Le développement explosif du numérique et notamment de l’intelligence artificielle, des nanotechnologies et des centres de données ainsi que la réindustrialisation et l’électrification croissante, entre autres, des moyens de transport publics, des automobiles, du chauffage et de la domotique, se traduisent par une augmentation considérable de la demande d’électricitéi.
Pour y faire face, l’UE (Union Européenne), en particulier la Commission européenne, a privilégié le déploiement intensif des productions éolienne et photovoltaïque, soutenu par de généreuses subventions et par la priorité d’accès aux réseaux. Elles se sont largement désintéressées du nucléaire civil. Les États membres qui se sont alignés sur cette politique en paient aujourd’hui les lourdes conséquences. Même EDF a été brièvement contaminée par la doxa européenne…
Le reste du monde s’est bien gardé de faire le choix de l’exception européenne et s’est engagé dans une politique de développement du nucléaire civil assurant une génération continue d’électricité bon marché et verte tout en maintenant la production d’électricité à partir de charbon et de gaz (ce dernier remplaçant progressivement le charbon) nécessaire à la croissance économique, à la prospérité et donc au bien-être des populations.
Le nucléaire de puissance
Le nucléaire est considéré comme incontournable pour assurer un approvisionnement électrique abondant, continu, à un prix abordable et n’émettant pas de gaz à effet de serre, par tous les pays et blocs dans le monde, sauf par l’UE. Certains États membres de l’Union ont fermé toutes leurs centrales nucléaires ou sont en train de les arrêter.
Même la France, jadis à l’avant-garde de cette technologie, s’est privée d’une grande partie des évolutions technologiques et des améliorations accumulées par la fabrication et l’exploitation de réacteurs de nouvelle génération, notamment par l’abandon du projet Astrid. Il s’agissait d’un projet de prototype de réacteur de 4ème génération à neutrons rapides.
Toutefois, les pays européens qui s’étaient désintéressés du nucléaire se sont rendus à l’évidence et ont changé récemment de politique à cet égard. Le président de la République française, après sa malencontreuse décision de fermer deux réacteurs à Fessenheim, a affirmé son engagement envers le nucléaire pour assurer la souveraineté de son pays. L’Allemagne qui était complètement sortie du nucléaire a changé d’avis. Le Frankfurter Algemeine Zeitung a rapporté, le 2 décembre 2023, que les principaux responsables politiques de l’Union CDU/CSU et du FDP souhaitent que l’Allemagne revienne à l’énergie nucléaire. Ils demandent que les réacteurs récemment arrêtés soient remis en service et que des préparatifs soient lancés pour la construction de petits réacteurs nucléaires modulables (SMR). Et l’Italie qui n’avait jamais exploité des centrales nucléaires, a pour objectif de l’intégrer dans son mix électrique.
Plus significatif encore, est l’appel, au deuxième jour de la COP 28 organisée par les Emirats arabes unis en décembre 2023, d’une vingtaine de pays à tripler les capacités de l’énergie nucléaire dans le monde d’ici 2050 par rapport à 2020.
Vu que les nouveaux réacteurs, ceux de 4ème génération (un véritable saut technologique), ne seront pas commercialisés avant deux décennies, il est plus économique de prolonger la durée de vie des réacteurs existants d’au moins 20 ans au-delà de 40 années de fonctionnement plutôt que de les arrêter. Ceci ne devrait pas poser de problèmes pour la plupart d’entre eux pour autant qu’ils aient été correctement et régulièrement entretenus. Une telle approche permettrait de limiter les investissements dans les réacteurs de 3èmegénération (EPR2), n’offrant qu’une amélioration technique par rapport à la précédente.
L’atout décisif des technologies de quatrième génération
Elles répondent parfaitement aux besoins et préoccupations actuels :
- La durabilité : une consommation en ressources naturelles considérablement réduite par rapport aux générations précédentes et une conception respectueuse de l’environnement (recyclage du plutonium, transmutation des actinides mineurs…).
