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Les réacteurs nucléaires modulaires pourraient changer la donne énergétique mondiale

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Edito : Les réacteurs nucléaires modulaires pourraient changer la donne énergétique mondiale

Vendredi, 10/11/2023 - 00:00 1 commentaire
Les réacteurs nucléaires modulaires pourraient changer la donne énergétique mondiale zoom

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A cette date, 8 novembre (date d'envoi de cet édito), le total des dons enregistrés n'atteint que 3.620 euros sur un objectif de 15.000 euros. Comme je l'ai dit précédemment, RT Flash a besoin de 45 euros chaque jour pour continuer à être mis en ligne chaque semaine.

Or, les 3620 euros reçu jusqu'à ce jour ne nous permettent d'assurer la mise en ligne de RT Flash que jusqu'au Vendredi 23 Mars 2024.

Ce qui signifie que nous n'avons progressé que d'une semaine dans ces 8 derniers jours. Or, nous allons atteindre la semaine prochaine la moitié du temps réservé à notre campagne de dons. Nous devrions donc être assurés à la fin de la semaine prochaine que nous pourrions assurer la mise en ligne de RT Flash jusqu'au 30 Juin.

Or, nous ne sommes qu'au 23 Mars.

Face à cette situation, je demande à tous nos lecteurs de réagir.

Sans vous tous qui acceptez de faire des dons, RT Flash n'existerait plus. Nous avons bien conscience de la précarité de notre situation mais vous remercier chaque semaine avec des articles et un édito dont les rédacteurs et moi-même sommes totalement bénévoles nous apporte beaucoup de joie et de bonheur.

René Trégouët
Sénateur Honoraire
Créateur du Groupe de Prospective du Sénat
Rédacteur en Chef de RT Flash

Président de l'ADIST (l'ADIST est une association qui gère RT Flash)

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EDITORIAL :

Le dernier et instructif rapport de l'AIE, publié il y a quelques semaines, nous apprend que, pour limiter le réchauffement climatique à +1,5°C, les émissions de gaz à effet de serre doivent baisser de 80 % d'ici 2035, dans les économies développées et de 60 % dans les pays émergents. Pour atteindre cet objectif impératif, l'AIE préconise deux mesures principales, d'une part, tripler le rythme des installations de production d’énergies renouvelables d'ici 2030 ; d'autre part, doubler le taux d'électrification de nos économies au même horizon (Voir IEA).

En France, bien que le dernier scenario de RTE prévoit que notre consommation totale d'énergie baisse d'environ 40 % d'ici à 2050 (passant de 1600 TWh à 930 TWh), notre pays devrait connaître une forte augmentation de la consommation électrique au cours des trente prochaines années, car la nécessaire décarbonation de notre économie passe par une forte électrification des usages dans tous les secteurs d'activités, industrie, transports et chauffage des bâtiments notamment. Selon les dernières études prospectives, la part de l'électricité dans la consommation finale d'énergie passera probablement de 27 % aujourd'hui à plus de 75 % au milieu de ce siècle. Dans cette perspective, notre consommation électrique, qui est aujourd'hui de 460 TWH par an, pourrait dépasser les 600 TWh par an vers 2040 et atteindre les 730 TWh par an vers 2050.

Selon RTE, cette hausse inexorable de notre consommation électrique s’explique essentiellement par les nouveaux objectifs européens visant à réduire de 55 % les émissions nettes de CO² de l’UE d’ici 2030 (le plan « Fit for 55 »). Cette électrification à marche forcée se fera en priorité dans le secteur des transports, avec la fin annoncée de la vente des véhicules thermiques en 2035, et du chauffage et climatisation des logements et bâtiments (avec la généralisation des pompes à chaleur) qui représentent 45 % de la consommation globale d'énergie.

Pour parvenir à répondre de façon décarbonée à cette forte hausse de la consommation électrique, notre pays s'est fixé de nouveaux objectifs très ambitieux en matière de développement des énergies renouvelables : la production d'électricité solaire devrait ainsi être multipliée par dix, atteignant 150 TWh en 2050 ; la production de l'électricité éolienne sera, pour sa part, multipliée par neuf, atteignant 350 TWh en 2050, essentiellement issus des 50 parcs éoliens marins prévus à cette échéance ; enfin la production d'hydroélectricité atteindrait 84 TWh par an, en augmentation de 20 %. Mais à supposer que notre pays parvienne à réaliser ce gigantesque effort de développement du solaire et de l'éolien, et réussisse également à ouvrir d'ici 2050 les six nouveaux EPR prévus (en plus de la centrale de Flamanville qui doit enfin être mise en service en 2024), il manquera encore, au bas mot, 70 TWH par an à notre pays, soit l'équivalent de 5 gros EPR (en se basant sur une hypothèse moyenne de consommation nationale à 730 TWH par an) pour boucler son budget énergétique.

