Le nucléaire est la seule énergie dite « zéro-carbone » permettant de produire de l’électricité en masse et sans intermittence. Face aux enjeux climatiques et à la demande énergétique croissante, de nombreux pays se lancent dans la construction de nouveaux réacteurs. Historiquement pionnière de l’industrie nucléaire, la France cherche à se positionner sur ce marché notamment grâce à son dernier modèle de réacteur : l’EPR. Quelle est la place de l’EPR dans le monde ? Quels enseignements tirer de Flamanville 3, seul EPR en construction sur le sol français ? Quels enjeux pour la filière nucléaire française aujourd’hui ? Notre dossier thématique sur le nouveau nucléaire français donnera des clés pour répondre à ces questions d’actualité.

Technologie novatrice et projets de grande ampleur, les premiers chantiers d’EPR ont subi de nombreux revers et déboires de natures diverses qui ont permis de faire émerger les problématiques qui cristallisent les défis auxquels l’EPR doit faire face pour améliorer sa compétitivité. Nous répartissons ces enjeux selon 3 axes : 

Standardiser l'ERP

Les réacteurs actuellement en construction ou construits dits « têtes de série », ont permis de mettre au jour les difficultés mais aussi les bonnes pratiques éprouvées spécifiques aux chantiers EPR. L’enjeu majeur est maintenant d’apprendre de ces expériences et de capitaliser sur les savoirs accumulés pour baisser ses coûts de construction et réduire ses délais. Parmi les points clés nécessaires à cette optimisation, on retrouve :

  • L’amélioration de l’efficacité du contrôle des normes 
  • La qualification du personnel à la hauteur des engagements de qualité  
  • Une meilleure coordination entre les acteurs du chantier 
  • Le maintien d’un niveau d’exigence qualité élevé

La construction des réacteurs Taishan 1 et 2 a ainsi grandement bénéficié du retour d’expérience des chantiers commencés plus tôt à Olkiluoto et Flamanville, ce qui a permis de bien mieux maîtriser l’augmentation de leurs coûts et délais. 

Pour répondre à ces défis, EDF a engagé son projet EPR 2 (ex « EPR NM »), une version améliorée de l’EPR plus simple et moins chère à construire. 

Accroître les capacités de production

L’industrialisation de l’EPR doit s’accompagner d’un changement d’échelle pour la filière nucléaire française. Les capacités actuelles sont limitées, car elles s’appuient sur des compétences rares comme des soudeurs spécialisés, ainsi que d’une capacité de production de gros composants limitée avec des délais conséquents s’étalant parfois sur plusieurs années. 

La structuration de cette filière d’une nouvelle ampleur est indispensable au regard des ambitions nationales et internationales d’EDF. Un scénario impliquant 6 nouveaux réacteurs sur le seul sol français dans les prochaines décennies est actuellement à l’étude ; scénario pour lequel EDF a déjà proposé plusieurs sites potentiels, tous comprenant déjà une ou plusieurs tranches en activité : le site de la centrale de Penly, celui de la centrale de Gravelines et un site à Bugey ou au Tricastin. L’annonce d’Emmanuel Macron du 9 novembre 2021 de construire de nouveaux réacteurs nucléaires a confirmé la pertinence d’un tel scénario. Selon la Société Française d’Energie Nucléaire (2018), la construction des futurs réacteurs en série est de nature à assurer une meilleure maîtrise des coûts (gains possibles estimés à 30% sur les coûts de construction et 50% sur les coûts financiers). 

Se tourner vers l'international

Le nucléaire est un marché en pleine expansion dans le monde, soutenu notamment par la dynamique indispensable de réduction de l’empreinte carbone via des sources d’énergies décarbonées. 

Fragilisé par les différents retards rencontrés par ses projets pilotes, l’EPR a du mal à se positionner sur le marché international face à ses concurrents.  

Heureusement pour EDF, les atouts de sa technologie étendard commencent à être reconnus grâce à la mise en service des réacteurs Taishan 1 et 2 qui a permis de démontrer la viabilité de la technologie de l’EPR. Le démarrage dans les prochaines années des réacteurs d’Olkiluoto 3 et Flamanville 3 devraient venir confirmer la tendance. 

