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Small Modular Reactors : petits réacteurs, grand pas vers la transition énergétique ?

Les centrales nucléaires conventionnelles et les centrales à charbon sont réputées pour être difficiles à financer et longues à construire. A l’heure de la décarbonation et de l’urgence climatique, les Small Modular Reactors (SMR) répondent aux besoins croissants du marché. En plus d’être moins chers et plus rapides à construire, ces petits réacteurs émergent comme une véritable alternative pour fournir de l’énergie décarbonée.

L’histoire des SMR : un concept ancien revenu sur le devant de la scène

Au tout début de la filière nucléaire, de petits réacteurs étaient construits pour plus de simplicité avant d’augmenter graduellement leur puissance.

Révélée au grand public lors de la conférence générale de l’Agence Internationale de l’Energie Atomique (AIEA), le 18 septembre 2019, la technologie SMR existe en fait depuis les années 50.

Les réacteurs sont donc passé de 60 mégawatts à 300, puis à 800-900, 1300-1350, pour enfin atteindre 1650 à 1750 mégawatts avec l’European Pressurized Reactor (EPR). Jusqu’en l’an 2000, il était considéré que plus les réacteurs étaient petits, moins il y avait d’économies d’échelle et donc que cela était plus coûteux. L’augmentation fulgurante de la puissance des réacteurs nucléaires répond ainsi à une stratégie d’économies d’échelle.

À partir des années 2000, les coûts de construction et de mise en exploitation des réacteurs nucléaires ont explosé. Les grandes centrales sont devenues de plus en plus difficiles à financer, les prêts garantis par l’État se faisant rares et les taux d’intérêt devenant de plus en plus élevés.

Une tendance mondiale est donc apparue : revenir sur de plus petits réacteurs tout aussi puissants. 

Le retour des petits réacteurs, la modularité en plus

Si le concept de réacteurs à faible puissance est ancien, la modularité des SMR est une tendance nouvelle à laquelle le secteur de l’énergie s’intéresse depuis seulement quelques années.

Leur modularité permet une fabrication en série avec une usine qui assemble le réacteur. À sa sortie, le SMR est prêt à être branché.

Cet esprit de plug and play se retrouve autant sur le réacteur en lui-même que dans ses composants internes.

L’intérêt ? Remplacer rapidement et simplement un module par un autre lorsque la maintenance doit être faite. De plus, les petits réacteurs sont plus simples à financer, l’emprunt pour chacun étant moindre. Leur installation nécessite moins d’ingénierie civile et donc une réduction des coûts et de la durée de construction.

Plusieurs accidents sur les réacteurs de puissance comme à Fukushima par exemple ont mis en exergue la nécessité de renforcer la sureté :  c’est ainsi que la sûreté passive a fait son apparition. Difficile à mettre en place dans les réacteurs de puissance, cette dernière est l’un des avantages majeurs des petits réacteurs.

Le SMR : quel allié de la transition énergétique ?

Les SMR arrivent dans un monde où les enjeux environnementaux sont au cœur des débats politiques et économiques.

Chaque jour les initiatives et les propositions émanent pour agir en faveur d’un monde décarboné. Le secteur de l’ingénierie y occupe naturellement une place stratégique.

Les petits réacteurs modulaires, grâce à leurs modules uniques, peuvent se coupler à d’autres sources d’énergie comme les énergies renouvelables.

Les énergies renouvelables sont dites intermittentes, c’est-à-dire que leurs disponibilités varient fortement, notamment l’énergie solaire ou éolienne. Par exemple, on ne décide pas à quelle heure le vent va souffler, pourtant le train doit partir de la gare à une heure précise. Dans ce cas-là, il faut trouver une source de remplacement et être complémentaire au renouvelable.

Les SMR permettent donc de produire lorsque le renouvelable ne produit pas et s’effacent lorsqu’il produit. De plus, les SMR peuvent permettre aux régions isolées avec des infrastructures moins développées de s’intégrer dans ces systèmes hybrides.

Etat des lieux des SMR en France et dans le monde

50

modèles de SMR utilisables ou en cours de développement

170

millions € prévu dans le plan de relance français pour accélérer la recherche

Les SMR suscitent un intérêt croissant sur la scène internationale.

De plus en plus de projets voient ainsi le jour aux États-Unis, au Japon, en Chine, en Inde ou encore en Russie.

En tout, 50 modèles et concepts de SMR sont en cours de développement ou utilisables à court terme. L’Agence Internationale de l’Energie Atomique coordonne les différents projets de SMR autour du monde dans le but de faciliter leur implantation.

En France, un projet nommé « NUWARD » (Nuclear Forward), petit réacteur modulaire à la française, est porté par le Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies (CEA), ainsi qu’EDF, Naval Group et TechnicAtome.

Ce projet bénéficiera des meilleures technologies françaises.
Basé sur la technologie des réacteurs à eau pressurisée (REP), l’objectif de NUWARD sera de répondre aux enjeux de l’électricité décarbonée, de sûreté et de compétitivité.

Par ailleurs, le plan de relance français prévoit un budget de 170 millions d’euros pour accélérer la recherche sur les petits réacteurs modulaires.