C'est là qu'interviennent les réacteurs nucléaires modulaires, ou SMR, des équipements qui représentent une véritable rupture technologique, économique et industrielle. Ils sont à la fois beaucoup plus petits, plus simples, plus sûrs et bien moins coûteux que les classiques réacteurs nucléaires. Ces SMR ont une puissance qui s'étale de 50 à 300 mégawatts (MW), comme dans le cas du projet français Nuward, un réacteur à eau pressurisée de type PWR développé par EDF et le CEA, qui aura une puissance de 170 MW, dix fois inférieur à celle d'un réacteur EPR. En matière d’ingénierie, ces SMR sont beaucoup moins complexes que les grands réacteurs nucléaires. Ils sont fabriqués en usine, ce qui permet d’envisager une production en série et des économies d’échelle, et sont ensuite transportés sur leur site de fonctionnement. En termes de coût, par rapport à une centrale nucléaire de type EPR qui représente un investissement d’une dizaine de milliards d’euros, la construction d’un SMR varie entre 100 millions et un milliard d’euros, en fonction de la taille et des technologies employées.

Par leur structure hermétique, les SMR présentent des avancées significatives en termes de sûreté, un facteur évidemment essentiel dans ce domaine sensible du nucléaire. Ils excluent tout risque de fusion du cœur, et de fuite de produits radioactifs à l’extérieur.

Ces petits réacteurs modulaires sont dotés de systèmes de sécurité passifs, c’est-à-dire de dispositifs qui ne nécessitent pas d’apport d’énergie pour fonctionner et mettent automatiquement à l'arrêt le réacteur en cas de problème. En outre, le réacteur et le système de refroidissement étant intégrés dans une même enceinte hermétique, les SMR sont insensibles aux aléas climatiques. Au final, ces SMR ont un coût de fonctionnement très compétitif (environ 60 dollars le mégawattheure). Enfin, ils nécessitent peu d'investissement de raccordement aux réseaux, ces SMR pouvant facilement être implantés à proximité de ceux existants.

Tous ces avantages expliquent pourquoi ces petits réacteurs nucléaires modulaires connaissent un développement fulgurant dans le monde, que ce soit en Europe, en Chine, en Russie, aux Etats-Unis et au Canada, qui prévoient d’ajouter au parc nucléaire plus de 300 SMR dans les 25 prochaines années. Outre-Atlantique, la livraison du premier small modular reactor en Amérique du Nord a été signée récemment. Ce SMR est le SMR BWRX-300 développé par General Electric Hitachi Nuclear Energy. D’une puissance de 330 MW, ce mini-réacteur peut alimenter plus de 300 000 foyers ; il sera mis en service sur le site de la centrale nucléaire en cours de rénovation de Darlington, dans l’Ontario (Canada) d’ici fin 2028.

Un autre SMR américain est développé par NuScale et développé à l’Université d’Etat de l’Oregon. Il possède une sécurité dite passive et intrinsèque qui a d'ailleurs été reconnue en janvier dernier par l'autorité de sûreté américaine du nucléaire, la puissante NRC. Même en cas d’accident grave, aucune intervention active des pompes et soupapes n’est requise, et la sécurité de l’installation est garantie sans alimentation en énergie. Le système a été conçu pour s’arrêter de manière entièrement autonome et refroidir par lui-même sur une période illimitée. Le SMR développé par NuScale est un petit réacteur basé sur la technologie éprouvée des réacteurs à eau sous pression. La première centrale nucléaire de NuScale sera construite avec six modules de 77 MW sur le terrain du Carbon Free Power Project (CFPP), à proximité d’Idaho Falls. Le premier module doit être mis en service en 2029.

Toujours aux Etats-Unis, le géant informatique Microsoft a lancé son propre programme de recherche, visant à se doter dans les meilleurs délais de réacteurs nucléaires modulaires qui seraient destinés à répondre de manière décarbonée à l’augmentation des besoins en énergie de la firme, notamment pour alimenter ses immenses data centers, en plein essor avec le développement de l’IA. La firme informatique considère en effet que l’absence de sources d’énergie décarbonée souple et immédiatement disponible constitue un véritable « goulot d’étranglement » au développement de l’IA dans tous les secteurs de la vie économique. La célèbre firme britannique Rolls Royce développe pour sa part son premier SMR d'une puissance de 470 mégawatts et d'une durée de vie de 60 ans et compte bien commercialiser son réacteur modulaire vers 2030. Rolls Royce vise à la fois le marché américain et européen où les besoins de l’industrie et du secteur numérique en matière d’énergie décarbonée pourraient doubler d’ici 2040.

