La start-up française Naarea a réalisé « une première mondiale » dans la course aux microréacteurs nucléaires de quatrième génération à neutrons rapides et à sel fondu. C’est un petit pas encourageant pour la France, même si ce n’est pas encore un grand bond pour l’humanité.
La société Naarea
La société Naarea (Nuclear Abundant Affordable Resourceful Energy for All) a embauché son premier employé en 2022. Elle vient de réaliser une innovation importante en faisant tourner un sel fondu à 700°C dans une boucle entièrement en carbure de silicium contenant du graphène. Cette avancée est une étape préliminaire pour permettre la mise au point d’un petit réacteur nucléaire modulaire.
Selon Naarea, cette céramique en carbure de silicium qui résiste à la corrosion est idéale pour le cœur d’un petit réacteur en production de masse.
Le carbure de silicium est déjà utilisé dans l’industrie, notamment dans les moteurs de fusées et les satellites. Ce matériau a l’avantage de pouvoir être synthétisé et usiné en France et d’être abondant et recyclable. Il résiste mieux que l’acier inoxydable aux températures extrêmes.
La société Naarea, lauréate de l’appel à projets « Réacteurs Nucléaires Innovants », bénéficiant d’une enveloppe de 500 millions d’euros du plan d’investissement « France 2030 », développe un petit réacteur nucléaire de quatrième génération.
Sa technologie repose sur de nouveaux types de sel fondus produisant de l’énergie à partir de combustibles nucléaires usagés, d’uranium appauvri, et de plutonium.
L’îlot nucléaire, dont le poids lui permet d’être transportable par des moyens conventionnels, tient dans un volume équivalant à un conteneur de la taille d’un autobus (un conteneur traditionnel de 40 pieds). Il pourra produire 40 mégawatts (MW) d’électricité ou 80 MW de chaleur.
Selon Naarea, ce micro réacteur « permettra la fermeture complète du cycle du combustible nucléaire, le Graal absolu ! ».
Mais il y a encore loin de la coupe aux lèvres…
Selon Jean-Luc Alexandre, président et cofondateur de l’entreprise :
« Le projet Naarea est né du constat que les besoins croissants en énergie et en électricité bas carbone font du nucléaire une solution incontournable […]. La demande électrique mondiale sera a minima multipliée par quatre entre 2020 et 2050. Quand nous avons analysé les 17 objectifs de développement durable (ODD), fixés par les Nations unies, nous nous sommes rendu compte que tout ramenait à l’énergie d’une manière ou d’une autre, qu’il s’agisse de l’agriculture, de la faim dans le monde ou de la biodiversité ».
À partir de ce constat a été fondée l’entreprise Naarea pour construire ce microréacteur nucléaire afin de fournir une électricité stable et bas carbone pouvant remplacer les énergies fossiles presque partout dans le monde.
Sans eau et presque sans déchets
Le refroidissement du système, qui fonctionnera à pression atmosphérique, s’affranchit de l’eau aujourd’hui utilisée pour refroidir les grands réacteurs actuels plus puissants, et la turbine est entraînée par du CO2 « supercritique » (permettant un rendement d’environ 50 %).
N’étant pas astreint à la proximité d’une rivière ou d’une mer, ce module prévu pour être fabriqué en série en usine pourrait être installé sur n’importe quel îlot industriel sécurisé répondant aux normes de sécurité Seveso, avec peu de génie civil.
De plus, il permet d’éliminer les déchets les plus radioactifs de haute activité à vie longue (HAVL) dont la durée est de plusieurs centaines de milliers d’années en les consommant. Ce microréacteur les transforme en produits de fission dont la durée de vie radioactive serait d’environ 250 ans, plus facilement gérables.
Ces microréacteurs pourraient donc venir en complément des réacteurs actuels à eau pressurisée de troisième génération en consommant leurs « résidus ».
Un jumeau numérique
Naarea s’appuie sur un « jumeau numérique » de leur microréacteur, une plateforme digitale collaborative qui offre une représentation du réacteur en 3D permettant d’en faire fonctionner les composants et de mesurer des paramètres inaccessibles dans le monde réel. Il sert également d’outil de démonstration en matière de sûreté et de sécurité, auprès notamment de l’ASN (Autorité de sûreté nucléaire) en France et d’autres autorités internationales.
C’est aussi un outil pédagogique et de formation qui accélère la conception du réacteur en facilitant la collaboration.
Les responsables de Naarea ne souhaitent pas vendre la technologie de leur réacteur, mais uniquement son usage.
L’entreprise met en avant sa volonté d’être « concepteur, fabricant et exploitant » pour devenir un fournisseur d’énergie (chaleur et/ou électricité) aux consommateurs isolés (îles, déserts électriques, …), ou souhaitant décarboner leurs productions.
