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Plusieurs technologies de rupture promettent de révolutionner le nucléaire civil dans les prochaines décennies en développant de « petits réacteurs modulaires ». Quel est l’état d’avancement de chacune de ces potentielles révolutions ? Quels avantages présentent-ils par rapport aux réacteurs actuels ? Quels sont les principaux pays promoteurs ?

A en croire leurs promoteurs, les SMRs promettent de changer radicalement le marché du nucléaire. Une étude du gouvernement britannique de décembre 2014 évalue ainsi le marché potentiel des SMRs à au minimum 65 GW et 250 milliards de livres d’ici 2035[1].

L’idée est de passer d’énormes réacteurs de 1000-1500 MW électriques à des réacteurs de taille plus modeste (de 50 à 300 MWe, voire moins), qui seraient fabriqués en série dans des usines. Les promoteurs de ces SMRs leurs voient plusieurs avantages :

  • La production en usine permettrait des effets d’expérience et une réduction des coûts pour des grandes séries
  • Cette production en usine réduirait la complexité du chantier sur le site final, source de retards dans les réacteurs actuels
  • Ces SMRs promettent d’être plus sûrs, avec des systèmes de sécurité passifs, et une taille bien moindre à refroidir et à gérer en cas d’accident nucléaire.
  • Comme leur nom l’indique, ces réacteurs seraient modulaires :
    - Une centrale pourrait être constituée de nombreux SMRs pour arriver aux mêmes puissances que les installations existantes.
    - Au contraire, elle pourrait ne compter que un ou deux réacteurs pour des zones isolées, insulaires, ou des réseaux de pays émergents qui ne pourraient pas supporter de trop fortes puissances.
    - Une centrale pourrait être agrandie de façon incrémentale (mis à part les efforts de génie civil) au fur et à mesure de l’augmentation des besoins ou pour lisser les besoins en capital.
  • Pour les réacteurs ayant des capacités de cogénération, la production conjointe de vapeur et d’électricité pourrait les rendre attractifs sur certains sites pétroliers[2] (par exemple pour l’exploitation de sables bitumineux). Des réacteurs flottants prendraient dans ce contexte tout leur sens.

 

                                Une centrale composée de multiples SMRs
 Source : Fluor, «NuScale - Small Modular Reactor (SMR) Nuclear Technology »

La WNA recense ainsi 30 projets de SMR, dont une quinzaine à des stades de développement avancés[3]. Le terme de SMR peut recouvrir des réalités assez différentes : on y trouve à la fois des réacteurs de 2e génération déjà opérationnels, des réacteurs de 3e vraiment pensés pour leur modularité, voire des réacteurs de 4e génération modulables ou expérimentaux. On peut même trouver des projets de réacteurs flottants, sous-marins, ou fonctionnant en cogénération. Voici donc une présentation non exhaustive de différents SMRs, parmi les plus prometteurs ou les plus avancés.

Réacteurs de 2e génération, déjà en fonctionnement :

 

Réacteurs de 3e génération en construction :

 

Réacteurs de 3e génération en développement:

 

A cette liste, il faut ajouter 3 réacteurs de 4e génération, traités dans un futur article (le HTR-PM, le PRISM, le BREST 300).

Le lecteur pourra également remarquer l’absence de projets français dans cette liste. Deux projets pourraient être cités, à un stade de développement moins avancé que les projets présentés :

  • Le Flexblue, développé par DCNS, un réacteur sous-marin destiné aux pays en voie de développement, et ayant suscité l’intérêt de l’Indonésie[17].
  • L’Antares, réacteur SMR de 4e génération développé par Areva, mais a priori désormais abandonné[18].

Assemblage de plusieurs réacteurs Flexblue
Source : Le Marin, «Le projet de mini-centrale nucléaire sous-marine de DCNS intéresse l'Indonésie»

 

D’ici le milieu des années 2020, les premiers SMRs de cette liste entreront en opération ou en construction. On pourra ainsi voir grandeur nature si les avantages promis par leurs constructeurs se concrétisent.

 

Auteurs :

Jean-Raphaël Barreau, Consultant
Anthony Dos Reis, Manager

 

Sources :

[1] National nuclear laboratory, “Small Modular Reactors (SMR) Feasibility Study”, page 3
[2] http://www.world-nuclear.org/information-library/non-power-nuclear-applications/industry/nuclear-process-heat-for-industry.aspx
[3] http://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/nuclear-power-reactors/small-nuclear-power-reactors.aspx
[4] Base de données ARIS (IEA) : https://aris.iaea.org/
[5] http://www.cnea.gov.ar/carem
[6] http://www.power-technology.com/features/feature-saudi-arabia-nuclear-ambitions-oil-gas/
[7] https://www.iaea.org/NuclearPower/Downloadable/aris/2013/25.KLT-40S.pdf
[8] http://en.cnnc.com.cn/2016-04/28/c_51725.htm
[9] http://www.world-nuclear-news.org/NN-CNNC-to-construct-prototype-floating-plant-1501164.html
[10] http://www.babcock.com/news-room/Pages/BW-Announces-Restructuring-of-Small-Modular-Reactor-Program.aspx
[11] http://www.nuscalepower.com/about-us/doe-partnership
[12] www.kaeri.re.kr : “KAERI and K.A.CARE signed SMART PPE Agreement”
[13] IAEA, “Updated status on global SMR development as of September 2014”
[14] http://www.okbm.nnov.ru/images/pdf/vber_en_web.pdf
[15] http://www.westinghousenuclear.com : “Westinghouse advances SMR design certificate with USNRC approval for safety testing program”
[16] http://www.world-nuclear-news.org/NN-UK-capable-of-producing-Westinghouse-SMR-vessel-1804164.html
[17] http://www.lemarin.fr/secteurs-activites/divers/21059-le-projet-de-mini-centrale-nucleaire-sous-marine-de-dcns-interesse
[18] National nuclear laboratory, “Small Modular Reactors (SMR) Feasibility Study”