La viabilité des petits réacteurs nucléaires modulaires dans les futurs réseaux d'énergie verte remise en question

Les petits réacteurs nucléaires modulaires (SMR) sont considérés par le Département américain de l'Énergie (DOE) comme " un élément clé de l'objectif du Département visant à développer des options d'énergie nucléaire sûres, propres et abordables ".

Le concept est une retombée intéressante des centrales nucléaires conventionnelles : au lieu de construire une grande installation statique, construisez une série de réacteurs à fission beaucoup plus petits dans une installation centrale qui peuvent être produits en masse puis transportés vers une destination finale.

La technologie est encore au stade pilote, mais a suscité une attention accrue de la part des agences gouvernementales, en particulier sous l'administration Biden aux États-Unis. Lundi, le Comité de réglementation nucléaire (NRC) américain a donné son approbation au projet de Kairos Power de commencer la construction du Hermes SMR, qui espère être opérationnel d'ici 2026.

"Il s'agit d'une étape importante pour le secteur de l'énergie nucléaire", a déclaré Kathryn Huff, secrétaire adjointe à l'énergie nucléaire au DOE, dans un communiqué de presse lundi. "L'approbation du CNRC trace la voie à suivre pour les futures applications de conception alors que nous travaillons au déploiement de nouvelles technologies de réacteurs."

Alors que les dirigeants mondiaux cherchent à accroître la capacité d'énergie nucléaire sur la voie de la carboneutralité, la technologie SMR espère rendre les infrastructures nucléaires des pays plus flexibles et adaptées à une plus grande variété d'environnements.

SMR : l'avenir de la technologie nucléaire ?

Les SMR, par définition, ont une capacité de production d'électricité inférieure à 300 MW, par rapport aux centrales nucléaires conventionnelles qui ont généralement une capacité supérieure à 1 GW. Les conceptions de SMR sont basées sur la fission et utilisent généralement l'uranium comme source de combustible principale.

La conception du réacteur Hermes a une capacité de 35 MW et fait partie d'au moins 10 conceptions actuellement approuvées par le DOE.

En raison de leur faible empreinte au sol, les SMR peuvent être installés dans des endroits dont le climat ou le terrain ne conviennent pas aux grandes centrales nucléaires conventionnelles. Leurs conceptions sont généralement plus simples et nécessitent une maintenance moins cohérente.

Les SMR nécessitent également un ravitaillement moins fréquent : tous les 3 à 7 ans, contre tous les 1 à 2 ans pour les centrales nucléaires conventionnelles.

Et en produisant des composants de réacteur dans une installation centrale, la technologie présente des avantages en termes de coûts de production par rapport aux centrales conventionnelles qui doivent être entièrement construites sur site.

L'inconvénient des SMR

À ce jour, aucun SMR n'a été mis en œuvre nulle part dans le monde, et de nombreuses tentatives ont échoué au cours des dernières décennies en raison de dépassements de coûts et de problèmes réglementaires. La société américaine NuScale Power a annulé son projet de construction de la première installation de production de SMR du pays en novembre 2023, invoquant le manque de services publics d'électricité disposés à signer des accords d'achat.

Les inconvénients des SMR vont au-delà de la faible demande. Une étude publiée en mai 2022 dans PNAS par des chercheurs de l'Université de Stanford et de l'Université de la Colombie-Britannique a révélé que les PRM produisent beaucoup plus de déchets radioactifs que les plus grands réacteurs nucléaires conventionnels " selon des facteurs de 2 à 30 par unité d'énergie générée ".

"Ces résultats contrastent fortement avec les avantages en matière de réduction des coûts et des déchets que les partisans des technologies nucléaires avancées ont revendiqués", a déclaré Lindsay M. Krall, professeur à Stanford et chercheur principal de l'étude, dans le rapport.

L'élimination des déchets radioactifs reste une préoccupation majeure en ce qui concerne le développement futur de l'énergie nucléaire à partir de réacteurs conventionnels et de petits réacteurs modulaires. Alors que le monde envisage de tripler la capacité de fission nucléaire d'ici 2050, comme cela a été déterminé lors de la COP28 à Dubaï, la capacité de stockage sûr des déchets nucléaires doit augmenter en conséquence.

Et les efforts actuels pour gérer l'inévitable croissance du stockage de déchets radioactifs aux États-Unis se révèlent insuffisants, affirment les auteurs de l'étude.

"Les États-Unis sont dans une impasse en ce qui concerne le développement d'un dépôt géologique en profondeur pour les déchets nucléaires de haute activité et ne sont pas du tout intéressés par la résolution de ce problème", a déclaré Allison Macfarlane, de l'Université de la Colombie-Britannique, dans un communiqué ultérieur.

Même si la décision du NRC de donner le feu vert à la construction de la réaction Hermes pourrait représenter une nouvelle opportunité pour les SMR de prouver leur viabilité financière et environnementale, il existe évidemment un nombre important de développements technologiques et d'obstacles réglementaires qui entravent le déploiement à grande échelle des SMR aux États-Unis.

Les futurs investissements dans les technologies nucléaires de pointe se concentreront probablement de plus en plus sur la fusion nucléaire, qui a atteint une percée majeure en 2022, aux dépens des SMR.

Le paysage des investissements dans les énergies renouvelables n'est cependant pas une somme nulle, et le nombre croissant de projets de développement de SMR en cours avec l'approbation réglementaire, en particulier aux États-Unis et au Royaume-Uni , est certainement un signe positif pour l'industrie. Mais il reste encore à voir si l'un de ces projets se concrétisera.