Naarea et le nucléaire recrutent
Aujourd’hui, l’écosystème nucléaire en France a besoin de 100 000 personnes sur les dix prochaines années, soit 10 000 recrutements par an.
Naarea contribue à cette dynamique en accueillant des personnes venant d’horizons divers et en les intégrant à la filière nucléaire pour bénéficier d’une « fertilisation croisée » en adoptant les meilleures pratiques des autres secteurs pour s’en nourrir mutuellement.
Le but est de produire des centaines de réacteurs en série en utilisant l’impression en 3D pour la fabrication du cœur et des pièces. Cette approche est économiquement viable en production de masse. C’est d’autant plus réalisable sur des pièces de petite taille : le cœur du réacteur est de la taille d’une machine à laver.
Ce microréacteur répond aux mêmes exigences de sécurité et de sûreté que les centrales nucléaires traditionnelles. La réaction de fission est intrinsèquement autorégulée par la température (si elle augmente, la réaction diminue) afin que le réacteur soit toujours dans un « état sûr » grâce aux lois de la physique.
Étant de plus télécommandé à distance, ce microréacteur pourra être neutralisé (« suicidé ») pour contrer un acte malveillant.
Une mise en service en 2030 ?
Naarea travaille sur une maquette à échelle un qui devrait être prête d’ici la fin de 2023. Elle continue à embaucher à un rythme soutenu : elle vise 200 employés à la fin de cette année, et 350 l’année prochaine où un démonstrateur fonctionnel devrait voir le jour.
Naarea envisage un prototype opérationnel autour de 2027-2028 pour une mise en service en 2030.
De nombreux autres petits réacteurs modulaires sont actuellement en développement dans d’autres pays pour répondre à l’énorme demande énergétique future afin d’atteindre l’objectif zéro émission à l’horizon 2050. Certains d’entre eux ont une puissance de 250 à 350 MW, plus adaptés pour de petits réseaux électriques, mais pas pour les besoins spécifiques des industriels et de petites communautés dans des lieux isolés.
Ces microréacteurs pourront répondre à des usages décentralisés de sites industriels ou à l’alimentation de communautés isolées.
Selon le président de Naarea :
« Un réacteur de 40 MW permet de produire de l’eau potable pour environ deux millions d’habitants en dessalant de l’eau de mer, d’alimenter 2700 bus pendant une année […] ou une centaine de milliers de foyers en énergie ».
Nouveaux besoins, nouveau marché mondial
L’entreprise russe Rosatom propose aux Brics (Brésil, Russie, Inde, Chine et Afrique du sud), et notamment aux pays d’Afrique et d’Asie, de petites centrales nucléaires flottantes ou à terre, clés en mains, avec tous les services associés (fabrication du combustible, entretien, et retraitement du combustible usagé) à un prix compétitif.
La Russie utilise l’argent de son gaz et du pétrole pour financer son expansionnisme nucléaire et politique.
Nul besoin d’une infrastructure industrielle préexistante : la Russie s’occupe de tout, de la fourniture des équipements à la formation du personnel. Son offre inclut aussi le financement (crédit total) de l’opération. Les pays acheteurs n’ont donc rien à débourser initialement. Ils ne paient que l’électricité ou un remboursement annuel.
Rosatom a ainsi écarté la France du marché des grandes centrales nucléaires en Afrique du Sud où elle était pourtant bien implantée, puisque les deux premiers réacteurs nucléaires en Afrique (deux fois 900 MW) ont été construits par Framatome. C’est aussi le cas au Vietnam et dans d’autres pays.
Pourtant, la France est le seul pays au monde (autre que la Russie et bientôt la Chine) à pouvoir proposer pour l’instant une offre complète incluant le combustible et le retraitement.
Les États-Unis ne retraitent plus leur combustible nucléaire, ni pour eux-mêmes ni pour l’exportation, depuis 1992.
Une carte maîtresse
La France a donc une carte maîtresse à jouer dans le domaine des microréacteurs pour nouer de nouveaux liens privilégiés utiles pour l’avenir.
En effet, les pays qui achètent des centrales nucléaires deviennent dépendants du vendeur pendant des décennies pour leur approvisionnement en électricité.
Le vendeur et l’acheteur doivent donc rester « amis » et deviennent des partenaires privilégiés pour d’autres contrats de construction d’infrastructures civiles (aéroports, ponts, autoroutes, génie civil, équipements publics…) ou militaires, et ce pendant près d’un siècle (construction, durée de vie de la centrale nucléaire supérieure à 60 ans, et déconstruction).
Pour autant, nos dirigeants ne répondent pas, ou maladroitement et de manière incomplète, aux demandes et aux besoins des pays voulant accéder au nucléaire.
