les SMR, des réacteurs miniatures pour mieux répartir la distribution d’électricité ?

Alors que de nouveaux EPR devraient voir le jour en France d’ici 2040 pour remplacer les réacteurs vieillissants, Futura est allé se renseigner sur d’autres technologies de réacteurs. Au programme de ce deuxième article, des petits réacteurs modulaires récents qui permettaient de décarboner l’énergie dans de nombreux pays : les SMR.

Ils ont été annoncés par le président Emmanuel Macron en février 2022 : entre le 6 et le 14 EPR (Réacteur pressurisé européen tu Réacteur de puissance évolutif) vont être intégrés d’ici 2040, afin de maintenir le nucléaire comme source principale d’électricité en France. Ces réacteurs reposent sur le même principe que les réacteurs actuellement utilisés : réactions nucléaires, puis extraite par l’eau maintenue liquide sous haute pression. Cette eau circule en boucle fermée dans le circuit primaire, lui-même en contact indirect avec un circuit secondaire. Elle se refroidit au contact de ce circuit secondaire, en transmettant sa chaleur à l’eau qui y circule. Cette dernière se vaporise alors et vient faire tourner une turbine qui enclenche un alternateur : de l’électricité est générée !

Diminuer les coûts de construction en produisant des réacteurs modulaires

D’autres types de réacteurs débutent à voir le jour, ou répartis au goût du jour. Alors, leçon réacteurs à neutrons rapides potreint bien revenir dans le débat d’ici quelques années. Et d’autres réacteurs, bien plus petits, font leur apparition : les SMR, ou Petits réacteurs modulaires. Pour en savoir plus, Futura a rencontré Jean-Michel Ruggieri, responsable du programme SMR du CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives), et Karine Herviou, directrice générale adjointe en charge du pôle sûreté nucléaire à l’IRSN (Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire). Ressemblant formente à nos réacteurs actuels, les SMR sont cependant, comme leur nom l’indique, bien plus petits. « Pour donner une idée, un produit EPR entre 4 500 et 5 000 mégawatts thermiques, alors qu’un SMR est plutôt autour de 500 mégawatts thermiques », explique J.-M. Ruggieri. « L’AIEA (Agence internationale de l’énergie atomique) recense déjà 70 projets disponibles sur son site », a déclaré K. Herviou. Plusieurs sont déjà à des stades avancés, notamment en Russie, où les premiers ministres sont Flottants SMR ont vu le jour en 2020, ou aux États-Unis où le réacteur Nuscale a reçu l’approbation de son design.

Parmi eux, l’un en particulier retient notre attention : Nuwardversez « Nucléaire en avant ». Officiellement annoncé en 2019 par EDF, son principe est le même Réacteur classique, mais en plus petite ! « Un SMR, comme tout réacteur nucléaire, consiste d’abord en un bloc chaudière qui produit de la chaleur, explique J.-M. Ruggieri. Si ce n’est qu’il est 5 à 10 fois plus petit, donc crée d’autant moins d’énergie qu’un réacteur classique. » Et Nuward funcciónra tout comme les REP (réacteur à eau sous pression) utilisé actuellement en France, avec de l’eau sous pression pour ralentir et modérer les neutrons émis dans la cuve. Un projet qui devrait voir le jour d’ici une dizaine d’années. « Le but pour Nuward est de poser le premier béton en 2030, mais le site précis n’est pas encore déterminé. Ensuite, d’autres SMR suivront, potentiellement en France mais pas seulement », explique J.-M. Ruggieri.

Car le terme « modulaire » signifiant que ces petits réacteurs potrouint être des assemblages de pièces détachées, elles-mêmes construites en usine. Ces réacteurs portent donc à terme, être « produits de série », explique K. Herviou, bien que des questions de conception persistantes, notamment au niveau des générateurs de vapeur. « La particularité de la technique de conception se retrouve souvent au niveau de la chaudière du réacteur : le but pour Nuward est d’intégrer tous les éléments du circuit primaire dans la cuve. On parle de concept intégré. Cela comprend donc les générateurs de vapeur (GV), qui sont, dans le cas des REP de puissance, plus gros que la cuve elle même. Le défi est donc de les miniaturiser : pour Nuward, on est parti sur des GV à plaques qui ont nécessité un développement technologique dédié », explique J.-M. Ruggieri.

Décarboner l’énergie dans les pays utilisant encore des centrales à charbon

Dans le futur, ces réacteurs pourientenlement s’intégrer parfaitement, sans pour autant remplacer ceux déjà existants. « Le but premier de tels réacteurs est de décarboner la production d’énergie, et notamment pour l’industrie. A terme, il faudra remplacer le carbone et le gaz par d’autres énergies décarbonées : solaire, éolien, biomasse, nucléaire », explique J.-M. Ruggieri. Ils s’agouteraient ainsi au bouquet énergétiquemais seulement pas. “Les SMR ne servaient pas qu’à faire de l’électricité par l’énergie nucléaire, ils pouvaient aussi directement produire de la chaleur pour le chauffage urbain, voire de l’hydrogène, en utilisant des électrolyseurs. »

Cess petits réacteurs serait également implantable dans des sites ne pouvant accueillir de grosses centrales, ou d’anciens sites de centrales à charbon, dont la puissance est souvent autour de 300 MWe, équivalent à celle des SMR. En raison de leur petite taille, les coûts seront aussi moindres, permettant “à des pays qui ne peuvent pas disposer d’une grande centrale d’avoir accès à une énergie décarbonée”, explique J.-M. Ruggieri. « Au total, ce sont plus de 3 000 centrales au charbon qui doivent être remplacées dans les pays dotés du nucléaire. L’idéal serait de les remplacer d’ici 2040, donc cela nous donne une bonne profondeur de marché. » Reste encore les questions de sûreté, qui s’ajoutent à celles de la conception, comme l’explique Karine Herviou. « Beaucoup considérant qu’une faible puissance équivaut à des risques moindres, donc des besoins moindres en sûreté. À l’IRSN, nous exigeons au contraire une sûreté équivalente à celle des réacteurs de puissance. »

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