Plus simple, plus vite : pour le nouveau nucléaire, les Small Modular Reactors (SMR) s’imposent !

Plus simple, plus vite : pour le nouveau nucléaire, les Small Modular Reactors (SMR) s’imposent !

Une tribune signée Jean-Jacques Nieuviaert, président de la Société d’Etudes et de Prospective Energétique (SEPE).

De la léthargie politique à la crise énergétique

La crise énergétique qui s’est développée avec le conflit ukrainien et l’effondrement de la stratégie tout gaz russe de l’UE, a révélé simultanément le drame nucléaire français. En pleine débâcle énergétique en Europe, la France a découvert que le parc nucléaire d’EDF ne lui assurait plus sa sécurité d’approvisionnement et qu’elle devait payer son électricité à un prix totalement exorbitant !

Vingt ans au moins d’atermoiements politiques sur la décision de diminuer ou de relancer le nucléaire, l’augmentation des contraintes de sureté post Fukushima, les impasses technologiques mais aussi la perte de compétences d’EDF, expliquent cette situation dramatique, notamment sur le plan industriel.

L’angoisse a alors pris le pas sur la procrastination. En début de second mandat, elle a conduit le Président de la République à exprimer une volonté forte de remettre le système éclectique en ordre avec, simultanément, une accélération du développement des EnR et la relance du nucléaire basée sur 6 réacteurs EPR2, voir même peut être 14 à plus long terme.

Les choix actuels seront inopérants pour rattraper le retard lié aux errances passées

Il s’agirait maintenant d’aller « deux fois plus vite » dans le développement des EnR en simplifiant en particulier les procédures. Même discours sur les EPR2, pour lesquels il s’agit en particulier de réduire les délais d’instruction.

Mais, en la matière, la précipitation ne semble pas être apte à résoudre les problèmes d’approvisionnement en énergie de la France pour les vingt prochaines années.

En effet, on peut douter de la pertinence des différentes technologies retenues pour assure la sécurité énergétique du pays :

  • Concernant l’éolien terrestre le Ministère de Transition Écologique (MTE) n’a-t-il pas déclaré début septembre 2022 « qu’il (l’éolien) ne devait pas disparaitre du mix énergétique, mais que le degré de tension qu’il génère, rapporté au faible gain en énergie ne justifie pas toutes les difficultés qu’il suscite » ;
  • Pour l’énergie solaire, le potentiel semble plus avéré, mais encore faut-il rappeler que le système électrique français, pour encore plusieurs décennies, se caractérise par une plus grande consommation en hiver qu’en été. Or, c’est justement la période de l’année où le solaire est quasi inexistant !
  • Pour l’éolien marin, il s’agirait d’en installer 40 GW, soit plus de 10 fois les projets approuvés actuellement, et même si cette forme d’éolien est plus efficace, on imagine son impact sur la faune et le milieu marin, mais surtout pour un résultat qui devra attendre 2045/2050 pour être réellement significatif ;

Ainsi donc, le « deux fois plus vite » en EnR va nous conduire entre 2022 et 2040 à injecter des sommes considérables dans ces énergies intermittentes qui ne résoudront en rien notre problème actuel de sécurité d’approvisionnement, car elles se caractérisent par l’absence de puissance garantie. Elles font en effet généralement défaut lors des périodes hivernales anticycloniques.

Mais, hélas, la piste EPR2 n’est pas non plus satisfaisante, car, même en accélérant les procédures, elle ne donnera rien de concret avant 2035/2036 au minimum, si nous obtenons que le premier des 6 EPR2 prévu soit bien opérationnel à cette date. La ministre de la transition énergétique a d’ailleurs précisé que l’objectif de couler le premier béton de l’EPR2 serait plutôt fin 2027 que début 2027. Quant à sa mise en service en 2035, « c’est vraiment sans marge et cela implique une exécution parfaite du projet. L’objectif raisonnable se situerait donc entre 2035 et 2037 ». Concernant les 8 EPR supplémentaires, qui ne seraient disponibles que vers 2047, ils sont donc complétement hors-sujet par rapport aux enjeux actuels.

