Le Monde de l’Énergie ouvre ses colonnes aux experts de newcleo, start-up britannique spécialisée dans le nucléaire de quatrième génération, pour évoquer avec eux l’actualité et l’avenir de ces réacteurs.

Le Monde de l’Énergie —Pouvez-vous nous présenter les grands principes derrière la quatrième génération de réacteurs nucléaires ?

newcleo —Les réacteurs de quatrième génération représentent une avancée significative dans le domaine de l’énergie nucléaire, intégrant des progrès technologiques majeurs et répondant à des critères précis définis par le Generation IV International Forum (GIF). Ces critères visent à assurer la durabilité, la sûreté nucléaire, et la résistance à la prolifération nucléaire, tout en minimisant les déchets.

D’abord, ces réacteurs sont conçus pour être durables, capables de produire de l’énergie de manière efficace à partir d’uranium appauvri et de plutonium déjà présents sur le sol français, ce qui réduit la dépendance aux ressources externes. Contrairement aux réacteurs de puissance standards, ils peuvent recycler les matières nucléaires issues du monde de l’industrie nucléaire actuelle.

En termes de sûreté nucléaire, ils sont équipés de systèmes conçus pour limiter au maximum les conséquences d’un accident grave. Les réacteurs sont conçus de manière à éviter tout rejet de matières radioactives vers l’extérieur, même en cas de dysfonctionnement interne ou d’événement extérieur tel qu’un tremblement de terre.

Ils se caractérisent aussi par leur taille réduite et leur modularité, favorisant la fabrication en usine par modules transportables. Cette approche présente des avantages en termes de coûts, de sûreté simplifiée, et de flexibilité, répondant ainsi aux besoins actuels de décarbonation et de production d’électricité, de vapeur, de chaleur ou autres pour des industries diverses, notamment dans un contexte de demande croissante en énergie.

La majorité des projets de réacteurs de quatrième génération visent à atteindre la maturité technique d’ici 2030. Le déploiement de ces réacteurs est soutenu par des initiatives telles que France 2030, suscitant un intérêt international croissant pour cette technologie prometteuse qui pourrait jouer un rôle crucial dans la transition vers une énergie plus propre et plus durable.

Le Monde de l’Énergie —Où en est le développement de ces réacteurs dans le monde (réacteurs en service, en cours de construction, en projet ou arrêté) ?

newcleo —Il faut d’abord distinguer les différents types de réacteurs qui existent. En complément des réacteurs à eau pressurisée (REP), qui constituent le parc nucléaire français actuel, et leur version optimisée et améliorée, les EPR [nucléaire de 3ème génération, NDLR] , plusieurs entreprises développent des réacteurs de petite taille (SMR – Small Modular Reactor). Les SMR ont généralement une puissance électrique inférieure à 300 MWe. Conçus pour être fabriqués en série en usine et transportés sur un site d’installation, ils sont plus compétitifs que les réacteurs traditionnels. Leur investissement en capital réduit et leur capacité d’implantation plus flexible permettent leur développement par l’industrie privée.

Parmi ces SMR, certains utilisent la technologie traditionnelle, de troisième génération, sur laquelle reposent les réacteurs actuellement en service en France. D’autres reposent sur des technologies nouvelles, dites de 4e génération, et sont alors appelés AMR (Advanced Modular Reactor).

Plusieurs projets de réacteurs AMR sont en cours à travers le monde, à l’image de celui de newcleo qui est un petit réacteur à neutrons rapides refroidi au plomb. Notre technologie s’appuie entre autres sur le savoir-faire et l’expertise développés grâce à des projets comme Superphénix, le réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium d’une puissance de 1 200 Mwe, mis en service dans les années 80 en France puis arrêté en 1998.