En France, dans le cadre de la nouvelle loi d’accélération du nucléaire votée en juin dernier par le Parlement, l'objectif de six réacteurs EPR a été confirmé et huit autres seront mis à l’étude ainsi qu'un premier exemplaire du mini réacteur Nuward qui appartient à cette famille de ces petits réacteurs nucléaires modulaires (SMR) innovants. Sur ces deux volets, le plan France 2030 prévoit une enveloppe de 1 milliard d’euros, dont 500 millions pour Nuward, le projet de SMR porté par EDF, Naval Group, TechnicAtome et le Commissariat à l'énergie atomique (CEA), et 500 millions pour les autres réacteurs innovants. EDF vise une commercialisation des Nuward au plus tard pour 2030, c'est-à-dire cinq à dix ans plus tôt que la mise en service des premiers EPR2. Et ce temps gagné pourrait s’avérer précieux car la décennie 2030-2040 sera très délicate à négocier pour notre pays sur le plan énergétique : la France devra en effet faire face à une forte hausse de la demande d’électricité, alors que les futures EPR programmés seront encore loin d’être opérationnels et que les énergies renouvelables, notamment en mer, ne seront pas encore suffisantes pour répondre à elles seules à ces besoins accrus en énergie décarbonée.

En juin dernier, le gouvernement a également désigné les lauréats de l’appel à projets réacteurs innovants. Il s’agit du français Naarea, qui développe un réacteur à neutrons rapides aux sels fondus qui pourra produire de l’électricité et de la chaleur à partir de combustibles usés du parc existant. Le second lauréat est une entreprise italo-britannique, Newcleo, qui veut investir 3 milliards en France. Il y a quelques semaines, la société française Naarea a réussi une première mondiale, malheureusement peu relayée par les médias, en réalisant une boucle à sels fondus opérationnelle entièrement en carbure de silicium, à une température de 700°C. Cette avancée remarquable devrait permettre la mise au point d’un petit réacteur modulaire, en vue de décarboner plus vite notre industrie. La technologie développée par cette jeune société, qui repose sur un réacteur à sels fondus, utilise des combustibles nucléaires usagés actuellement entreposés et d’uranium appauvri. L’idée est d’arriver à une fermeture complète du cycle du combustible nucléaire et d’accélérer l'élimination des déchets à vie longue. Alors que ces déchets durent plusieurs centaines de milliers d'années si rien n'était fait, nos produits de fission auront une durée de vie d'environ 250 ans, ce qui est beaucoup plus gérable.

Ce petit réacteur de 40 mégawatts électriques occupera un volume équivalent à celui d’un autocar et son refroidissement ne nécessitera pas d’eau, ce qui facilite grandement son implantation qui n’a pas plus besoin d’être à proximité d’une rivière ou d’une mer. Ce choix technologique permettra de produire de la chaleur exempte de carbone à 650°C, tout en produisant en parallèle de l'électricité. Les industriels pourront ainsi décarboner de manière plus rapide et moins onéreuse leur chaîne de production. « Nous apportons une solution aux consommateurs industriels, principaux émetteurs de CO2, en nous affranchissant des réseaux électriques saturés », souligne Jean-Luc Alexandre, président-directeur général de Naarea. Naarea a également construit un "jumeau numérique" de son microréacteur. Il s’agit d'une plate-forme digitale collaborative qui offre une représentation du réacteur en 3D et permet de le soumettre virtuellement aux différentes contraintes thermiques et physiques. Ce jumeau numérique permet une maintenance prédictive globale, grâce à l'anticipation du vieillissement des matériaux,

Une autre jeune société, Hexana, développe également un SMR de quatrième génération, prévu pour 2030, qui s’appuie sur la technologie des réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium (RNR-Na). Comme son concurrent, Naarea Hexan veut produire à la fois de la chaleur et de l’électricité bas-carbone de manière très flexible et en cycle nucléaire fermé. Cette technologie RNR présente en effet le grand avantage de pouvoir utiliser de l’uranium appauvri associé à du plutonium que l’on trouve dans les combustibles usés de nos réacteurs à eau pressurisée. Cette particularité technique permet de réduire à la fois les besoins en uranium naturel et la quantité finale de déchets nucléaires. Hexana veut proposer deux modules nucléaires de 400 mégawatts (MW) thermiques ou 150 MW électriques, ainsi que des modules de stockage de chaleur afin de pouvoir répondre de manière souple et rapide aux besoins de l'industrie. Cerise sur le gâteau, ce type de SMR, couplé à une unité de captage de CO2, pourra aussi produire de l’hydrogène ou du carburant de synthèse.

