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Nucléaire : des réacteurs à sels fondus pour remplacer l’EPR

par Etienne Henri
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[Décarboner notre économie est une impérieuse nécessité. Les conclusions du GIEC sont sans appel. Le temps presse et nous ne pourrons pas atteindre l’objectif du zéro carbone en 2050 sans le soutien de la filière nucléaire. Problème : en Europe, nos modèles sont éculés et l’EPR patauge… Aux Etats-Unis, les efforts de modernisation s’organisent. Une nouvelle génération de réacteurs se distingue, les MSR. Mais la Chine, en embuscade, compte bien prendre de vitesse l’Occident…]

Les chiffres sont formels : le nucléaire fait partie des rares sources primaires d’énergie non émettrices de CO2 capables de répondre, à moyen terme, à nos besoins toujours plus grandissants en électricité.

Le nucléaire du futur ne rime pas avec EPR

En France, l’image du nucléaire est peu glorieuse. Elle reste dominée par les accidents, les grandes installations faites par EDF au XXe siècle sous le sceau du secret et dont les coûts de démantèlement ont été sous-estimés, et un EPR qui n’en finit plus de subir retards et autres dépassements de budget.

A l’étranger, pourtant, le nucléaire du futur rime avec modularité, sécurité et flexibilité accrue. Au cœur de cette future révolution : les réacteurs à sels fondus (ou MSR, pour Molten Salt Reactors). S’écartant du modèle des centrales en vigueur depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale en Occident, ils promettent de faire du nucléaire une énergie enfin sûre et aux coûts maîtrisés sur l’ensemble de son cycle de vie.

Sortir du schéma classique des centrales EDF

Les réacteurs à sels fondus diffèrent fondamentalement de nos centrales existantes et du futur EPR. Cette nouvelle technologie se base sur un réacteur dans lequel le combustible n’est plus présent sous forme de barres solides plongées dans un fluide caloporteur, mais dissout dans du sel fondu.

Le sel fondu joue alors le triple rôle d’apporteur de combustible, de transfert de chaleur et de barrière de confinement. Cela facilite la recharge du réacteur, limite les déchets et permet de s’assurer de l’arrêt immédiat de la réaction de fission en cas de fuite, rendant toute fusion de cœur (comme à Tchernobyl) impossible.

L’Europe reste figée dans ses technologies du milieu du XXe siècle

Jusqu’à récemment, cette technologie prometteuse était boudée par les grands électriciens qui ne voyaient pas de raisons de s’éloigner de leurs modèles existants. Le cul-de-sac technologique que représente l’EPR et le besoin croissant en sources d’énergies décentralisées pour renforcer la résilience de notre grille électrique l’a pourtant remise sur le devant de la scène.

Aujourd’hui, la feuille de route des MSR se précise. Ils devraient passer bientôt d’expérience de laboratoire à réalité industrielle…

Les USA défrichent le terrain des MSR

Les Américains, qui travaillent depuis plusieurs décennies sur les réacteurs à sels fondus, sont naturellement des précurseurs dans la démocratisation de ces nouvelles centrales.

La société Kairos Power a confirmé cet été la construction imminente de son futur réacteur Hermes à Oak Ridge. Pour un coût de 100 M$ – une somme microscopique lorsque l’on parle de centrale nucléaire – Hermes aura pour mission de valider la faisabilité commerciale de la technologie au fluorure.

Le projet sera l’occasion d’éprouver toute la chaîne de valeur, de l’approvisionnement en matières premières à la robustesse des composants critiques, en passant par le taux de disponibilité de la centrale. Selon la direction de Kairos Power, qui a bénéficié de plusieurs centaines de millions de dollars de subventions du DoE (Department of Energy), le site devrait être opérationnel dès 2026.

