La course internationale aux mini-réacteurs nucléaires dopés par le climat

Face à l’urgence climatique, les grands réacteurs nucléaires, vieillissants et trop chers à renouveler, vont avoir besoin d’aide. Des petits frères, construits en usine, débarquent pour décarboner l’électricité au plus près des besoins.

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La Russie compte le seul SMR opérationnel au monde, situé sur une barge ancrée dans le port de Pevek, en Sibérie.

« Notre avenir écologique et énergétique, […] notre avenir stratégique, notre statut de grande puissance passent par la filière nucléaire », a déclaré le président de la République, Emmanuel Macron, le 8 décembre 2020, à l’usine du Creusot (Saône-et-Loire) de Framatome. Juste avant d’annoncer un financement de 50 millions d’euros du plan France Relance pour le projet de petit réacteur modulaire Nuward, piloté par EDF. Quelques jours plus tôt, le Premier ministre britannique, Boris Johnson, annonçait une enveloppe de 525 millions de livres pour développer des SMR (small modular reactors), notamment celui de Rolls-Royce. Pas de quoi rattraper le retard pris sur les Américains, les Russes et les Chinois, qui construisent les premiers prototypes.

Mais assez pour aider leurs pays à jouer leur rôle dans la lutte contre le réchauffement climatique. En proposant une alternative compétitive et agile aux réacteurs de grande puissance, trop chers, ces mini-réacteurs promettent la production d’électricité bas carbone au plus près des besoins, en remplacement des énergies fossiles. « Les très grosses capacités nucléaires ne sont plus vraiment adaptées aux contraintes économiques et financières des pays », observe Marc-Antoine Eyl-Mazzega, le directeur du centre énergie et climat de l'Ifri, l’Institut français des relations internationales.

Des coûts réduits et un génie civil simplifié

Les SMR pourraient être produits en usine et installés avec un minimum de génie civil et à coût réduit. Alors qu’il faut compter de 4 000 à 6 000 dollars le kilowatt électrique (kWe) pour la construction d’un réacteur à eau pressurisée de 1 000 MW, les SMR promettent des coûts autour de 4 000 dollars le kWe pour les têtes de série, puis 2 600 à 3 000 dollars pour les suivants. Il ne faudrait que « quatre à cinq ans pour les construire », avance Xavier Ursat, le directeur du nouveau nucléaire chez EDF, contre près de dix ans pour leurs grands frères. 

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Constructibles par paliers, ils permettront un retour sur investissement plus rapide. Équipés de systèmes de sécurité passive, une option rendue possible par leur petite puissance, les SMR seraient aussi moins chers à assurer et moins sujets aux aléas climatiques. Associés en grappes, ils pourraient remplacer les centrales électriques à énergies polluantes, tout en profitant des infrastructures réseaux existantes. Les plus petits pourront, eux, alimenter des zones isolées dépourvues d’infrastructures, des îles, des mines… Et les petits réacteurs avancés atteindront des températures suffisantes pour décarboner certains processus industriels.

Le nucléaire, un secteur en transition

10,35 % de l’électricité mondiale
441 réacteurs de grande puissance dans 31 pays, 50 en construction
72 projets de SMR, AMR et MMR, impliquant 18 pays
1 SMR opérationnel, 3 en construction
Sources : WNISR, AIE, AIEA

72 projets en cours

À son dernier comptage en septembre 2020, l’Agence internationale de l’énergie atomique a identifié 72 projets de mini-réacteurs dans le monde. Les plus avancés sont ceux à eau légère, notamment celui de la start-up américaine NuScale, qui a obtenu sa certification de l’autorité de sûreté nucléaire américaine.

D’autres projets sont dans les limbes, comme en Afrique du Sud. Mais rien n’est encore joué. Hormis peut-être en Chine, aucun SMR ne pourra se contenter d’un marché domestique. Car leur compétitivité dépend entièrement de l’effet de série. « Comme un avion, il faut que le SMR soit validé par toutes les autorités de sûreté, à l’identique », explique Xavier Ursat. Il faudra donc harmoniser au niveau international les processus de certification et standardiser des normes, pour permettre l’émergence d’une chaîne d’approvisionnement mondiale. L’Agence pour l’énergie nucléaire de l’OCDE y sensibilise déjà ses membres.

Le lexique du nouveau nucléaire

Le SMR pour small modular reactor est un petit réacteur nucléaire modulaire de troisième génération (eau légère bouillante ou pressurisée) de moins de 500 MWe, très intégré, standardisé pour être produit en usine et installé en grappe, pour la production d’électricité et de chaleur, à terre ou sur barge.
L’AMR pour advanced modular reactor repose sur le même concept que le SMR, mais avec des technologies avancées dites de quatrième génération (sels fondus, gaz haute température ou neutrons rapides), moins matures mais mieux adaptées pour décarboner certains processus industriels électrochimiques.
Le MMR pour micro modular reactor est un microréacteur nucléaire de moins de 25 MWe, de très grande autonomie (plusieurs années) pour des applications isolées de faible puissance, civiles (mines, chauffage urbain) ou militaires (bases antimissiles, canons électromagnétiques...)
La pile nucléaire, appelé aussi batterie atomique, est un générateur d’électricité très longue durée (dix à vingt ans) utilise l’énergie de la désintégration d’un isotope radioactif différent de l’uranium et sans réaction en chaîne, pour des applications autonomes (sondes spatiales, stations scientifiques reculées...)
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