Le nucléaire est déjà une énergie extraordinaire: sécure, très bas carbone, avec des déchets qu’on sait très bien retraiter … Comment aller plus loin ? Il y a en réalité encore des point qu’on peut améliorer, comme le besoin en combustible et en capacités de retraitement de déchets, ou la lourdeur et le prix des centrales. C’est exactement ce à quoi répondent les innovations dessinant le nucléaire de demain: les réacteurs de 4e génération et les petits réacteurs modulaires (PRM). Toutefois, à un horizon plus lointain, apparait de plus en plus clairement une nouvelle énergie nucléaire: la fustion. Elle porte la promesse d’une énergie infinie et encore plus propre.
Le futur de la fission nucléaire: la 4e génération de réacteurs
La plupart des centrales existantes sont de la seconde génération et quelques réacteurs de 3e génération commencent à voir le jour. Toutefois, il y a une 4e génération de réacteurs, qui pourrait être l’avènement de la science nucléaire.
Actuellement, la plupart des centrales nucléaires utilisent de l’uranium (normalement 238) enrichi (sous-entendu en uranium 235). Or, l’uranium 235 ne représente qu’une petite partie de l’uranium présent dans la nature. De plus, une fois utilisé, il redevient de l’uranium 238. Pouvoir utiliser ce dernier multiplierait plusieurs dizaines de fois l’approvisionnement et faciliterait le retraitement. Parmi les réacteurs de 4e génération, il y a justement des réacteurs permettant la « surgénération », autorisant non seulement d’utiliser complètement cet uranium 238, mais en plus de réduire la durée de vie de déchets nucléaire: les réacteurs à neutrons rapides. D’autres technologies permettent d’utiliser du thorium.
Il y a 6 technologies de réacteurs qui sont considérées comme pertinentes, mais actuellement il y en a surtout deux d’explorées: les réacteurs à neutrons rapides à caloporteur sodium (SFR) ou plomb ( et les réacteurs à sels fondus (MSR). Ces technologies ont commencé à être approfondies dès les années 50. Néanmoins, le faible coût de l’uranium a amené à la diminution des financements et à la fermeture des projets. A notamment été fermé le projet français Superphénix, un prototype industriel fonctionnel de réacteur à neutron rapide.
Aujourd’hui, il y a deux réacteurs fonctionnels en Russie et un en construction en Chine.
Pour aller plus loin, vous pouvez consulter notre page sur les réacteurs de 4e génération.
Le futur des centrales nucléaires: les PRM (SMR en anglais)
Sans se rattacher à une technologie fixe, il y a une démarche qui prend de plus en plus d’importance: la conception de petits réacteurs modulaires (PRM) pouvant être construits à la chaîne dans une usine dédiée. Cela bénéficierait de nombreux avantages: une accélération de la conception, un moindre coût et une meilleure qualité.
- Toutes les installations sont dédiées à la conception du réacteur, contrairement aux constructions classiques qui se font sur place.
- Les modèles sont tous les mêmes, il y a donc un meilleure contrôle de la qualité et une meilleure connaissance.
- Il est facile d’exporter et il y a besoin de moins de main d’oeuvre qualifiée sur place.
- L’installation de la centrale est beaucoup plus rapide de la pose de la première pierre au lancement.
Les projets développant de tels réacteurs sont nombreux: plus de 70 en 2022. Les modèles peuvent être à vapeur sous pression, comme nos centrales classiques, ou bien de 4e génération.
Pour aller plus loin, vous pouvez consulter notre article sur les petits réacteurs modulaires (PRM).
La fusion nucléaire
C’est le summum de l’énergie nucléaire, la réaction qui fait briller les étoiles: la fusion nucléaire. Il s’agit de mettre des atomes, en principe du deuterium et du tritium dans des conditions extrêmes, de l’ordre de 150 millions de degrés. A partir d’un moment, l’énergie produite par la fusion des atomes est suffisamment forte pour s’entretenir seule. C’est le point d’ignition. Elle pourrait produire une énergie quasi-infinie
Les challenges sont de différents ordres. L’un des principaux est de réussir à concevoir des matériaux qui résistent à des conditions aussi terrifiantes.
Pour aller plus loin, vous pouvez consulter notre article sur la fusion nucléaire.