De petits réacteurs nucléaires pour produire de la chaleur industrielle

Initialement conçus pour produire de l’électricité propre, les Small Modular Reactors (SMR) pourraient, demain, produire de la chaleur pour les sites industriels. Reste à structurer et harmoniser la filière, avant de voir apparaître de premières installations au début de la prochaine décennie.

Alors que le défi du changement climatique se joue en grande partie sur le terrain énergétique, les Etats, les entreprises, les start-up, les laboratoires de recherche déploient des efforts conjugués pour substituer des sources propres et renouvelables aux combustibles fossiles.

« La Commission européenne estime qu’en 2040, plus de 90 % de l’électricité dans l’UE sera produite à partir de sources décarbonées, principalement des énergies renouvelables, complétées par l’énergie nucléaire ». Pour répondre à l’augmentation de la demande en électricité, la capacité nucléaire installée dans l’ensemble de l’UE devrait passer de 98 GWe en 2025 à 109 GWe d’ici 2050.

C’est dans ce contexte que le 10 février 2022, le président de la République française a annoncé le lancement de la construction de six EPR2 en 2035, huit autres étant à l’étude à l’horizon 2050. Les six premiers EPR seront complétés par des Small Modular Reactors (SMR) et des Advanced Modular Reactor (AMR).

Le principe de ces « petits » réacteurs nucléaires ? Ils sont plus compacts, plus flexibles, produisent moins de déchets que les réacteurs traditionnels grâce à une utilisation optimisée de leur combustible, mais ils sont aussi moins puissants, adaptés aux zones où la demande d’électricité est plus faible.

30 installations en Europe en 2035

Combien de ces nouvelles infrastructures pourraient sortir de terre et à quel horizon ? La toute récente European Industrial Alliance on Small Modular Reactors, créée à l’initiative de l’Union européenne pour faciliter et accélérer le développement, la démonstration de faisabilité et le déploiement de ces SMR, estime dans un scénario « moyen » que l’Europe comptera 30 installations en 2035, 80 en 2040 et 200 en 2050.

« On peut raisonnablement estimer que les premiers SMR apparaîtront en 2031-2032 en Europe. »

Ces « petits » réacteurs modulables ne constituent pas seulement une alternative aux centrales électriques au charbon, ils pourraient également, demain, produire de la chaleur pour les réseaux urbains et pour l’industrie. « La Société française d’énergie nucléaire (SFEN) prévoit qu’en 2050, la France aura besoin de 100 TWh de production de chaleur pour répondre à deux usages principaux : l’industrie d’abord et, dans une moindre part, les réseaux de chauffage urbains », explique Pascal Champ, directeur du développement de VINCI Energies Nucléaire.

Des projets partout dans le monde

Les SMR pourraient ici jouer un rôle essentiel. L’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) recense 72 projets de petits réacteurs modulaires (SMR) et de réacteurs modulaires avancés (AMR) dans le monde, dont près d’une vingtaine visent à produire de la chaleur.

Aux Etats-Unis, le géant Dow a passé un accord avec la société X-Energy pour construire quatre démonstrateurs d’un mini-réacteur à haute température. La Chine a, pour sa part, entrepris de coupler ses réacteurs Hualong à eau pressurisée, équivalents de nos EPR, à un petit réacteur à haute température pour fournir de la vapeur industrielle. En Finlande, Steady Energy commencera en 2025 la construction d’un premier SMR qui devrait produire le chauffage urbain d’Helsinki et Kuopio.

La France n’est pas en reste. EDF, dont le projet de SMR NUWARD était initialement destiné à remplacer les centrales à charbon, a annoncé vouloir faire de la cogénération nucléaire, c’est-à-dire produire à la fois électricité et chaleur. Outre l’opérateur de référence, plusieurs start-up sont sur les rangs (lire l’encadré), avec des projets plus ou moins avancés.

Un modèle industriel à installer

Au-delà du défi technologique, la réussite du SMR tient à sa compétitivité. Pour être viable, la filière doit parvenir à compenser la perte d’économies d’échelle imputable à la multiplication des infrastructures. « Cela passe nécessairement par l’effet de série, par la production standardisée de composants, ainsi que par des délais de construction deux fois moindres que ceux des grands réacteurs, soit à peu près quatre ans contre huit à dix ans », explique Pascal Champ.

Pour répondre à tous ces prérequis, il est impératif de respecter des standards d’un pays à l’autre afin d’harmoniser les processus de certification. D’où la nécessité de structurer une feuille de route à l’échelle de l’Europe. « Au vu de l’avancée des réflexions, de la volonté politique à l’œuvre et des développements en cours, on peut raisonnablement estimer que les premiers SMR apparaîtront en 2031-2032 en Europe », affirme Pascal Champ.

Huit projets de mini-réacteurs français en lice

• NUWARD : SMR d’EDF à eau pressurisée en cogénération de 340 MWe, pour produire électricité et chaleur entre 150 et 250 °C (hydrogène, réseaux urbains, désalinisation et industrie).
• Calogena : SMR à eau faiblement pressurisée de 30 MWt pour réseaux de chaleur urbains.
• ARCHEOS : un générateur nucléaire thermique à eau légère qui fournira une puissance de 20 à 200 MW et une chaleur allant jusqu’à 150 °C, SMR largement basé sur des technologies et des codes de modélisation déjà déployés.
• Otrera conçoit un réacteur de type AMR d’une capacité de 110 MWe et offrant 105 MW de chaleur utilisable en cogénération. L’AMR est basé sur les technologies les plus matures de la quatrième génération de réacteurs rapides au sodium.
• Stellaria conçoit des réacteurs rapides à sels fondus avec un objectif de puissance de 250 MWth et une capacité de production d’électricité allant jusqu’à 120 MWe.
• Jimmy Energy : AMR graphite gaz haute température avec combustible Triso-Haleu (HTGR) de 20 MWt pour chaleur industrielle jusqu’à 500 °C.
• Blue Capsule : AMR à haute température Triso, refroidi au sodium (HTR) de 150 MWt pour chaleur industrielle supérieure à 450 °C.
• HEXANA : AMR à neutrons rapides, refroidi au sodium (SFR) de deux fois 400 MWt avec stockage de la chaleur destinée à l’industrie ou à la production d’électricité.

16/03/2026