C’est quoi un SMR ?

On entend parler d’eux partout, sans jamais vraiment bien savoir les définir. Si le terme SMR, pour Small Modular Reactor est apparu assez récemment dans le langage courant, le concept de petits réacteurs nucléaire est en réalité assez ancien. Aujourd’hui, l’intérêt suscité tient dans le fait qu’ils sont de bons candidats pour venir remplacer les centrales à charbons et les générateurs diesel/gaz produisant de l’électricité aux quatre coins du globe. Plus encore, ces petites unités sont également bien équipées pour venir décarboner l’industrie ou encore la production hydrogène.

SMR est l’acronyme de « Small Modular Reactor », petit réacteur modulaire en français. Ils sont de bien plus petite puissance que les réacteurs actuellement en exploitation. Le terme de « modulaire » renvoie à un mode de construction de modules conçus pour être fabriquées en série en usine, puis acheminés et assemblés sur site. L’objectif est d’améliorer la durée de construction et de limiter les risques associés ainsi de gagner en compétitivité. En plus des caractéristiques techniques, les SMR apportent donc un nouveau modèle économique.

Caractéristiques d’un SMR

Là où les réacteurs en France dont la puissance se situe entre 900 et 1 450 MW, et même 1 650 MW pour l’EPR de Flamanville, les SMR se situent entre 20 et 300 MWe. Une centrale SMR peut s’adapter au besoin en multipliant le nombre de réacteurs parfois aussi appelés modules.

Formellement, quand on parle de SMR, il s’agit le plus souvent de réacteur à eau légère. Autrement dit, ce sont des versions des réacteurs actuels miniaturisés et optimisés avec l’introduction de nouveaux systèmes innovants impensables sur des réacteurs de fortes puissances. Ils sont à spectre thermique – les neutrons sont ralentis – et n’apportent donc pas de changement sur la gestion des matières nucléaires comme les réacteurs à neutrons rapides.

Du point de vue de la sûreté, ils respectent les standards de la troisième génération visant à ce qu’en cas d’incident, le risque de rejet extérieur est très limité, voire exclu. De plus, ces réacteurs peuvent être maintenus dans un état sûr sans intervention extérieure, en utilisant des phénomènes physiques naturels comme la convection ou la gravité. Ces concepts sont repris des autres réacteurs qui utilisent aussi ces phénomènes naturels. Par exemple, le fonctionnement en thermosiphon, comparable à la convection naturelle, est une procédure de sûreté utilisée sur des réacteurs de type REP en situation incidentelle ou accidentelle.

Pour quelles applications ?

Les petits réacteurs modulaires n’ont pas vocation à remplacer les centrales actuelles, mais à compléter l’offre nucléaire afin de participer à la décarbonation de l’économie. Là où les « gros » réacteurs nucléaires, de forte puissance, sont généralement électrogène, c’est-à-dire dédié à la production d’électricité pour le réseau, les SMR visent à répondre à des besoins spécifiques et locaux de chaleur et/ou d’électricité. On parle de multiusage. Grâce à leur petite puissance, ils peuvent plus facilement s’intégrer sur des réseaux électriques de petites tailles, à proximité d’industriels et de sites isolés (îles, Grand Nord canadien, etc.). Ces derniers sites ont aujourd’hui recours à des énergies fossiles, de la petite centrale à charbon aux générateurs diesels/gaz.

Lorsque les réacteurs sont prévus pour produire simultanément de la chaleur et électricité, on parle de cogénération. Ce mode de production est étudié pour alimenter des électrolyseurs pour produire de l’hydrogène bas carbone, produire des carburants de synthèse ou encore fournir de la chaleur industrielle et urbaine.

Quels acteurs en France et dans le monde ?

En France, le projet phare de SMR est Nuward, porté depuis 2023 par la filiale éponyme d’EDF. Nuward a pour origine une initiative lancée en 2019 par EDF, TechnicAtome, Naval Group et le CEA avec l’addition de Tractebel et Framatome en 2022. Tous ces acteurs contribuent au design de cette centrale SMR de 340 MWe de puissance avec deux modules de 170 MWe. Si plusieurs unités pourraient être construites en France, Nuward est principalement destiné à l’export pour aller remplacer des centrales à charbon extrêmement émettrices de gaz à effet de serre. La centrale est conçue pour une durée de vie d’au moins 60 ans et une première unité pourrait être mise en chantier en France en 2030 selon le calendrier de l’industriel.

Maquette numérique de Nuward, Source : EDF, NUWARD

Dans le reste du monde, l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) recense plus de 90 projets de SMR/AMR. On peut citer les projets de Nuscale ou de GE-Hitachi aux États-Unis, le UKSMR de Rolls-Royce au Royaume-Uni, le RITM-200 en Russie, l’ACP 100 en Chine ou encore le modèle i-SMR de KHNP en Corée.

Les SMR et les AMR ?

Il ne faut pas confondre les SMR et les AMR. Les AMR (Advanced Modular Reactor) sont également des réacteurs modulaires de petite puissance. Mais dans leur cas, la technologie n’est plus celle des réacteurs à eau légère (pressurisée ou bouillante). Ici ce sont des technologies dites de quatrième génération refroidies par exemple aux sels fondus, à l’hélium, au sodium, au plomb, etc. Cette appellation regroupe donc des technologies diverses qui visent plusieurs objectifs, notamment la fourniture de chaleur au-delà de 500°C pour l’industrie et pour certains l’utilisation comme combustible des matières nucléaires issues du retraitement des combustibles, sans apport de ressource en uranium naturel. ■