Plusieurs projets d’EPR sont actuellement à l’étude dans le monde. L’Inde envisage ainsi de se doter de la plus puissante centrale nucléaire au monde (9,9 GW) à Jaitapur dont 2 tranches avec un EPR. De son côté, le Royaume-Uni a ouvert les négociations avec EDF pour la construction d’un nouvel EPR sur le site de la centrale de Sizewell pour atteindre ses ambitieux objectifs climatiques. Du côté de la Pologne, il a été annoncé en septembre 2020 le lancement d’un programme nucléaire de 33 milliards d’euros d’investissement et, en octobre 2021, EDF a remis au gouvernement polonais une offre préliminaire non-engageante pour 4 à 6 EPR. Du côté de la Pologne, il a été annoncé en septembre 2020 le lancement d’un programme nucléaire de 33 milliards d’euros d’investissement et, en octobre 2021, EDF a remis au gouvernement polonais une offre préliminaire non-engageante pour 4 à 6 EPR. 

Et après ? 

L’EPR est le fleuron français du nucléaire de demain. Il n’est cependant pas seul dans la course, d’autres centrales se développent dans le monde et concurrencent cette technologie tricolore. D’autres types de REP comme l’AP1000 (construit par l’américain Westinghouse), l’HPR1000 (construit par l’entreprise publique chinoise CNNC) ou encore d’autres technologies proches comme les REB (Réacteurs à Eau Bouillante). 

Quelles évolutions pour le nucléaire de demain ? 

De nombreuses technologies sont en cours de développement et de maturation et pourraient bouleverser l’équilibre du marché actuel (Cf. notre article : Le Nouveau Nucléaire Français – Quelle est la place de l’EPR dans le monde ?). Les plus prometteuses ont été présentées au Forum International Génération IV :  

  • Réacteurs à eau supercritique (RESC) : dDe fonctionnement similaire aux REP, l’eau du circuit primaire est placée dans un état supercritique (à la fois gazeux et liquide) ce qui pourrait permettre un rendement jusqu’à 45% contre 35 % pour un REP. 
  • Réacteurs à Neutrons Rapides (RNR) :  cContrairement aux neutrons thermiques qui peuvent être modérés par du graphite, de l’eau lourde ou de l’eau légère, ce réacteur nucléaire utilise des neutrons rapides qui ne sont pas modérés. Au sein de cette technologie, plusieurs types de refroidissement sont à l’études :  au gaz, au sodium et au plomb. Chacun d’entre eux présentant des défis et des potentiels différents. 
  • Réacteurs Nucléaire à Sels Fondus (RSF) : lLe combustible est inséré dans un sel qui sert de fluide caloporteur et de première barrière de confinement, ce qui en fait un réacteur validant toutes les cases de sécurité. Il peut être à neutron rapide ou à neutron thermique. Un projet de développement Chine-USA et un projet Européen sont en cours. Bien que le Forum International Génération IV n’ait retenu que l’uranium comme combustible des RSF, les versions au thorium sont également dignes d’intérêt. Ainsi, la Chine est sur le point de démarrer son réacteur à fluorure liquide au thorium dans le désert de Gobi. L’Inde, qui possède d’importantes réserves de thorium, mise aussi sur ce combustible. 
  • Réacteurs à très haute température (RTHT) : lLe combustible est conditionné dans des petites billes de carbones d’environ 1 mm de diamètre qui permettent, même en situation accidentelle, de maintenir la température en dessous de 1600°C et d’assurer une étanchéité totale. L’utilisation d’hydrogène gazeux comme fluide caloporteur permet également de se passer de circuit secondaire. 

Repenser les fondements 

Pour finir, d’autres technologies à la philosophie radicalement différente voient le jour et sont en cours de développement dans le monde : 

  • SMR (Small Modular Reactors) : l’idée est de passer de très grands 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, permettant ainsi des économies d’échelles significatives et une plus grande modularité. Il existe aussi des projets de réacteurs SMR flottants, sous-marins, ou fonctionnant en cogénération. 
  • Réacteurs à fusion : technologiquement visionnaires, ces réacteurs utiliseraient la fusion nucléaire à grande échelle pour devenir le premier moyen de production nette, c’est-à-dire capable de produire plus d’énergie qu’elle n’en consommera. Le très ambitieux projet ITER réunissant 35 pays pour la construction d’un réacteur à fusion expérimental dans les Bouches du Rhône doit démontrer la viabilité de cette technologie, sa sûreté et son faible impact environnemental : début des expériences prévu pour 2025…
  • Sources
    • Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) 
    • Electricité de France (EDF) 
    • Framatome 
    • Autorité de sûreté nucléaire (ASN) 
    • Société Française d’Energie Nucléaire (SFEN) 
    • Futura Sciences 
    • Connaissancedesenergie.org 

Would you like more information?

Si vous souhaitez en savoir plus à ce sujet, nos experts sont à votre disposition.

Rechercher
Toggle location