- Des coûts d’exploitation plus bas que ceux des générations précédentes.
- Une sûreté accrue par arrêt passif du réacteur en cas d’accident lorsque tous les autres systèmes actifs de contrôle ont échoué (avec par exemple, le choix d’un fluide caloporteur approprié ralentissant les réactions jusqu’à l’arrêt).
- La non-prolifération du plutonium et la résistance aux attaques terroristes.
- Par la transmutation des actinides hautement radioactifs et par le recyclage des résidus nucléaires, les réacteurs à neutrons rapides permettent une diminution drastique des déchets nucléaires.
- Pour rappel, la génération électronucléaire n’émet pas de GES (Gaz à Effet de Serre);
- La compétitivité par les innovations et une meilleure utilisation du combustible. Les réacteurs « classiques » à neutrons lents brûlent 3 à 4% de l’U-235, les neutrons rapides sont à même de convertir l’U-238 (constituant principal du minerai d’uranium) en Pu-239 (fissile).
Pour atteindre ces objectifs, un forum international, appelé « Generation 4 International Forum (GIF) » a été créé en 2000. Il s’agit d’un collectif international représentant les gouvernements des États-Unis, de l’Argentine, du Brésil, du Canada, de la Chine, de la France, du Japon, de la Russie, de la Corée du Sud, de l’Afrique du Sud, de la Suisse et l’UE (Union Européenne) via Euratom.
En 2002, six technologies ont été retenues par le GIF, apportant toutes des avancées notables en matière de développement énergétique durable, de compétitivité économique, de sûreté et de fiabilité, de réduction des déchets radioactifs et de résistance à la prolifération et aux agressions externes.
Retenons parmi ceux-ci un réacteur particulièrement intéressant, celui à neutrons rapides et sels fondus. Dans ce dernier, la matière fissile est diluée dans un milieu liquide : le sel fondu. Ce sel est un fluorure de lithium (dans la majorité des projets) ou un chlorure. Combustible et sel fondu circulent dans le cœur du réacteur et dans le système de refroidissement. La circulation brasse en permanence les combustibles et les matières radioactives présentes. Le MSR (Molten Salt Reactor) peut fonctionner en continu sans pause pour le rechargement du combustible. En effet, le combustible « liquide » peut être extrait et recyclé en continu.
On peut ainsi retirer quotidiennement les produits de fission et, après purification, recycler la solution dans le réacteur. Ce réacteur peut fonctionner à la pression atmosphérique contrairement aux réacteurs à eau pressurisée ou à à eau bouillante. Il est plus simple à construire et donc moins cher. La dispersion de la radioactivité en cas d’accident grave serait beaucoup moins importante du fait que le traitement en continu débarrasserait le combustible des produits radioactifs. Le thorium (bien plus abondant dans la nature que l’uranium), est un combustible compatible avec ce type de réacteur et permet un fonctionnement en surgénérateur que les neutrons soient rapides ou thermiques (lents).
Le MSR présente l’avantage d’une sûreté passive. En cas de surchauffe, la solution se dilate, dispersant le combustible ce qui provoque un ralentissement des réactions. En outre, un bouchon à la base du réacteur fond et la solution (combustible et sel) se déverse dans un réservoir où le combustible se répand, mettant fin à la réaction nucléaire. Le sel se solidifie en enrobant la matière radioactive.
De nombreux problèmes techniques restent à résoudre au niveau des matériaux, de la maintenance et d’une chimie complexe et évolutive. Beaucoup d’études et de tests s’avèrent nécessaires avant de pouvoir réaliser un démonstrateur. Par exemple, il faut trouver un alliage capable de résister, durant des années, à la corrosion des sels fondus à une température de 600 à 700°C.
Les réacteurs de puissance de ce type conviendraient particulièrement bien à la fourniture de grandes quantités d’énergie électrique requises par l’industrie lourde et par les entreprises hautement énergivores. Leur déploiement au sein de l’Union et leur compétitivité sur les marchés internationaux seraient fortement améliorés par des accords de coopération à différents niveaux et des formes innovantes de financement.
