SMR / Mini réacteurs : un atout pour le nucléaire

Un engouement mondial pour les SMR et les AMR

Les SMR^* et les AMR^**sont des petits réacteurs modulaires de faible puissance, comprise généralement entre 20 et 300 MWe par unité, alors que les réacteurs actuels pour la production d’électricité ont en général une puissance entre 900 MWe et 1650 MWe pour les EPR. Les SMR sont en grande majorité des réacteurs à eau légère, comme les réacteurs en fonctionnement, alors que les technologies des AMR sont de nature très variée. Leur particularité commune est d’être modulaire : les différentes parties sont en effet conçues pour être fabriquées en série en usine et assemblées ensuite sur site. Plus compacts, moins longs et moins coûteux à fabriquer mais sûrs, ces réacteurs de faible puissance viennent compléter l’offre nucléaire de forte puissance.

Par leur taille, les SMR et AMR contribueront à déployer plus rapidement une énergie bas carbone dans le monde. Ils sont complémentaires des réacteurs de grande à moyenne puissance

 

Ces nouvelles générations de réacteurs rencontrent un fort engouement mondial. L’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) recense en 2022 + de 80 projets de SMR et AMR dans le monde, notamment aux États-Unis, au Canada, en Chine, en Russie et au Royaume-Uni.

 Dans le cadre du plan de relance du programme nucléaire français annoncé par le président Macron en février 2022, des investissements à hauteur d’un milliard d’euros seront alloués au développement de réacteurs de petite taille innovants.

SMR et AMR : des fonctionnalités prometteuses

La vocation de ces mini réacteurs n’est pas de remplacer les centrales de grande taille mais de produire une électricité bas carbone, sûre et compétitive, en s’intégrant dans les réseaux électriques de plus petite taille et dans des zones reculées, avec la promesse d’une autonomie énergétique. Ainsi, les SMR et les AMR pourront remplacer les centrales à charbon, fortement émettrices de CO₂, dans de nombreux pays. Ils visent également à approvisionner en électricité des complexes industriels, gros consommateurs en chaleur et en électricité, comme par exemple la sidérurgie, la pétrochimie et la métallurgie.

Le marché des SMR et des AMR est d’ampleur puisque dans les pays ouverts au nucléaire civil, plus de 3 300 tranches charbon devront être remplacées d’ici 2050.

 

Mais en plus de la fourniture d’électricité, ces nouvelles générations de réacteurs vont permettre d’autres usages, comme celui de produire de la chaleur. Un atout pour les industriels cherchant à décarboner leurs besoins en chaleur actuellement pourvus par le gaz. Ils peuvent ouvrir également d’autres fonctionnalités comme produire de l’eau douce en alimentant des usines de dessalement, décarboner la production d’hydrogène et fournir des carburants de synthèse. Le chauffage urbain est aussi l’une des possibilités offertes par les SMR et les AMR, comme en témoignent les études réalisées en Finlande pour remplacer les réseaux de chauffage urbain par des SMR, réduisant ainsi l’usage d’énergies fossiles.

Au-delà de leur flexibilité et de leur modularité, les concepts prometteurs des petits réacteurs innovants pourront produire de l’électricité et de la chaleur. 

SMR : un déploiement d'ici 2030

Les premiers exemplaires des modèles de SMR les plus matures, fondés sur les technologies de 3^ème génération, sont attendus d’ici 2030. Au-delà des aspects techniques, l’enjeu du déploiement des SMR et des AMR repose sur leur sûreté et leur capacité à gérer les combustibles usés.

Côté sécurité, leur petite taille permet d’intégrer des systèmes de sûreté passifs, respectant toutes les exigences de sûreté des réacteurs de 3^ème génération. L’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) ainsi que les autorités de sûreté nationales surveillent étroitement le processus de certification des SMR et des AMR ainsi que l’harmonisation des standards de sûreté au niveau européen et international.

Côté gestion des combustibles usés, la maîtrise du traitement et du recyclage des combustibles des réacteurs en fonctionnement est une opportunité pour les SMR. Pour les AMR, la gestion de la fin de cycle du combustible est intégrée dès la conception. Certains d’entre eux permettront notamment de réduire le volume et la radiotoxicité des déchets à long terme.

La promesse des petits réacteurs avancés (AMR^**)

Les réacteurs à sels fondus (RSF)

Très prometteur, le réacteur à sels fondus présente un fort rendement énergétique, une flexibilité d’utilisation, et surtout lorsqu’ils sont utilisés en spectre neutronique rapide, une capacité à brûler les actinides mineurs, qui sont considérés jusqu’à présent comme des déchets car non recyclés. Ce concept ouvre véritablement de nouvelles perspectives pour réduire le volume et la radiotoxicité des déchets à vie longue. Bien que la faisabilité de cette technologie ne soit pas encore acquise, Orano contribue activement à l’émergence de ces nouveaux types de réacteurs en coopérant avec des écosystèmes de start-up et de partenaires notamment en France, aux Pays-Bas et aux États-Unis.