Sommes-nous alors condamnés à nous accoutumer à la pénurie pendant deux décennies, cette pénurie que la sémantique moderne qualifie maintenant de « sobriété » ? Plus grave encore, allons-nous manquer de l’électricité qui est indispensable pour décarboner la part largement majoritaire de notre économie qui continue à utiliser des énergies fossiles ?

« L’accélération » implique un changement de stratégie : le recours aux SMRs

Le terme SMR, pour Small Modular Reactor, désigne des réacteurs nucléaires d’une puissance de 10 à 300 MW qui peuvent être construits de manière modulaire. Leur technologie est dérivée des réacteurs utilisés dans les porte-avions, sous-marins ou brise-glaces nucléaires. Pour l’instant le modèle français Nuward est développé grâce à un partenariat entre EDF, TechhnicAtome, Naval Group et le CEA. C’est un réacteur modulaire de 170 MW de type PWR et, pour le moment, l’objectif est de commencer la construction d’un prototype en 2030.

Comme dans d’autres secteurs industriels, la voie du salut peut venir de l’idée de faire plus petit mais en beaucoup plus grande quantité, c’est-à-dire en s’appuyant sur cette technologie. Contrairement à ce que pense la MTE, qui considère que les SMRs « relèvent d’un débat pour la PPE de 2028 et non pour celle de 2023 », il y a au contraire urgence sur le sujet si on ne veut pas une fois encore prendre dix ans de retard. Malheureusement cette absence de vision a été confirmée par la Première ministre, dans la lettre de mission adressée en décembre au nouveau PDG d’EDF. Concernant le projet Nuward, elle estime que « ses modalités devront être adaptées à la situation financière d’EDF et à l’objectif d’être en capacité de lancer la construction d’un projet pilote d’ici à 2030 ». En clair ce n’est toujours pas prioritaire !

Les SMRs présentent pourtant de gros avantages techniques et financiers

Les SMR sont beaucoup plus simples au niveau ingénierie que les grands réacteurs. Leur architecture intégrée et leur taille permettent d’envisager un niveau de sureté plus élevé que dans les grandes unités et une moins grande vulnérabilité.

Ils sont fabriqués en usine, ce qui permet d’envisager des économies d’échelle importantes dans le cadre d’une production de grande série. Transportés sur leur lieu de fonctionnement, ils ne nécessitent pas une main d’œuvre qualifiée et nombreuse sur leur chantier d’installation.

Par rapport aux contraintes de localisation territoriales des EPRs et des EnR, les SMRs peuvent être facilement installés sur des emplacements réduits, sans atteinte majeure à l’environnement, à commencer par les sites des centrales nucléaires actuelles ou les sites militaires, voire même utiliser les sites d’anciennes centrales thermiques ou des friches industrielles.

Il existe d’ailleurs une possibilité qui permettrait de faciliter encore plus leur implantation, c’est leur positionnement en mer sur barge flottante. Nuscale, depuis mai 2021, travaille avec l’entreprise canadienne Prodigy Clean Energy pour produire des plateformes flottantes pouvant porter jusqu’à 12 SMRs de 77 MWe. De son côté, Rosatom opère depuis mai 2020 une centrale nucléaire flottante équipée de deux SMRs de 35 MW chacun. Enfin début janvier 2023, Samsung Heavy Industries a annoncé avoir obtenu l’approbation de principe de la part de l’American Bureau of Shipping pour le design conceptuel de sa centrale nucléaire flottante. La CMSR Power Barge sera composée de deux à huit réacteurs compacts à sels fondus de 100 MW de capacité chacun.

Le financement de leur construction peut être envisagé avec des montants plus réduits et sur des temps plus courts, permettant ainsi un retour sur investissement beaucoup plus rapide.

