10.09.2018

1/7 - SMR, le paradis des ingénieurs

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Par la rédaction

Depuis quelques années, les nouveaux concepts de réacteurs se multiplient. En Amérique du Nord, 77 projets d’Advanced Reactors sont recensés, dont une grande partie de Small Modular Reactors, SMR. Fraîchement diplômés des meilleures écoles, de jeunes ingénieurs ressortent des concepts imaginés dans les années 1950 et les remasterisent avec les technologies d’aujourd’hui.  L’engouement pour cette technologie réside dans ses caractéristiques.

S pour « simplicité », « sûreté », « standardisé » et « série »

La puissance limitée des SMR (inférieure à 300 MWe) permet de concevoir une architecture intégrée où tous les composants sont placés dans un unique équipement sous pression. Elle permet également d’intégrer des systèmes de sûreté passifs et de disposer d’un délai de grâce important en cas d’accident. La simplicité du design permet d’envisager des fabrications standardisées et en série d’un nombre élevé de composants et de systèmes.

 
En cas d’accident, le délai de grâce avant intervention humaine est supérieur à sept jours pour le SMR français. 
L’effet de série est visible dès les premiers projets : la construction de deux centrales de quatre réacteurs [1] suppose de réaliser une première série de 64 générateurs de vapeur et 48 pompes primaires dans le cas du projet français.
 

M pour « modularité », « multi-tâches » et « manoeuvrabilité »

Inspirée de l’industrie navale, la conception modulaire consiste à découper la centrale en sous-ensembles fabriqués, puis testés en usine. Facilement transportables, par voie terrestre ou maritime, les modules sont assemblés sur site. 

Au-delà de l’électricité, les SMR peuvent être utilisés pour fournir de la chaleur (cogénération), dessaler l’eau de mer, produire de l’hydrogène.

Les centrales multi-SMR sont également manoeuvrantes : en modulant la puissance d’une ou plusieurs unités en quelques minutes, elles permettent de compenser l’intermittence des renouvelables aussi rapidement que des centrales à gaz, mais sans émettre de CO2.

 
Construction modulaire dans l’industrie navale : « 1 – 3 – 8 ». Une même tâche réalisée en usine dans un atelier spécifique demande trois fois plus de temps sur un chantier dédié de pré-assemblage et huit fois plus de temps à bord d’un navire.
 

R pour « retour d’expérience » et « rêves »

Les experts s’accordent sur le fait que les premiers modèles commerciaux de SMR seront issus de la filière des réacteurs à eau sous pression, la plus mature, la plus répandue dans le monde et celle disposant déjà d’un tissu industriel.

Le SMR est une idée disruptive par rapport à ce que le secteur a fait jusqu’à présent. Avec les SMR, la boite à idée est à nouveau ouverte. Les ingénieurs imaginent de nouvelles solutions : caloporteurs métalliques, des réacteurs à sels fondus ou à boulets (microbilles d’uranium entourées de gaines sphériques).

Complémentaires des grands réacteurs

Plus simples à construire et plus accessibles financièrement que des réacteurs de grande taille, les SMR élargissent l’offre nucléaire et ouvrent de nouveaux marchés, notamment dans les pays où le réseau électrique est limité. Ils forment un produit d’appel permettant aux « primo-accédants » d’appréhender la technologie nucléaire avant de se diriger vers d’autres réacteurs.

Les pays nucléarisés s’intéressent aussi aux SMR pour remplacer d’anciennes installations à charbon ou à gaz, ou pour conserver une production nucléaire sur des sites ne pouvant plus accueillir de réacteurs de grande taille compte-tenu de la disponibilité foncière, de l’accès à la source froide, ou à la connexion au réseau. Certains, comme la Russie, s’y intéressent aussi pour alimenter des sites isolés. Le Canada souhaiterait aussi les utiliser pour de la vapeur et de la chaleur pour ses activités minières.

Un financement facilité

L’investissement dans la construction d’une unité de SMR est de l’ordre du milliard d’euros et peut être progressif (en étalant la construction des unités pour une même centrale), rendant ainsi accessible le nucléaire à de nouveaux acteurs aux capacités financières limitées. Les innovations testées dans les start-ups attirent également de nouvelles sources de financement.

 
Brève histoire du SMR
1954 : mise en service du Nautilus, premier sous-marin à propulsion nucléaire (États-Unis).
1957 : mise en service du réacteur de Shippingport, premier réacteur nucléaire de type REP d’une puissance de 60 MWe (États-Unis).
1967 : mise en service à Chooz de la première centrale nucléaire française de type REP d’une puissance de 300 MWe.
2012 : lancement du projet de SMR français.
 

 

1.

Chaque réacteur comprenant 8 générateurs de vapeur et 6 pompes primaires.