Comment fonctionnent les petits réacteurs modulaires et pourquoi sont-ils importants ?

Un nouveau modèle pour l'énergie nucléaire

Pendant des décennies, l'énergie nucléaire a signifié une chose : des centrales massives, coûtant des milliards de dollars, nécessitant quinze ans de construction et une petite armée pour fonctionner. Ce modèle est en train de changer. Les petits réacteurs modulaires (PRM) – une nouvelle catégorie de technologie nucléaire – sont conçus pour être fabriqués en usine, expédiés en modules et installés presque partout. Leurs partisans affirment qu'ils pourraient enfin tenir la promesse longtemps retardée de l'énergie nucléaire : une électricité propre, fiable et disponible 24 heures sur 24 à un prix compétitif.

Qu'est-ce qu'un PRM exactement ?

Selon l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA), les PRM sont des réacteurs nucléaires dont la puissance de sortie peut atteindre 300 mégawatts d'électricité (MWe) par unité, soit environ un tiers de la capacité d'un réacteur conventionnel. L'aspect « modulaire » est essentiel : leurs systèmes et composants sont conçus pour être assemblés en usine et transportés sur un site, plutôt que construits sur mesure sur place.

Comme tous les réacteurs à fission, les PRM génèrent de la chaleur en divisant les atomes d'uranium dans une réaction en chaîne contrôlée. Cette chaleur transforme l'eau en vapeur, qui fait tourner une turbine pour produire de l'électricité. Ce qui change, c'est l'échelle, l'ingénierie et – dans certaines conceptions plus récentes – le liquide de refroidissement lui-même.

Comment fonctionne la technologie

La plupart des conceptions de PRM reposent sur des systèmes de sécurité passive : au lieu de pompes alimentées et de commandes actives pour empêcher la fusion du cœur, ils utilisent la gravité, la convection et la physique de base du réacteur pour se refroidir automatiquement. Il s'agit d'une rupture fondamentale avec les conceptions plus anciennes et réduit considérablement le risque d'accidents, selon le Département américain de l'énergie.

Au-delà des PRM à eau légère (qui utilisent de l'eau ordinaire comme liquide de refroidissement et modérateur), plusieurs entreprises poursuivent des approches plus radicales :

• Réacteurs à sels fondus – utilisent du sel liquide comme liquide de refroidissement, éliminant ainsi le besoin d'un fonctionnement à haute pression. La conception Hermes 2 de Kairos Power a reçu le premier permis de construction américain pour un tel réacteur.
• Réacteurs rapides refroidis au sodium – La conception Natrium de TerraPower utilise du sodium liquide, ce qui permet une plus grande efficacité et même la possibilité de brûler certains déchets nucléaires comme combustible.
• Microréacteurs – unités ultra-compactes de moins de 10 MWe, destinées aux bases militaires, aux sites miniers isolés ou aux secours en cas de catastrophe.

Qui les construit ?

La course mondiale à la commercialisation des PRM s'intensifie. Le Linglong One chinois – un réacteur de 125 MWe dans la province de Hainan – devrait devenir le premier PRM terrestre commercial au monde, capable d'alimenter environ 526 000 foyers. Aux États-Unis, TerraPower a commencé les travaux sur le site d'une centrale à charbon en voie de déclassement dans le Wyoming, et Kairos Power construit un réacteur de démonstration dans le Tennessee. En Europe, le Royaume-Uni a engagé 280 millions de livres sterling dans la conception de PRM de 470 MWe de Rolls-Royce, tandis que la société canadienne Ontario Power Generation a approuvé la construction d'un réacteur GE Hitachi sur son site de Darlington. MIT Technology Review a désigné le nucléaire de nouvelle génération comme l'une de ses 10 technologies révolutionnaires pour 2026.

La promesse : pourquoi les défenseurs sont enthousiastes

Le talon d'Achille de l'industrie nucléaire traditionnelle a toujours été les dépassements de coûts et les retards de construction. Les partisans des PRM affirment que la fabrication en usine résout ces deux problèmes. Construisez la même conception des dizaines de fois et les coûts baissent fortement – la même logique qui a rendu les avions et les automobiles abordables. Des besoins en capitaux initiaux plus faibles facilitent également le financement des PRM, et leur nature modulaire signifie que les opérateurs peuvent ajouter de la capacité de manière progressive plutôt que de parier des milliards sur un seul projet énorme.

Il existe également un angle stratégique. Des géants de la technologie, dont Google, ont signé des accords d'achat d'électricité avec des développeurs de PRM pour fournir de l'électricité propre aux centres de données d'IA, gros consommateurs d'énergie – un marché que les énergies renouvelables conventionnelles ont du mal à servir de manière fiable.

Les préoccupations : ce que les critiques soulignent

L'enthousiasme n'est pas universel. Une étude publiée dans les Actes de l'Académie nationale des sciences a révélé que certaines conceptions de PRM généreraient considérablement plus de déchets radioactifs par unité d'énergie que les centrales conventionnelles, en raison d'une plus grande fuite de neutrons des cœurs de réacteurs plus petits. Les critiques notent également que les économies d'échelle fonctionnent dans les deux sens : les réacteurs plus petits perdent les avantages de coût qui rendent les grandes centrales compétitives, et aucune conception de PRM en dehors de la Chine n'a encore démontré qu'elle pouvait être construite dans les délais et dans le respect du budget à l'échelle commerciale.

L'Association nucléaire mondiale reconnaît que l'argument économique en faveur des PRM dépend fortement de la réalisation de volumes de production en série qui n'existent pas encore.

Le résultat

Les petits réacteurs modulaires représentent la tentative la plus crédible de l'énergie nucléaire de se réinventer pour le XXIe siècle. La physique est prouvée, l'ingénierie progresse rapidement et la volonté politique – motivée par les objectifs climatiques et la demande croissante d'électricité de l'IA – n'a jamais été aussi forte. La question de savoir si l'économie suivra est la question déterminante de la prochaine décennie.