Un autre avantage est de permettre une réduction considérable des investissements prévus dans le réseau de transport et les réseaux de distribution par rapport à ceux exigés pour développer les renouvelables (et en particulier l’éolien offshore), car les SMRs peuvent se positionner plus facilement à proximité des points d’entrée existants sur le réseau de transport.

Enfin, leur coût de fonctionnement pourrait être très compétitif. En août 2022, GE Hitachi Nuclear Energy a déclaré que les SMRs modulaires peuvent être développés avec un LCOE d’environ 60 $/MWh et qu’ils auront un avantage de longévité par rapport aux énergies renouvelables, entre 60 et 100 ans, contre 20/25 ans pour l’éolien et le solaire.

La France peut s’appuyer sur des savoir-faire industriels reconnus

La France fait partie du club très restreint des six pays ayant acquis une grande expérience dans la fabrication et la gestion des réacteurs utilisés par les marines de guerre, à savoir les USA, la Russie, la Chine, le Royaume-Uni et l’Inde.

Ce qui a manqué jusqu’à présent c’est de réussir à surmonter un syndrome du type Airbus 380, à savoir préférer la construction de grandes unités complexes en petit nombre, plutôt que la production d’unités moins prestigieuses techniquement, mais en grand nombre.

Les SMR : un choix qui devient mondial

Accélérer le déploiement de Nuward est d’autant plus urgent qu’au niveau mondial les initiatives se multiplient et que nous risquons là encore de perdre notre indépendance technologique.

Le 29 juillet, une enquête du US Nuclear Energy Institute indiquait que les utilities américains prévoyaient d’ajouter aux Etats-Unis jusqu’à 90 GW de nouvelle production nucléaire, soit plus de 300 SMRs au cours des 25 prochaines années. L’enquête indique qu’elles évaluent actuellement les sites qui abritent des centrales au charbon en exploitation ou retirées du service pour y installer ces SMRs. Les responsables US pensent que l’avenir du nucléaire réside dans ces SMRs, beaucoup moins compliqués à construire que les grands réacteurs : la simplicité est leur véritable avantage technologique.

Les projets de SMRs se multiplient aussi en Europe (Pologne, Estonie, Roumanie, Bulgarie, Danemark, République Tchèque, Suède, Finlande), au Royaume-Uni (Rolls-Royce et GE Hitachi), au Canada, aux USA, en Argentine, au Japon, en Corée du Sud, en Inde, en Russie, et surtout en Chine pour y produire de l’électricité mais aussi du chauffage urbain. Pire, l’UE risque d’être complétement bypassée dans ce domaine par les USA, puisque leur envoyé spécial pour le climat a annoncé, le 12 novembre 2022, le lancement du projet Phoenix, dont l’objet est d’accélérer la transition en Europe des centrales à charbon vers les SMRs. Le projet fournira un soutien américain direct aux études de faisabilité de ces transitions et concernera même l’Ukraine !

Il faut donc augmenter d’urgence les financements du projet NUWARD et concentrer les moyens disponibles

Pour changer de stratégie, il faut augmenter massivement les montants des investissements prévus pour le développement de Nuward, afin d’obtenir un début de commercialisation au plus tard en 2028 / 2030 : Il s’agit ici de gagner entre 3 et 5 ans sur les hypothèses actuelles, mais en utilisant des moyens beaucoup plus importants. La filière SMR permettrait de gagner entre cinq et dix ans par rapport à la mise en service des EPR.

Pour y parvenir, il faut d’abord rassembler des moyens financiers importants au lieu de se contenter des sommes assez faibles prévues actuellement, soit 50 M€ par France Relance, 500 M€ par France 2030 et une partie des 420 M€ alloués au CEA. Pour reprendre les termes du précédent PDG d’EDF au sujet de la construction des EPR, la France a en effet besoin d’un « Plan Marshall », mais pour construire des SMRs.