Accords de fabrication entre constructeurs européens, regroupements d’États membres et financements spécifiques
Ainsi, un partenariat entre EDF Framatome et Rolls Royce profiterait aux deux parties sur les plans politique, technique et commercial, tant pour les réacteurs de grande puissance que pour les petits réacteurs (SMR). Il permettrait de mettre au point un réacteur plus économique sur base d’une double expérience technique, de commandes regroupées des composants et de deux réseaux commerciaux. En outre, Rolls Royce n’est pas entaché de la réputation fâcheuse d’EDF de dépassements de budget et de durée excessive de fabrication et d’installation des réacteurs.
Au niveau de l’UE, la constitution d’une Alliance européenne des réacteurs de grande puissance permettrait : d’uniformiser les normes et réglementations, d’harmoniser progressivement les exigences de sûreté, d’adopter un modèle commun de réacteur nucléaire, en l’occurrence le franco-britannique et consolider la supply chain européenne. Pareille collaboration faciliterait les négociations avec les clients et les fournisseurs de pays non européens.
Un contrat de partenariat entre une banque ou un consortium de banques et un fabricant de réacteurs permettrait de diminuer les risques financiers, ceux-ci étant évalués, corrigés et partagés entre les parties en toute transparence. Dans un même ordre d’idées, un fonds public-privé, voire une joint-venture entre un constructeur et l’État permettrait de faciliter le financement d’un projet, les risques mais également les bénéfices étant partagés.
Quant à l’exportation de la technologie nucléaire européenne, une aide financière étatique et de l’UE est indispensable pour être compétitif face aux puissants concurrents que sont les constructeurs américano-canadien (Westinghouse), russe (Rosatom) et chinois (CNNC et CGNPG/CGN).
Comment se situe EDF-Framatome par rapport à ses concurrents Westinghouse et Rosatom ?
En Europe, la Bulgarie, la Roumanie et la Hongrie envisagent la construction de nouvelles centrales nucléaires de puissance. La Hongrie collabore avec la Russie (Rosatom) pour étendre sa centrale de Paks. La Bulgarie travaille avec le constructeur Westinghouse pour installer des réacteurs sur le site de Kozlodouy, tandis que la Roumanie en est encore au stade d’envisager des projets nucléaires.
En outre, la Pologne avance dans sa collaboration avec Westinghouse-Bechtel. Trois réacteurs AP 1000 sont prévus pour une puissance totale de 3,3 GW. Un accord de développement a été signé en avril 2025 et les travaux de la première centrale nucléaire sont lancés, la mise en service commerciale étant programmée pour 2023. La Slovaquie s’est engagée à travailler avec Westinghouse pour la construction d’un nouveau réacteur de 1.250 MW à Jaslovske Bohunice, avec une mise en service attendue en 2040.
Dans le reste du monde, Rosatom a décroché des contrats majeurs en Inde et en Turquie, tandis qu’au Moyen-Orient des discussions sont en cours pour de futurs projets. En Inde, l’entreprise russe a signé un accord pour la livraison de 12 réacteurs sur une période de vingt ans à la centrale de Kudankulam. En Turquie, l’accord porte sur la construction de la centrale nucléaire d’Akkuyu comportant quatre réacteurs VVER-1200, dont le premier devrait être opérationnel en 2026.
Une version améliorée de l’EPR, EPR 2, est en cours de développement en France. Cela ne suffira pas pour rattraper le retard sur la Russie et l’Amérique du Nord vu qu’il s’agit d’une technologie de 3ème génération. Une approche nettement plus innovante devra être adoptée. L’UE serait-elle en mesure de développer suffisamment rapidement un système combinant la technologie des neutrons rapides avec celle des sels fondus ?
