On sait enfin de qui parlait Emmanuel Macron durant la présentation de France 2030, lorsqu’il a évoqué «des start-ups et des PME françaises […] en train de proposer des innovations de rupture dans le nucléaire», et qu’il annonçait être prêt à «investir 1 milliard d’euros d’ici à 2030 dans des familles de technologies différentes» pour «faire émerger en France dès 2030 des réacteurs nucléaires de petite taille, innovants, avec une meilleure gestion des déchets».
Le 29 novembre, la veille de l’ouverture du salon international du nucléaire à Paris, le WNE, l'expert en grands projets industriels Jean-Luc Alexandre et le spécialiste de l’innovation de rupture Ivan Gavrillof lançaient officiellement leur startup Naarea, avec l’ambition de produire des micro-SMR de 4e génération. Naarea est le nouveau nom de leur PME Alexandre & Gavrillof, créée en mars 2020 à Paris. «Mais nous travaillons sur le projet depuis deux ans», précise Jean-Luc Alexandre. Et à partir de maintenant, tout devrait s’accélérer.
Un projet à plus de 500 millions d'euros
La start-up, déjà soutenue financièrement par l’entrepreneur Pâris Mouratoglo (fondateur d’EDF Energies nouvelles et Eren Groupe), doit boucler une levée de fonds de «plusieurs dizaines de millions d’euros avant Noël 2021», assure Jean-Luc Alexandre. Elle devrait également enchaîner rapidement les annonces de partenariats industriels. Le 2 novembre, on apprenait déjà que l’ingénieriste Assystem assurera les prestations de gestion du projet de Naarea et d’accompagnement à l’obtention des permis, d’intégration et d’ingénierie. Surtout, c’est lui qui développera le jumeau numérique du réacteur pour en modéliser et simuler le comportement sur la plateforme 3Dexperience de Dassault Systèmes.
«Et nous allons dévoiler dans les prochaines semaines l’industriel français avec lequel nous réaliserons le traitement des combustibles nucléaires usés récents pour produire le combustible de nos micro-réacteurs nucléaires ultra-compacts de quatrième génération, destinés à alimenter en électricité l’industrie et les villes au plus près des besoins», explique le co-fondateur de la start-up. Et il ne s’agit plus uniquement d’exploiter 1% du plutonium des déchets des centrales nucléaires du parc actuel. Alors que toute la filière pleure encore l’abandon de la construction du réacteur nucléaire Astrid à neutrons rapides par le CEA, qui promettait un recyclage infini des combustibles nucléaires usés qui s’accumulent dans les piscines d’Orano et d’EDF, Naarea propose une autre solution pour valoriser ces encombrantes matières radioactives et éviter qu’ils ne deviennent des déchets.
Remplacer les groupes électrogènes
La start-up veut les utiliser comme combustible dans un réacteur à sels fondus, une technologie développée entre 1942 et 1977 par les Américains mais abandonnée, car ne permettant pas de produire l’uranium 239 nécessaire aux militaires. En revanche, la documentation a été rendue publique, au plus grand profit des Chinois, Russes et autres start-up américaines, canadiennes, britanniques et danoises, qui ont relancé ces dernières années des projets de SMR à sels fondus, qui présentent l’avantage de dissoudre le combustible fissile jusqu’à épuisement, avec des rendements supérieurs à 90%.
Pour se démarquer et rattraper ses concurrents avec une commercialisation dès 2030, Naarea mise sur trois grandes innovations. La première est de viser, non plus le remplacement des centrales à charbon, comme EDF avec son projet de SMR Nuward, mais le marché des groupes électrogènes, avec une gamme de micro-réacteurs, qu’elle a rebaptisés XSMR. D’une puissance de 1 à 40 MW, ils seront installés au plus près des besoins des industriels ou des collectivités locales, et seront exploités par Naarea, qui en restera aussi propriétaire.
Utiliser les combustibles usés qui s'accumulent
Grâce à la technologie choisie de sels fondus, ce type de groupe électronucléaire pourra, une fois chargé en combustible, produire jusqu’à 1 TWh d’électricité pour la version de 40 MW, la première qui sera développée, et avoir une autonomie pouvant atteindre dix ans. Une fois le combustible épuisé, Naaera remplacera le réacteur par un autre, comme une pile. Les sels fondus pleins de matières seront eux aussi recyclés. Et ce d’autant plus que les réacteurs de Naarea seront aussi chargés de thorium, un sous-produit de l’exploitation des terres rares déjà disponible massivement (déjà 2300 millions de tonnes dans le monde, 8500 tonnes sur le territoire français, selon Naarea), pour qu’il y soit «fertilisé en uranium 233» qui servira, dans un second temps, de combustible aux SMR de Naarea, dans les pays ne disposant pas d’un stock de combustible usé comme la France.
La petite taille du réacteur permettra, elle, d’utiliser la convection naturelle pour le refroidissement et d’assurer une sûreté passive. Pour s’affranchir complètement du besoin d’une source d’eau, Naarea remplacera le traditionnel générateur à vapeur par un générateur avec «une turbine fonctionnant au dioxyde de carbone en phase super critique, déjà utilisée dans l’industrie et qui est 20 fois plus petite», explique Jean-Luc Alexandre.
Miser sur l'industrie 4.0
La dernière innovation est industrielle. Pour aller vite, Naarea va développer son SMR entièrement sur un jumeau numérique. Il construira directement un prototype à l’échelle 1 d’ici à deux ans et utilisera la fabrication additive pour la majorité des pièces. Cela permet «la suppression d’interfaces mécaniques, de soudures et d’étanchéités par intégration directe», écrit Naarea sur son site. «La fabrication additive permet d’intégrer des pièces qui ne sont pas usinables, explique le co-fondateur de Naarea. D’ailleurs, le brevet déposé sur le design du cœur n’est pas usinable.»
Reste que pour l’instant, le SMR de Naarea n’est qu’un concept, certes validé et soutenu par des chercheurs du CNRS, mais qui ne sera présenté à l’Autorité de sûreté nucléaire qu’au premier semestre 2022. Pour son développement, il nécessitera «plus de 500 millions d’euros d’investissement», indique Jean-Luc Alexandre, qui sait déjà qu’il peut compter sur une partie des fonds de France relance et qui vient d’ouvrir des bureaux à Nanterre (Hauts-de-Seine), pour accueillir ses premières équipes. Pour les coûts d’industrialisation, il est en revanche trop tôt pour se prononcer.