Il semblerait encore plus pertinent d’engager un budget beaucoup plus massif pour le nucléaire que les 1,2 Mds€ prévus dans le PDLF 2023, alors qu’on se prépare à consacrer plus de 2 Mds€ en faveur du secteur de l’hydrogène qui n’apportera aucune réponse à moyen terme à notre problématique énergétique.

La France a la technologie, l’expérience, et les compétences. Il ne manque qu’une concentration de moyens, en n’oubliant pas de renforcer les capacités de l’ASN pour lui permettre d’accélérer la validation du prototype, et en particulier les référentiels de sureté qui sont différents des grands réacteurs. Ceci est le préalable incontournable au passage à la phase industrielle, qui sera quand même beaucoup moins complexe que celle requise pour les EPR2.

Il faut également le plus rapidement possible organiser la supply-chain nécessaire, ainsi que la filière industrielle, ce que les Britanniques sont déjà en train de faire avec GE Hitachi.

Nuward nous permettra d’abord de retrouver rapidement notre sécurité d’approvisionnement énergétique…

Ces éléments étant réunis, le plan de développement Nuward pourrait, à partir de la validation du prototype, commencer par une première phase de production industrielle en série de Nuward entre 2028 et 2032, qui porterait sur une centaine d’unité, soit 17 GW. Cela permettrait, avec la prolongation du parc historique, Flamanville 3 et le parc hydraulique, de disposer de 103 GW de capacité pilotable. Cela mettrait la France définitivement à l’abri de problème de sécurité d’approvisionnement en électricité en moins de dix ans (En moyenne, la France a besoin de 85 à 90 GW), tout en décarbonant totalement le mix. Le surplus de capacité et les autres instruments de production intermittents pourraient satisfaire les besoins en production d’hydrogène bas carbone et les nouveaux besoins d’électrification.

La France progresserait également au niveau de son indépendance énergétique grâce au recours à une technologie totalement nationale, au-lieu de se trouver dépendante en particulier des importations chinoises d’équipements EnR.

…Puis ensuite de pouvoir électrifier massivement la France en toute sécurité

Une deuxième phase, entre 2033 et 2040 permettrait à la France de construire jusqu’à 250 autres SMRs pour compenser le retrait éventuel et progressif des réacteurs de 900 MW.

La France disposerait alors de :

  • 45 GW de grands réacteurs (dont 6 EPR2)
  • 60 GW de Nuward
  • 25 GW d’hydro
  • 50 GW de renouvelables

A ce stade la France pourra faire l’économie du renouvellement de l’éolien terrestre et se concentrer sur le solaire et le stockage induit.

La France disposerait donc dans 20 ans de 130 GW pilotables, voir même plus avec l’aide du stockage, une situation très confortable, si on considère les progrès qui auront été réalisés d’ici là en matière d’efficacité énergétique.

Et les Nuward pourraient être aussi utilisés pour produire de la chaleur, de l’hydrogène bas carbone et dessaler de l’eau de mer, lorsque le système électrique se trouve en période de faible charge.

En conclusion, pour réussir le nouveau nucléaire, il faut conforter notre confiance dans cette énergie mais en changeant de vélo et de braquet : c’est l’idée clef sous-jacente au développement des SMRs. Après avoir perdu vingt ans en errances stratégiques et en procrastination, le temps est compté pour la France pour qu’elle retrouve sa sécurité, son indépendance, et sa compétitivité énergétiques. Encore faut-il vraiment le vouloir…

Jean-Jacques Nieuviaert

Titulaire d’un doctorat d’Etat d’économie politique, il a travaillé pour l’Université de Lille, pour l’école de commerce de l’EDHEC, puis pour EDF, à divers postes. De 2011 à 2017, il a été Chief Economist de l’Union Française de l’Electricité. Il a enfin fondé la Société d’Etudes et de Prospective Energétique (SEPE), qui conseille notamment les électriciens japonais du JEPIC, EDF (Stratégie, Grands comptes, Université Groupe…), Eurogroup Consulting, l’Iris, la Défense Nationale et La Mondiale.