SMR, AMR, et MMR, quelle forme pourrait prendre le nucléaire du futur ?

Quelles sont les différences entre SMR, AMR et MMR ?

Le paysage du nucléaire évolue avec l’émergence de réacteurs de plus petite taille et plus modulaires. Ces nouvelles technologies, appelées SMR (Small Modular Reactor), AMR (Advanced Modular Reactor) et MMR (Micro Modular Reactor), visent à offrir une production d’énergie plus flexible et plus sûre que les grands réacteurs traditionnels comme l’EPR (European Pressurized Reactor).

L’EPR : rappel sur le réacteur « conventionnel »

L’EPR (European Pressurized Reactor) est un réacteur de 3ᵉ génération fonctionnant à eau pressurisée, optimisé pour offrir de meilleures performances. Avec une puissance d’environ 1600 MWe¹MWE fait référence à la puissance électrique de sortie, réellement délivrée sur le réseau électrique (CEA), il représente l’aboutissement des réacteurs conventionnels développés depuis la fin des années 1980. Au fil des générations, les réacteurs gagnent en performance, avec des avancées notables en sûreté, en efficacité du combustible et en réduction des déchets. Un exemple emblématique en France est l’EPR de Flamanville (et ce malgré quelques retards de construction… !), les autres EPR présents en France étant de 2ème génération.

Les SMR : des réacteurs modulaires et maîtrisés

Les Small Modular Reactors (SMR) affichent une puissance comprise entre 50 et 300 MWe et s’appuient sur des technologies de 3ᵉ génération. Ils sont conçus pour être modulaires, permettant une fabrication en usine et une installation plus rapide. Certains projets sont déjà en phase d’essai ou en cours d’installation, comme le projet Nuward en France porté par EDF et un ensemble de partenaires.

Les AMR : une nouvelle génération de réacteurs avancés

Les Advanced Modular Reactors (AMR), bien que de taille similaire aux SMR (50 à 300 MWe), utilisent des technologies de 4ᵉ génération, intégrant diverses approches innovantes (réacteurs à sels fondus, haute température, etc.). Ces réacteurs sont encore en cours de développement, avec des projets comme Newcleo en France qui explore des concepts plus avancés et prometteurs.

Les MMR : vers des réacteurs encore plus compacts

Enfin, les Micro Modular Reactors (MMR) sont des réacteurs de très faible puissance, entre 1 et 20 MWe, adaptés aux besoins spécifiques de sites isolés ou industriels. Ils combinent des technologies de 3ᵉ et 4ᵉ génération et sont encore à l’état de développement. Un exemple notable est le MMR Energy System développé aux États-Unis par Ultra Safe Nuclear.

Dans quels buts les déployer ?

L’essor des petits réacteurs nucléaires (SMR, AMR et MMR) repose avant tout sur leur capacité à produire une énergie bas carbone, avec des applications variées adaptées aux besoins des territoires et des industries.

Produire de l’électricité bas carbone : L’objectif principal de ces réacteurs est de fournir une électricité décarbonée pour remplacer les énergies fossiles. Cette solution est particulièrement adaptée aux territoires isolés et aux industries fortement consommatrices d’électricité. Application jugée prioritaire, elle pourrait accélérer la transition énergétique dans de nombreuses régions.

Produire de la chaleur décarbonée : Les SMR et AMR peuvent également générer de la chaleur pour les réseaux urbains ou les industries gourmandes en chaleur (sidérurgie, chimie, etc.). Cette alternative permettrait de réduire la dépendance aux énergies fossiles dans les secteurs nécessitant de hautes températures, une perspective en phase de développement.

Produire de l’hydrogène décarboné : L’hydrogène est un vecteur énergétique clé pour la transition écologique. Grâce à leur production continue d’électricité, ces réacteurs pourraient alimenter des électrolyseurs pour fournir un hydrogène propre aux industries fortement consommatrices d’énergie. Bien que techniquement envisageable, cette application reste encore en cours d’étude.

Dessaler l’eau de mer : Dans certaines régions du monde où l’accès à l’eau potable est limité, les petits réacteurs pourraient jouer un rôle crucial en alimentant des unités de dessalement. Cette solution serait particulièrement bénéfique pour les populations à risque face au manque d’eau, mais encore une fois, cette application reste en cours d’étude.

Décarboner le transport : Enfin, bien que plus éloignée dans le temps, une autre ambition serait d’utiliser l’énergie nucléaire pour alimenter les transports terrestres, maritimes et aériens. Cette perspective nécessiterait des avancées technologiques majeures et des infrastructures adaptées, expliquant sa faisabilité à plus long terme.

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Des défis à la hauteur de leur potentiel

Les grands défis : au lancement

Malgré les avantages qu’offrent les petits réacteurs nucléaires, plusieurs défis restent à relever avant leur déploiement à grande échelle. Ces défis concernent notamment la rentabilité, l’accès à l’eau et à de la main d’œuvre qualifiée, et l’acceptabilité.

• Rentabilité : Pour être viables économiquement, ces réacteurs nécessitent une véritable économie d’échelle que seule une production en série pourrait permettre afin de garantir leur rentabilité. De plus, la complexité administrative et les contraintes réglementaires peuvent freiner l’élan des investisseurs. Par exemple, l’installation d’un réacteur exige une enceinte de confinement, une obligation dont la pertinence pour les AMR et SMR est discutée. Actuellement, cette exigence reste en vigueur, ce qui alourdit considérablement les coûts et impacte la rentabilité du projet.
• Accès à l’eau : La diminution des ressources en eau disponibles pourrait affecter l’implantation et le fonctionnement des installations nucléaires.
• Accès à de la main d’œuvre qualifiée: On observe une baisse de 30 % en 40 ans du nombre d’entreprises accréditées à la manipulation du nucléaire, ce qui pourrait ralentir le développement et l’entretien des infrastructures. 
• Acceptabilité : L’énergie nucléaire demeure un sujet controversé, ce qui peut freiner son adoption par le grand public et les décideurs politiques.

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Les grands défis : au déploiement

En plus des défis techniques et économiques initiaux, d’autres enjeux viennent s’ajouter lors du déploiement effectif des petits réacteurs nucléaires. Ces problématiques stratégiques concernent principalement la souveraineté énergétique et la géopolitique.

Parmi les principales interrogations soulevées :

• Quels seront les territoires isolés prioritaires ? L’accès à l’énergie dans les zones reculées est un enjeu clé.
• Quelle souveraineté énergétique face à la dépendance aux pays fournisseurs ? L’enjeu est d’assurer une indépendance stratégique pour éviter une dépendance accrue vis-à-vis de certains pays.
• Quelle politique énergétique européenne ? La place de l’Allemagne dans cette politique est particulièrement questionnée, alors que la Belgique, après avoir souhaité se détacher du nucléaire, envisage désormais d’y revenir.

Si ces nouvelles formes de l’utilisation de l’énergie nucléaire sont à nos portes elles restent pour la plupart en cours de développement et les scénarios énergétiques futurs les incluant, restent encore à dessiner plus lisiblement. L’industrialisation de ces nouvelles générations de réacteurs nucléaires est aujourd’hui envisagé à l’horizon 2030/40.

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À propos de l’auteur,

Sarah, Consultante au sein de l’équipe Énergie Environnement Mobilité d’Alcimed en France.