La concurrence s’organise

Malgré cette débauche de moyens et ce calendrier accéléré, il n’est pas dit que Kairos Power soit nécessairement le futur leader de cette nouvelle génération de centrales. D’autres entreprises sont en embuscade sur le même créneau…

La plus connue d’entre elles, TerraPower, a développé deux types de réacteurs à sels fondus. D’une puissance de quelques centaines de MW (soit le tiers d’un réacteur nucléaire classique), ils devraient être commercialement disponibles d’ici 2030. Si TerraPower est dans le radar de tous les investisseurs du secteur énergétique, c’est parce que l’entreprise est particulièrement bien née.

Créée (et financée) par Bill Gates, l’entreprise a déjà attiré l’attention des grands noms en signant un partenariat avec GE Hitachi Nuclear Energy.

TerraPower dispositif

Pour TerraPower, l’avenir du nucléaire est dans la modularité
Image : TerraPower

A côté de ces projets bien financés, il existe aussi de petites startups qui s’engouffrent sur le marché des réacteurs low cost.

Moltex Energy est une entreprise anglaise qui n’a, à ce jour, levé qu’une cinquantaine de millions d’euros. Son ambition ? Inaugurer dès la prochaine décennie son premier réacteur à sels fondus au Canada. Tel un SpaceX du MSR, Moltex Energy pourrait être paradoxalement avantagée par son manque de capitaux et d’appuis politiques qui l’obligeront, pour se faire un nom, à redoubler d’innovations. Il le faudra pour parvenir à créer, avec quelques dizaines de millions de dollars, un réacteur fonctionnel et commercialisable.

Les grandes ambitions de l’empire du Milieu 

Alors que l’Europe reste figée dans ses technologies du milieu du XXe siècle, tout en continuant de tout miser sur l’EPR, l’avenir du nucléaire semble désormais passer par les Etats-Unis. Mais attention à la Chine… qui n’envisage pas de faire figure de n°2 sur ce secteur crucial.

Début juillet, en effet, Pékin annonçait l’arrivée imminente d’une technologie encore plus ambitieuse : les réacteurs au thorium. Basés eux aussi sur la technique des sels fondus, ils ont pour particularité d’utiliser ce métal plutôt que l’uranium comme source primaire d’énergie.

Avec des réserves estimées plus de trois fois supérieures à celles de l’uranium, tout en étant mieux réparties, il possède aussi l’avantage de ne pas produire, lorsqu’il est correctement utilisé, d’éléments lourds radioactifs et toxiques comme le plutonium, l’américium et le curium. Les expériences de laboratoire ont même montré qu’il pourrait être utilisé pour consommer les déchets nucléaires actuels, convertissant ainsi nos encombrants déchets radioactifs en énergie utile.

L’empire du Milieu ne compte pas se faire coiffer au poteau par les US

C’est pour ces raisons que les réacteurs au thorium sont considérés, depuis les premiers essais menés à Oak Ridge dans les années 1960, comme la “version 2.0” du nucléaire civil, qui produira de l’énergie sans faire courir de risques à l’environnement ni fournir les militaires en combustible pour les bombes.

Prenant l’Occident de vitesse, l’empire du Milieu ambitionne de construire et commercialiser ses premiers exemplaires d’ici 2030. Avec une puissance de l’ordre de 100 MW, ils pourraient être utilisés comme centrales mobiles – d’appoint ou pour compléter les centrales renouvelables.

Nous verrons certainement, dans les prochaines années, arriver sur le marché de nombreuses versions de réacteurs à sels fondus basés sur différentes technologies et différents combustibles. Qu’ils soient produits aux Etats-Unis ou en Chine, de faible ou de moyenne puissance, leur commercialisation imminente devrait inciter les électriciens européens à sortir de leur léthargie s’ils veulent rester des références internationales !

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1 commentaire

GILLES Chevrier 28 août 2021 - 11 h 12 min

Le paragraphe sur le Nucléaire français est totalement déplacé .
Phenix et SuperPhenix rentraient parfaitement dans les réacteurs à sel fondus permettant de diminuer la quantité et la nature des
déchets nucléaires.Cette filiére a malheureusement a été abandonnée pour des raisons bassement politiciennes .

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