Ces différentes technologies sont complémentaires et nécessaires pour pouvoir répondre au besoin urgent d’une source d’énergie décarbonée et abondante, et faire face à une demande qui ne cesse de croître

Le Monde de l’Énergie —Sur quelle technologie de 4ème génération s’appuie newcleo, et pourquoi ? Quel est le calendrier de déploiement prévisionnel des premières unités ?

newcleo —newcleo développe donc un Lead Fast Reactor (LFR), un réacteur à neutrons rapides utilisant le plomb comme caloporteur, pour répondre aux défis majeurs de l’industrie nucléaire : les déchets, la sûreté, les coûts et la souveraineté énergétique.

En matière de déchets, les LFR de newcleo fissionnent efficacement des matières nucléaires valorisables [notamment les déchets de fusion fissibles des réacteurs de 3ème génération, uranium appauvri et plutonium, dont la France possède d’importants stocks, NDLR] , permettant ainsi d’avoir une approche durable en contribuant à fermer le cycle du combustible et contribuent également à renforcer l’indépendance énergétique du pays.

Concernant la sécurité, les réacteurs refroidis au plomb fonctionnent à pression atmosphérique, garantissant un niveau élevé de sûreté grâce aux propriétés du plomb et aux systèmes de sûreté passive. Le design ultra-compact du réacteur newcleo, optimisé sur deux décennies, promet une réduction significative des coûts grâce à la simplicité, la compacité, la modularité et un rendement énergétique élevé.

En termes de calendrier, newcleo prévoit un précurseur non-nucléaire en Italie en 2026, suivi d’un démonstrateur industriel de 30 MWe en France dès 2030. Le premier réacteur 200 MWe est attendu dans les deux années suivantes, avec une production en série estimée vers 2035. Parallèlement, une usine de production de combustible recyclé de type MOX-RNR est envisagée en France en 2030, contribuant à la gestion des matières radioactives et à la fermeture du cycle du combustible.

Le Monde de l’Énergie —Quelle place peut prendre le nucléaire (de 3ème ou 4ème génération) dans la production d’hydrogène décarboné, en France et dans le monde ?

newcleo —Les nouveaux projets de réacteurs peuvent constituer une solution rapide à court terme et facilement décentralisée pour répondre aux besoins énergétiques et contribuer au développement d’applications
non électrogènes, comme l’hydrogène ou la cogénération de chaleur.

Tout un monde d’applications nouvelles autour de l’énergie produite par les SMRs et AMRs est possible. L’approche de newcleo est prioritairement de produire de l’électricité décarbonée d’origine nucléaire, puis de favoriser le développement d’écosystèmes industriels inédits avec des partenaires français et européens de premier rang, ouvrant la voie à de nouveaux champs d’applications. Parmi nos objectifs, nous souhaitons rendre flexibles nos réacteurs nucléaires en leur permettant d’adapter leur production d’énergie au besoin du réseau via la production d’hydrogène.

Grâce aux technologies actuelles, l’hydrogène bas-carbone est principalement produit par électrolyse de l’eau avec des rendements estimés à 70%. Des technologies nouvelles en développement permettraient d’atteindre plus de 90% de rendement grâce à de hautes températures compatibles avec la cogénération nucléaire. La cogénération implique la production d’électricité bas-carbone ainsi que la récupération de la chaleur fatale.

Le Monde de l’Énergie —Quels projets de recherche menez-vous pour associer vos réacteurs à la production d’hydrogène ?

newcleo —Nous sommes très impliqués dans la recherche d’applications innovantes pour notre technologie, notamment la production d’hydrogène. Nous avons ainsi récemment annoncé un partenariat portant sur la production d’hydrogène neutre en carbone avec MAIRE, un groupe de technologie et d’ingénierie qui développe et met en œuvre des solutions innovantes pour permettre la transition énergétique, et ses filiales NextChem Tech and Tecnimont.

L’accord permettra le développement, sur une base exclusive, d’une étude conceptuelle pour la production d’hydrogène bas-carbone et de produits chimiques durables, grâce à la combinaison de la technologie nucléaire innovante de newcleo avec les technologies et l’expertise chimiques de MAIRE.