découvrez les réacteurs de demain

Dans ce secteur précis, il y a un domaine que l’on nomme le nucléaire avancé. Un terme très généraliste, aux frontières sémantiques qui restent encore un peu floues. Il désigne en fait tout ce qui ne concerne pas les réacteurs nucléaires commerciaux, qui suivent généralement un modèle standard. Les réacteurs nucléaires dits avancés explorent d’autres approches : type de refroidissement et de carburant, taille ou modularité. On peut les considérer aujourd’hui comme une fenêtre ouverte sur ce que sera l’énergie nucléaire demain .

Un renouveau technologique inspiré d’autrefois

Actuellement, on compte 70 entreprises qui travaillent sur des nouvelles conceptions de réacteurs aux États-Unis. Parmi celles-ci, six ou sept sont déjà assez avancées dans leurs projets pour collaborer avec les agences gouvernementales responsables de la réglementation de la sécurité nucléaire. Un constat établi par Jessica Lovering, cofondatrice et codirectrice exécutive du Good Energy Collective. Dans ce domaine, le régulateur principal outre-Atlantique est la Nuclear Regulatory Commission (NRC).

Certaines des nouvelles technologies explorées aujourd’hui étaient déjà connues il y a 50 ans. Aujourd’hui, un regain d’intérêt a lieu et relance un peu la machine. Ces nouvelles manières de concevoir les réacteurs visent à améliorer leur sécurité, mais également leur efficacité tout en abaissant les coûts opérationnels.

Les réacteurs classiques sont refroidis avec de l’eau pressurisée (REP) ou de l’eau bouillante (REB), mais d’autres solutions existent. Parmi ces innovations, on peut citer l’utilisation de sel fondu comme solution de refroidissement. Le MSRE (Molten-salt Reactor Experiment) aux États-Unis était exploité dans les années 1960 et fonctionnait avec cette technologie. Plusieurs entreprises s’intéressent de nouveau à cette conception, comme Kairos Power, Terrestrial Energy ou Moltex.

Les métaux liquides, comme le sodium ou le plomb, sont par ailleurs envisagés comme des alternatives viables par rapport aux systèmes classiques de refroidissement. La Russie est à l’avant-garde de ces recherches ; des sommes colossales ont été investies par le pays dans des réacteurs refroidis au plomb pour déterminer si cette conception peut être plus efficace que les réacteurs conventionnels.

De nouveaux combustibles et l’expansion des petits réacteurs modulaires

Outre les systèmes de refroidissement, les combustibles utilisés pour provoquer la fission nucléaire font aussi l’objet de recherche d’alternatives. La plupart des réacteurs commerciaux utilisent de l’uranium-235, de l’uranium-238, du plutonium-239 ou du thorium-232 ; tout dépend du type de réacteur.

Aujourd’hui, une autre technologie de combustible nucléaire fait actuellement l’objet de recherche : les particules de combustible isotropes tri-structurales, ou TRISO (acronyme de l’anglais Tristructural Isotropic). Ces particules contiennent de l’uranium et sont encapsulées dans des couches de céramique et de carbone. Leur gros avantage : elles sont très résistantes à la fusion et à la corrosion. Les sociétés Kairos et X-energy les utilisent dans certaines de leurs centrales.

Dans d’autres réacteurs, c’est de l’uranium faiblement enrichi à haute concentration (HALEU pour High-Assay Low-Enriched Uranium) qui sert de combustible. Il contient entre 5 et 20 % d’uranium-235 et est redoutablement efficace pour permettre aux réacteurs de produire une puissance plus élevée dans un espace contraint. Il est également moins dangereux à manipuler que l’uranium-235 basique.

En plus des combustibles, c’est un tout nouveau type de réacteur qui pourrait changer le paysage du nucléaire à l’avenir : les petits réacteurs modulaires (SMR pour Small Modular Reactors). Comme leur nom l’indique, ils sont plus petits que les réacteurs classiques et peuvent être conçus en usine sous forme préfabriquée. Aujourd’hui, on les considère comme une des meilleures alternatives aux réacteurs classiques.

Plus faciles à financer, plus adaptables, leur petite taille les rend aussi plus sécurisés. L’entreprise américaine NuScale est leader dans le domaine des SMR, mais la Chine est également un acteur très sérieux.

Le secteur est aujourd’hui à l’aube d’une transformation radicale. Après des dizaines d’années à développer des centrales suivant peu ou prou le même modèle, les recherches actuelles prouvent que des alternatives sont totalement envisageables.

• Le secteur du nucléaire fait l’objet de recherches qui promettent de le rendre plus sûr et plus efficace.
• De nouveaux combustibles et systèmes de refroidissement sont à l’étude.
• Les SMR s’annoncent aussi comme une technologie-clé de l’avenir du secteur.

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