Les petits réacteurs nucléaires modulable-SMR
Actuellement, en raison, entre autres, du coût d’investissement élevé des réacteurs de grande puissance ainsi que de la nécessité de servir des réseaux électriques de faible capacité, une tendance se dessine pour des unités plus simples, modulables et de plus faible puissance. Elles peuvent être construites indépendamment ou en vue de constituer progressivement un ensemble de capacité plus élevée par addition successive d’unités supplémentaires. La conception de ces réacteurs SMR modulaire de petite taille (moins de 300 MWe) est axée sur une fabrication en usine, une production en série et de courts délais de fabrication.
Il y a essentiellement quatre types de tels réacteurs :
– à eau légère sous pression avec une plus longue durée de fonctionnement entre recharges de combustible ;
– à neutrons rapides ;
– à haute température, avec modérateur en graphite ;
– dont le fluide caloporteur est du sel fondu.
Caractéristiques principales des SMR à eau pressurisée :
– Une fabrication quasi complète en usine ou du moins dans un environnement industriel, du fait d’une complexité réduite et d’une architecture compacte et un assemblage composant par composant, ce qui améliore la qualité et l’efficacité de la construction et en réduit le coût.
– Une nette réduction de la durée d’installation sur site ce qui, combiné à la préfabrication contribue à diminuer les risques de retards intempestifs.
– Un système de sûreté passive, permettant l’évacuation de chaleur du cœur du réacteur, en cas d’accident, sans intervention humaine et sans l’aide de pompage de liquides de refroidissement.
– Des quantité plus faibles de déchets radioactifs.
– La possibilité d’enterrer le réacteur, assurant ainsi une meilleure protection contre les risques naturels (sismiques, tsunami, etc.) ou humains (impacts d’avion par exemple).
– Le concept modulaire et la petite taille permettent de rassembler plusieurs unités sur un même site, voire d’utiliser le terrain d’une centrale au charbon définitivement arrêtée, par exemple, pour y installer une ou plusieurs unités SMR.
– Une plus grande facilité de démantèlement ou de mise hors service du réacteur, en fin de vie.
– La possibilité de satisfaire la demande d’électricité dans des marchés étroits, dans des endroits retirés, dans des régions pourvues de réseaux électriques de faible puissance qui ne peuvent intégrer des réacteurs de grande puissance.
– Ils peuvent alimenter directement de grandes installations industrielles, des centres de données (data centers), des villes moyennes…
– Ils sont également adaptés à la cogénération permettant de fournir de l’électricité et/ou de la chaleur à meilleur marché pour le dessalement de l’eau de mer, le chauffage urbain, certains processus industriels et bien d’autres usages.
La création d’un marché de SMR requiert le déploiement avec succès de réacteurs pilotes. Une collaboration entre gouvernements et industrie en faciliterait l’émergence parce qu’une centrale prototype est nettement plus chère que les suivantes.
Des pays à bas salaire et bénéficiant d’importants marchés domestiques tels que la Chine ou l’Inde, sont mieux à même de relever de tels défis et d’éviter des coûts échoués d’autant plus que de pareils investissements sont publics dans ces pays.
La France et l’UE devraient dès lors concentrer leurs efforts sur une production de masse du Nuward français (le SMR développé laborieusement par EDF) afin d’en réduire le coût. Celui des premiers exemplaires est excessivement élevé à cause des investissements énormes à consentir notamment en équipements, tests divers et formalités administratives. Un accompagnement financier initial de l’État est inévitable pour être concurrentiel vis-à-vis de ses principaux concurrents, notamment occidentaux tels que le BWRX-300 de GE-Hitachi (USA/Japon).
Conclusion, pour sortir l’Europe de l’ornière
Le développement du nucléaire au sein de l’UE requiert un consensus de tous les États membres sur un mix électrique diversifié permettant de disposer d’une énergie abondante, bon marché et disponible de manière continue, critères qui requièrent une part importante de nucléaire.
Il est donc urgent d’assurer une meilleure cohésion entre la France et l’Allemagne. La politique énergétique de ces pays est quasi totalement opposée. Après une période de latence, la France a décidé de construire six nouveaux réacteurs EPR de troisième génération. En outre, sous la pression de la majorité de la population, de considérations économiques et de contraintes techniques, la France a infléchi son engagement en faveur des renouvelables intermittents.
