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.