Les petits réacteurs modulaires (PRM)

Visant en particulier le marché de la fourniture directe d’énergie à des clients industriels, les nouveaux concepteurs de réacteurs s’inscrivent en rupture avec le modèle historique en développant des réacteurs de 10 à 400 fois moins puissants que le réacteur EPR de Flamanville, d’où leur qualificatif de « petits » réacteurs.

Les puissances thermiques des PRM actuellement suivis par l’ASN sont comprises entre 10 et 540 MWth.

Cette réduction significative de puissance implique également une adaptation radicale du modèle économique de développement de ces réacteurs, d’une part en cherchant à réduire les délais de construction, d’autre part en s’appuyant sur une standardisation et une production de série.

C’est ce nouveau modèle industriel d’une production de série avec une large part de préfabrication en usine qui donne ce qualificatif de petits réacteurs « modulaires ».

L’objectif de décarboner la production énergétique favorise le développement de systèmes de faible émission de gaz à effet de serre.  Dans ce contexte, les utilisations possibles du nucléaire sont les suivantes :

Prolongation ou remplacement du parc nucléaire existant 

Des projets tels que l’EPR de Flamanville sont en cours afin de pouvoir fournir de l’électricité en grande quantité sur le réseau national. Ces installations fournissent de l’énergie électrique comprise entre 900 et 1450 MWe (soit entre 2700 et 5800 MWth).

Remplacement des centrales fossiles 

En complément de l’offre nucléaire existante, et en fonction des marchés visés, des réacteurs de plus petite taille pourraient se substituer aux centrales à charbon, gaz ou fuel existantes.

Fourniture locale d’électricité ou de chaleur

La production d’énergie pour les secteurs difficiles à décarboner (chaleur industrielle ou chauffage urbain), la désalinisation de l’eau de mer, la production de l’hydrogène vert ou encore l’alimentation en chaleur et en électricité d’industries très énergivores, favorisent l’émergence de nouveaux dispositifs de production d'énergie tels que les PRM.

Développement de systèmes pour les sites isolés

Transportables par camion, train, bateau ou avion, les PRM ouvrent aussi des perspectives pour alimenter en électricité ou en chaleur les sites isolés, non connectés au réseau électrique.

Les projets de PRM actuellement à l’étude en France peuvent être classées en deux catégories en fonction de leur degré de maturité technologique :

Les réacteurs à caloporteur et modérateur à eau :

Ces filières de réacteurs constituent la grande majorité des réacteurs exploités actuellement dans le monde.

Les réacteurs dits de « génération IV » :

Ces filières de réacteurs, déjà connues et explorées depuis de nombreuses années, n’avaient jusqu’à présent fait l’objet que de développements de quelques réacteurs expérimentaux ou de prototypes, sans exploitation à une échelle industrielle.

La différence de maturité des différentes filières technologiques conduit notamment à la nécessité pour certains projets de commencer par une étape de développement d’un réacteur expérimental avant d’envisager de développer un prototype industriel.

Dans ce contexte, le Gouvernement a lancé en mars 2022 un programme d’appel à projets de réacteurs nucléaires innovants visant à faire émerger un écosystème de start-ups nucléaires.

S’inscrivant dans le cadre du plan France 2030 visant à décarboner l’économie, cet appel à projet vise notamment au développement de nouveaux concepts de réacteurs nucléaires permettant :

• en plus de la production d’électricité, de répondre également au besoin de production de chaleur avec des températures de plusieurs centaines de degrés constituant ainsi, pour de nombreux procédés industriels, une alternative à l’utilisation des énergies fossiles ;
• de favoriser la fermeture du cycle du combustible nucléaire et d’améliorer la gestion des déchets radioactifs, en permettant la réduction de leur volume ou de leur activité.

C’est ainsi que sont apparues récemment une dizaine de nouvelles sociétés porteuses de projets de PRM. Leur modèle économique est fondé sur trois piliers :

De manière connexe au développement de ces projets de réacteurs modulaires apparait inévitablement le sujet du besoin de disposer du combustible nécessaire à leur fonctionnement. Ce besoin s’entend non seulement en termes d’existence de moyens de production industrielle des combustibles mais également en termes de capacité de production.  Aussi, ce besoin de disposer du combustible est très variable suivant la technologie de réacteur :