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Petits réacteurs : le monde des SMR en ébullition

Isabelle Dumé, journaliste scientifique
Le 30 mars 2022 |
4 mins de lecture
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Petits réacteurs : le monde des SMR en ébullition
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Renaud Crassous
directeur du projet SMR pour EDF
En bref
  • Selon l’Agence internationale de l’énergie atomique (IAEA), il existe aujourd’hui 443 centrales nucléaires en service dans le monde. Cinquante de plus sont également en construction dans 19 pays.
  • En France, le CEA, EDF, Naval Group et TechnicAtome travaillent ensemble sur le Nuward SMR, une technologie de réacteur à eau pressurisée conçue pour répondre aux besoins croissants du marché mondial de l’électricité décarbonée.
  • À l’origine, les SMRs étaient destinés à amener de l’électricité dans les zones géographiques isolées - un marché forcément limité. Plus récemment, EDF a avancé l’idée de remplacer les centrales à charbon par des petits réacteurs.
  • Le consortium Nuward travaille actuellement sur la phase de 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.

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.

Les SMR, moins chers et plus flexibles

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.

Les projets SMR dans le monde

Selon l’A­gence inter­na­tionale de l’én­ergie atom­ique (IAEA), il existe actuelle­ment env­i­ron 70 pro­jets SMR dans le monde, avec une grande var­iété de con­cep­tions et de tech­nolo­gies avancées à l’é­tude. Il s’ag­it notam­ment de très petits réac­teurs2, de réac­teurs à eau pres­surisée, de réac­teurs à eau bouil­lante, de réac­teurs à sodi­um, de réac­teurs à sels fon­dus et de réac­teurs à gaz. Les pro­duits dévelop­pés à par­tir des réac­teurs de généra­tion III et III+ seront prêts d’i­ci 2030, car ce sont les tech­nolo­gies les plus matures à l’heure actuelle.

Les SMR en France

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. »

Le développement de la technologie SMR en France

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.

1https://​www​.iaea​.org/​n​e​w​s​c​e​n​t​e​r​/​s​t​a​t​e​m​e​n​t​s​/​a​n​-​e​x​c​h​a​n​g​e​-​o​f​-​v​i​e​w​s​-​w​i​t​h​-​t​h​e​-​e​u​r​o​p​e​a​n​-​p​a​r​l​i​a​m​e​n​t​-​t​h​e​-​i​a​e​a​-​a​n​d​-​t​h​e​-​e​u​-​t​a​p​p​i​n​g​-​n​u​c​l​e​a​r​-​t​o​-​a​d​v​a​n​c​e​-​d​e​v​e​l​o​p​m​e​n​t​-​h​e​a​l​t​h​-​a​n​d​-​e​n​v​i​r​o​n​m​e​n​t​a​l​-​s​u​s​t​a​i​n​a​b​ility
2https://​www​.iaea​.org/​n​e​w​s​c​e​n​t​e​r​/​n​e​w​s​/​w​h​a​t​-​a​r​e​-​s​m​a​l​l​-​m​o​d​u​l​a​r​-​r​e​a​c​t​o​r​s​-smrs
3https://​www​.cea​.fr/​p​r​e​s​s​e​/​P​a​g​e​s​/​a​c​t​u​a​l​i​t​e​s​-​c​o​m​m​u​n​i​q​u​e​s​/​e​n​e​r​g​i​e​s​/​n​u​w​a​r​d​-​s​m​r​.aspx
4https://​www​.ely​see​.fr/​e​m​m​a​n​u​e​l​-​m​a​c​r​o​n​/​f​r​a​n​c​e2030