Après une division Framatome Defense en 2020, Framatome Healthcare en 2021, filiale nucléaire industrielle d’EDF à 75 %, Framatome, a annoncé mi-octobre la création d’un Framatome Space. Davantage une marque ombrelle des activités de l’entreprise liées au spatial qu'une nouvelle division, Framatome Space doit permettre à l'entreprise «de consolider les partenariats aux États-Unis et être présent sur les stades de concrétisation des grands programmes d’exploration», mais aussi, «d’apporter de nouvelles solutions nucléaires au spatial européen», explique à L’Usine nouvelle Grégoire Lambert, vice-président de la stratégie de Framatome et responsable de Framatome Space. Ce denier veut notamment montrer aux Européens, «qu’il y a des briques nucléaires qui manquent sur la partie industrielle de ces programmes spatiaux» et que Framatome maitrise une partie des technologies.
L’industriel produit des cuves, des générateurs de vapeur, des systèmes de contrôle, des commandes et des assemblages de combustible pour les grands réacteurs nucléaires civils, notamment les EPR. Il a aussi des activités dans la défense, la santé et déjà un pied dans le spatial «Nous fournissons déjà à l’industrie spatiale des dômes pour les réservoirs des lanceurs et de l’hafnium pour les alliages durcis des engins spatiaux. Avec la création de Framatome Space, nous passons à la vitesse supérieure», explique Bernard Fontana, le PDG de Framatome, dans un communiqué. Dans son usine de Jarrie en Isère, Framatome transforme le zirconium en Hafnium avec un procédé unique au monde.
Fournir à la NASA le combustible d'un SMR lunaire
Le programme Artemis vise à retourner sur la Lune vers 2030 pour y installer une présence humaine permanente afin, notamment, d’y préparer des vols habités vers Mars à horizon 2040.«Or, sur la Lune se pose un problème de fourniture de l’énergie avec une nuit de 14 jours terrestres avec des températures de -130 °C. Il s’agit aussi de raccourcir la durée du voyage vers Mars qui peut durer de 6 à 9 mois, rappelle Grégoire Lambert. Une fois que l’on a dit ça, comme sur terre, dans l’espace on a aussi besoin d’une énergie en continu, efficace et fiable. C’est là où se place Framatome Space.»La propulsion nucléaire promet de réduire le temps nécessaire pour atteindre la planète Mars ce qui diminuerait les temps d’exposition des astronautes à l’intense rayonnement spatial. L’énergie nucléaire permettrait elle d’’établir une présence humaine durable sur la Lune.
Concrètement, aux États-Unis, en janvier 2023, Framatome et Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) ont annoncé la création d’une coentreprise, «financée par DOE (ministère de l’Énergie) et la Nasa, ce qui est une première», note Grégoire Lambert. Elle va travailler sur la fabricabilité d’un combustible pour les micro-réacteurs et développer une unité de fabrication en quantités commerciales du combustible à particules TRISO (Tri-structural Isotropic) et du combustible entièrement micro-encapsulé en céramique FCM®, une technologie brevetée par Ultra Safe Nuclear aux États-Unis sur le site Framatome de Richland dans l’état de Washington. Si ces combustibles pourront alimenter des mini réacteurs nucléaires (SMR) et fournir de l’énergie sur la Lune. Alors que les piles à combustible nucléaire embarquées aujourd’hui dans les sondes spatiales n’ont une puissance que de quelques centaines de watts, «pour rester sur la Lune et aller sur Mars il faut plus d’énergie. On passe aux petits réacteurs à fission de 40 kW à 1 MW». Mais, cet accord «n’est pas spécifique “space” et heureusement. Le spatial va avoir besoin de briques communes avec le terrestre», observe le VP de Framatome.
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Travailler avec ArianeGroup à la propulsion thermonucléaire
Pour développer ces combustibles innovants, mais aussi les radio-isotopes nécessaires aux piles nucellaires, Framatome peut compter sur son laboratoire ultra sécurisé Cerca de Romans-sur-Isère «où on a cette capacité de manipuler les combustibles», notamment pour la défense, et sur sa coentreprise Isogen spécialisée dans la production de radio-isotopes dans les réacteurs de puissance commerciaux à eaux lourdes canadiens CANDU. «C’est autour de Cerca et du nouveau laboratoire CRIL que l’on pourrait développer des nouveaux combustibles en parallèle de ce que l’on fait à Richland, explique Grégoire Lambert. On y a développé la compétence d’irradiation en réacteurs, pour faire les radio-isotopes pour la santé. On y fait même de l’impression en 3D d’uranium pour certains combustibles.» Un savoir-faire précieux. «Même aux États-Unis, les capacités de production de radio-isotope sont très faibles. Les programmes d’exploration sont limités par les capacités de production d’isotope».
Côté européen, tout reste à faire ou presque pour faire entrer le nucléaire dans les programmes. «L’Europe spatiale est un peu derrière en termes de développement sur ces sujets-là», observe Grégoire Lambert. L’industriel français collabore néanmoins avec le CEA et le ArianeGroup sur une étude de faisabilité, lancée en juin 2023, sur un moteur à propulsion thermonucléaire, d’un rendement deux à trois fois supérieur à celui d’un moteur à propulsion chimique classique pour réduire de six à 3 mois, la durée du voyage vers mars. Il consiste à chauffer de l’hydrogène liquide en le faisant passer dans le cœur d’un réacteur nucléaire pour le transformer en gaz à haute température, avant de l’éjecter pour générer une poussée. En se positionnant sur le spatial avec Framatome Space, Framatome veut montrer qu’il y a des briques qui manquent sur la partie industrielle aux acteurs du spatial. «On a lancé la marque, car le secteur spatial avait une demande sur laquelle il n’y avait pas de réponse», conclut Grégoie Lambert.
