­pé­tentes. Vien­dra ensuite la phase de concep­tion de base au cours de laquelle tous les com­po­sants de la cen­trale seront détaillés, spé­ci­fiés puis com­man­dés aux fabri­cants. Un pre­mier réac­teur devrait être opé­ra­tion­nel en 2030.

L’ins­tal­la­tion d’une pre­mière série de réac­teurs Nuward sur le sol fran­çais pré­sen­te­rait de nom­breux avan­tages, notam­ment parce qu’elle repré­sente une oppor­tu­ni­té unique pour tout un réseau de petites entre­prises en termes d’ac­ti­vi­té et d’emplois. Le consor­tium n’a pas encore dési­gné de site phy­sique et indique qu’il étu­die­ra les sites pos­sibles cette année, puis éta­bli­ra une short­list.