La Russie, la Corée du Sud et la Chine s’empressent de combler à leur avantage la demande de coopération nucléaire à laquelle la France répond mal. Elle rate de belles opportunités nucléaires, mais aussi diplomatiques et politiques, pour établir des liens durables avec de nombreux pays en les aidant à développer leur parc nucléaire.
De plus, son offre n’est parfois pas compétitive par rapport à celle de la Russie qui, elle, inclut le financement.
À noter que l’offre des Russes comprend aussi la formation dans leurs écoles d’ingénieurs d’un excellent niveau à Moscou, mais aussi à Tomsk en Sibérie, et dans une demi-douzaine d’autres villes. Des milliers de futurs opérateurs et d’ingénieurs nucléaires en herbe des Brics arrivant dans ces écoles apprennent aussi le russe. Un jour, ils apprendront peut-être le français en France, ou chez eux ?
Un foisonnement de compétences
Compte tenu des contraintes techniques et administratives à surmonter, la date annoncée par Naarea pour la mise en service de leur premier réacteur en 2030 est probablement (très ?) optimiste.
Toutefois, ce foisonnement de compétences et de talents dans ce nucléaire innovant doit être encouragé, surtout en France, même si c’est un projet qui ne sera transformé industriellement que dans 30 ans, 50 ans ou… 100 ans.
Dans l’intervalle, de jeunes ingénieurs s’enthousiasmeront, et c’est bien !
Et ces nouveaux talents qui forgent ce microréacteur nucléaire de quatrième génération peuvent bénéficier d’une conjoncture internationale favorable, d’une réglementation simplifiée, et de soudaines avancées technologiques et découvertes.
Nul n’est à l’abri d’un coup de chance !
Sinon, ces ingénieurs et techniciens pourront toujours ensuite se recycler dans le nucléaire « classique » des puissants réacteurs EPR (ou RNR) pour succéder à la génération précédente ayant développé l’extraordinaire parc nucléaire qui fonctionne parfaitement aujourd’hui en France, et pour encore des décennies.
C’est quand même dingue de penser que nous avions une avance mondiale d’une bonne quinzaine d’années sur cette technologie, et que les abrutis écolos à petit cerveau, associés aux socialistes sans vergogne, qui se foutent pas mal de la France, et qui cherchent uniquement à être réélus, ont réussi à faire fermer Superphœnix. Et récemment à faire condamner toute relance des réacteurs à neutrons rapides. Il y a toujours une loi qui a condamné Fessenheim ainsi qu’une vingtaine de réacteurs qui doivent fermer dans les 15 ans qui viennent. Je pense que le problème de l’énergie sera crucial pour les Français et pour l’industrie français dans les années qui viennent et quelque soit le parti qui proposera d’annuler cette loi et de vraiment relancer le nucléaire en France je voterai pour lui.
Tres bien si ce reacteur tient ses promesses. Je constate juste qu’on a injecte 500 millions d’aide a cette societe, apres avoir ferme le reacteur de recherche Astrid qui lui aussi brulait nos dechets nucleaires, parce qu’il coutait trop cher. un pas en avant, un pas en arriere, la course des canards sans tetes, des tombereaux d’argent investis dans tous les sens, une fois pour fermer, une fois pour reouvrir, et en meme temps construire des eoliennes en mer dont la duree ne devrait pas exceder 20 ans.
Heureusement on ne parle pas de 500 millions. Naarea et Newcleo (réacteur à neutrons rapides au plomb fondu) se partagent 24,9 millions de subventions. Je suis allé sur leur site, beaucoup de marketing/com et peu de technique, espérons qu’on ne va pas vers une nouvelle aventure genre » avions renifleurs ».
Des SMR nous en avons déjà, certes classiques et peu innovants mais au design éprouvé, ce sont les réacteurs de nos sous-marins SNLE, le réacteur K15 fournit 150MWth soit environ 45 à 50 MWe, le K22 (220 MWth) est en projet bien avancé.
Excellente remarque ! Moi aussi je m’étais posé la question de savoir pourquoi on ne pourrait pas utiliser les modèles de réacteurs que l’on a sur le Charles de Gaulle ou nos SNLE. Y’a une explication ?
Peut-être un rapport coût/performance/maintenance acceptable dans un domaine militaire, mais insuffisant pour des applications civiles. De plus, ce sont des REP…
La filière neutrons rapides / sels fondus est très en retard par rapport à la filière eau pressurisée d’EDF/ Nuward. Il est probable que le SMR Nuward apparaîtra bien avant. Reste à voir l’intérêt des SMR : faible pour la France, utile à l’export malgré le modèle américain ?
Par rapport aux réacteurs REP classiques (comme Nuward), la technologie des réacteurs à sels fondus (RSF) offre une plus grande acceptabilité sociale, car comme l’indique cet excellent article, elle est auto-stable et ne consomme pas d’eau. Le combustible liquide du RSF ne nécessite pas des rechargements aussi fréquents que le combustible solide. Et comme les autres réacteurs de 4e génération, le RSF consomme les déchets nucléaires à longue vie des réacteurs REP.