L’Allemagne, en revanche, a arrêté toutes ses centrales nucléaires, a investi des montants énormes dans l’éolien et le photovoltaïque au point qu’elle peine à subvenir de manière autonome à ses besoins d’électricité lorsqu’il y a peu de vent et de soleil. D’où la nécessité de renforcer les interconnexions avec les réseaux électriques des pays voisins. En outre, en périodes venteuses et de grand ensoleillement, il faut arrêter les productions éolienne et solaire pour ne pas déstabiliser le système électrique et donc obliger les pouvoirs publics à subventionner les producteurs pour assurer la rentabilité de leurs investissements aux frais des consommateurs. Il en résulte que le prix de l’électricité allemande est le plus élevé de l’UE, ce qui pèse sur le pouvoir d’achat des ménages et sur la compétitivité de l’industrie : un handicap majeur pour un grand pays exportateur. L’Allemagne arrivera-t-elle à trouver une majorité parlementaire pour permettre un redéploiement nucléaire ? Pourra-t-elle se passer rapidement de combustibles fossiles pour assurer son approvisionnement électrique ?
Quoiqu’il en soit, la prolongation de la durée de vie des réacteurs existants de 20 ans au-delà de quarante années de fonctionnement est économique et contribue, entre autres dans un premier temps, à la fourniture d’électricité dans l’attente de la mise en service de centrales de la génération suivante ainsi qu’à la réduction du niveau d’importation provenant de pays voisins et donc au risque de non-disponibilité de surplus de production de ceux-ci, voire de leur bonne volonté.
EDF Framatome, éventuellement en partenariat, sera-t-elle en mesure de rattraper son retard par rapport à ses principaux concurrents américano-canadiens et russes et de développer des réacteurs de quatrième génération performants, à un prix équivalent dans les mêmes délais que ces derniers ?
Étant donné les intérêts en jeu et l’augmentation inéluctable de la part du nucléaire dans le mix électrique européen d’une part et des déficits budgétaires inquiétants des grands États membres (à part l’Allemagne, qui hélas n’est plus une puissance nucléaire) et donc le manque de moyens financiers, il importe de coordonner les efforts et de mutualiser les risques.
Il faudrait constituer un groupe de pays européens comprenant la France, le Royaume-Uni, l’Italie, la Suède et la Belgique pour piloter le déploiement du nucléaire en Europe et répartir la fabrication des composants des réacteurs entre les États membres, avec l’objectif d’assurer l’autonomie de l’UE tant dans la fabrication des réacteurs à prix compétitifs et dans des délais acceptables, y compris le financement de ces derniers (contribution étatique inévitable) que dans la maîtrise de la technique nucléaire du futur.
La France, étant le seul pays européen à être présent dans la totalité du cycle nucléaire, occupe une position centrale. Son programme de relance du nucléaire sera nécessairement fondé sur l’EPR2 dans un premier temps, quel que soit son prix et la durée excessive de sa construction. Une autonomie la plus élevée possible est à ce prix. Le financement des nouvelles centrales nucléaires pourrait être couvert, du moins en partie, par les milliards économisés sur les programmes d’investissements futurs prévus par les pays européens dans le secteur des renouvelables intermittents.
L’exportation de la technologie nucléaire européenne ne peut se passer d’accords de partenariat avec :
– des entreprises, dont un important fabricant de réacteurs nucléaires non-membre de l’UE, pour bénéficier de plus de connaissances et expériences technologiques et d’un réseau plus large de relations commerciales et politiques;
– des fournisseurs de composants de diverses nationalités ;
– des banques pour améliorer les conditions de financement et la collaboration des pays qui les hébergent.
Toutefois, cela ne sera pas suffisant. Les projets d’exportation devraient recevoir des aides financières spécifiques de la part de l’UE et des pays partenaires pour être compétitifs vis-à-vis de puissants concurrents tels que Rosatom ou Westinghouse.