Un autre acteur, la jeune société Jimmy Energy, vient de boucler une levée de fonds de 15 millions d’euros pour lancer l’industrialisation de son premier micro-réacteur dès 2026. Fondé en 2021 par Antoine Guyot et Mathilde Grivet, Jimmy Energy conçoit des générateurs thermiques incluant des micro-réacteurs nucléaires à l’uranium, et qui se branchent directement aux installations existantes, fournissant ainsi aux industriels de la chaleur décarbonée à un coût compétitif. « Dès 2026, nous voulons être le premier petit réacteur nucléaire mis en service en France afin de fournir de la chaleur décarbonée à l’industrie, et participer ainsi, très concrètement, à la lutte contre la crise climatique », souligne Antoine Guyot, co-fondateur et CEO de Jimmy.

On le voit, l’arrivée en force des ces petits réacteurs nucléaires modulaires, performants, économique et sûrs, est en mesure de bouleverser notre paysage énergétique, aussi bien sur le plan mondial, qu’européen et national, en apportant au bon moment le « chaînon manquant » qui permettra à nos économies de se décarboner assez vite pour éviter une perte de contrôle du climat et faire la jonction avec l’arrivée massive, à partir de 2040, des énergies renouvelables de prochaine génération, solaire organique, éolien marin géant, énergie osmotique géothermie profonde, et fusion contrôlée…

Nous pouvons nous féliciter que la France, forte de ses compétences et de son expertise mondialement reconnue dans le domaine nucléaire, participe activement à cette révolution technologique et économique qui n’a pas échappé aux Etats-Unis et à la Chine, ces deux géants consacrant des moyens considérables pour s’imposer sur ce marché qui pourrait être multiplié par dix d’ici 2035 et atteindre les 550 milliards de dollars à cet horizon.

Je voudrais enfin souligner une évolution très importante, celle de nos concitoyens face à l’énergie nucléaire. Sans sous-estimer les risques et menaces inhérents à cette forme d’énergie, les Français, comme le montrent plusieurs études récentes, sont à présent majoritairement favorables à une relance de l’énergie nucléaire et pensent également que notre pays a eu raison de s’engager dans cette filière de production d’énergie, il y a maintenant plus d’un demi-siècle. Cette évolution très nette de l’opinion publique s’explique pour trois raisons principales : d’abord, nos concitoyens considèrent que la priorité absolue est à présent la lutte contre le réchauffement climatique et la réduction massive de nos émissions de CO2. Dans cette perspective, ils ne voient pas comment ces objectifs pourraient être atteints en renonçant immédiatement à l’énergie nucléaire, même s’ils sont très favorables au développement des énergies renouvelables. Ensuite, notre pays a compris, avec la guerre en Ukraine et la fin des importations de gaz russe, à quel point il était vital pour notre avenir et notre souveraineté de parvenir à l’indépendance énergétique. Enfin, nos concitoyens ont compris que le nucléaire de demain, qu’il s’agisse des Réacteurs EPR ou des petits réacteurs modulaires SMR aura un niveau d’efficacité (diminution sensible des besoins en combustibles nucléaires) et de sûreté (recyclage des déchets à longue vie radioactive) encore amélioré. Reste que le développement de ces réacteurs nucléaires modulaires devra se faire de la manière la plus démocratique et la plus transparente possible, afin que cette nouvelle source d’énergie, puissante et décarbonée et rapidement mobilisable, puisse contribuer à accélérer notre transition énergétique, à sortir plus vite des énergies fossiles, et à maintenir le réchauffement climatique dans des limites acceptables par l’humanité…

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

e-mail : tregouet@gmail.com

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  • Bonob0h

    10/11/2023

    Bonjour,

    Le titre
    Edito : Les réacteurs nucléaires modulaires pourraient changer la donne énergétique mondiale

    est trompeur ...
    Car s'ils sont modulaires quelque soit la recette / technologie REP ou RSF ...

    ces réacteurs sont des RSF / MSR sans ou à Neutrons Rapide !

    https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9acteur_nucl%C3%A9aire_%C3%A0_sels_f...

    Et pour mieux comprendre les gabegies des REP voici un documentaire
    https://www.youtube.com/watch?v=2mMsqFAIdsE

    Donc pour résumer :

    Depuis plus de 50 ans existe une autre technologie nucléaire qui a tous les avantages ... mais certains lui on préféré la plus problématique ... les REP

    Donc la bon titre devrait être du genre :

    Les réacteurs nucléaires à sel fondus pourraient enfin après 50 ans d'errements changer la donne énergétique mondiale

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