C’est rassurant pour notre présent ET pour l’avenir que nous laisserons à nos enfants.
Il faut se méfier de ce qui est magnifique sur le papier et à courte vue. Les avantages que vous citez sont certes vrais en théorie, mais ils nécessitent un bouclage du cycle (usines de retraitements, etc.) qui ne se fera pas du jour au lendemain. Les étapes de retraitement et de fabrication du nouveau combustible incluant les déchets antérieurs nécessitent des dessins de nouvelles installations qui ne sont pas aussi simples que le dessin du réacteur lui-même qui ne constitue qu’un maillon de la chaîne.
Je n’ai pas compris comment un réacteur nucléaire pouvait se passer d’eau. Il faut, pour toute production d’électricité (cycle de Carnot), une source chaude et une source froide. Le réacteur nucléaire fournit la source chaude. Typiquement une rivière (ou l’océan) la source froide. On peut bien utiliser de l’air avec de gros ventilateurs, mais bon dissiper 40 MW, on parle de centaines de m3 d’air par seconde.
Le tout monté sur un camion, donc moins de 40T j’imagine? Soit 1kW/kg. Bien que pas impossible, cela me semble très éloigné des performances actuelles des réacteurs. Donc je suis (très) sceptique.
La génération d’électricité se fera avec du CO2 supercritique
CO2 supercritique ça veut dire CO2 à plus de 31°C et 72 bar (pour l’eau c’est 374°C et 221 bar), donc pas de quoi générer beaucoup d’énergie sauf à être très au-delà de la supercriticité. En l’absence de toute information technique (schéma de principe ou autre) il est impossible de savoir comment cela fonctionne. Je présume mais sans aucune garantie que la chaleur dégagée dilate et comprime le CO2 qui se détend dans une turbine (à l’image d’un turbopropulseur d’avion), ensuite il est peut-être refroidi et contracté dans un aéroréfrigérant, mais dans ce cas pourquoi ne pas utiliser tout bonnement de l’air en lieu et place du CO2? Sur le site de la SFEN il y a deux Youtube où les entreprises primées exposent leurs forces, celui de Naarea est du pur marketing sans aucun contenu technique, celui de l’entreprise italienne Newcleo (associée à des entreprises françaises) est beaucoup plus convainquant. Bref (et j’ai été du métier dans ma vie professionnelle) je ne mettrais pas un kopeck dans cette technologie sauf ceux que j’ai mis « à l’insu de mon plein gré » à travers mes impôts.
Bonjour, le CO2 supercritique, c’est surtout un corps mi-liquide, mi-gazeux, qu’il est beaucoup plus efficace d’utiliser dans un circuit thermodynamique fermé muni de régénérateurs (échangeurs de température internes). Dans ce cas, la source froide doit évacuer beaucoup moins de chaleur que ce que pense @titi. Sans être thermodynamicien, ni connaitre les secrets de Naarea (une société 100% française), j’ai fait quelques recherches et je vous engage à lire la section consacrée au CO2 supercritique dans ce cours de l’Ecole des Mines de Paris : https://direns.mines-paristech.fr/Sites/Thopt/fr/co/se2-t3-s2.html
Par ailleurs, les technologies sur lesquelles s’appuient Newcleo et Naarea sont très différentes (combustible solide versus liquide, refroidissement au plomb pour Newcleo versus sels fondus pour Naarea, etc.). Les besoins futurs en énergie décarbonée sont gigantesques et il y aura de la place pour tout le monde. Même si Newcleo est parti le premier, il n’est pas sûr qu’il arrive le premier à une solution industrialisable. Et puis il y a plein d’autres concurrents en France (Jimmy, Hexana, Stellaria, …) ou ailleurs (Terra Power (Bill Gates), Rolls-Royce, Holtec, NuScale, …). Que les meilleurs gagnent !
Les SMR de petite taille sont plus facile à produire, ils couvrent des besoins variés avec de la génération d’électricité et/ou de chaleur et ils sont de parfaits compléments aux ENRi pour compenser leurs pertes de charge, car ils sont très finement pilotables.
C’est pas du neuf, les Russes avaient déjà vendu un micro réacteur aux militaires des USA, j’espere
Un réacteur expérimental est déjà en service en chine depuis un an.
Nos pays sous-développés auraient intérêt à regarder ce qui se fait ailleurs (sic).
Les Chinois ont en effet de l’avance. Comme Naarea, ils ont misé sur la technologie des sels fondus. Il sera très intéressant de suivre l’avancement de leur projet.
J’oubliais : le réacteur de test chinois est basé sur la filière au Thorium. Il faut s’attendre à pas mal d’années d’études avant que cela n’aboutisse à un réacteur opérationnel.
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