La production d’énergie nucléaire en Afrique du Sud : histoire, technologies et innovations

L’Afrique du Sud est le seul pays du continent africain à exploiter l’énergie nucléaire pour la production d’électricité. En 2020, la production d’énergie nucléaire représentait environ 5 % de la production totale d’électricité du pays [1]. Les autres sources d’électricité en Afrique du Sud sont principalement le charbon (77 %), les énergies renouvelables (16 %) et le gaz naturel (2 %) [1]. Cet article présente l’histoire de la production d’énergie nucléaire en Afrique du Sud, les technologies de réacteurs nucléaires utilisées et les projets novateurs en cours.

L’Afrique du Sud est le seul pays du continent africain à exploiter l’énergie nucléaire pour la production d’électricité, avec la centrale de Koeberg comme seule installation en activité. Les réacteurs à eau pressurisée constituent la technologie de réacteur nucléaire utilisée dans le pays. L’Afrique du Sud prévoit d’augmenter sa capacité nucléaire dans les années à venir et explore des options telles que les réacteurs modulaires de petite taille pour répondre à ses besoins énergétiques futurs. La coopération internationale et les projets novateurs jouent un rôle clé dans le développement de l’énergie nucléaire en Afrique du Sud et pourraient contribuer à une diversification accrue du mix énergétique du pays à l’avenir.

Histoire de la production d’énergie nucléaire en Afrique du Sud

L’Afrique du Sud a commencé à s’intéresser à l’énergie nucléaire dans les années 1950 et a adhéré à l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) en 1957 [2]. Le pays a lancé son premier réacteur de recherche, Safari-1, en 1965, en coopération avec les États-Unis [2]. Safari-1 est un réacteur de recherche à usage multiple qui a été utilisé pour la formation, la recherche et la production de radio-isotopes à des fins médicales et industrielles [3].

En 1984, l’Afrique du Sud a mis en service sa première centrale nucléaire, la centrale de Koeberg, située près de la ville du Cap [4]. Koeberg est la seule centrale nucléaire en activité sur le continent africain et est exploitée par la société publique d’électricité Eskom [4].

Technologies de réacteurs nucléaires utilisées

La centrale de Koeberg dispose de deux réacteurs à eau pressurisée (REP) de conception française, avec une capacité totale de 1 860 mégawatts électriques (MWe) [4]. Les réacteurs à eau pressurisée sont l’une des technologies de réacteurs nucléaires les plus courantes dans le monde. Dans un REP, l’eau est utilisée comme fluide de refroidissement et comme modérateur de neutrons. L’eau est maintenue sous pression pour éviter qu’elle ne se transforme en vapeur, et cette vapeur à haute pression est utilisée pour faire fonctionner des turbines qui génèrent de l’électricité [5].

Projets de centrales et de réacteurs novateurs

Projets de centrales nucléaires

L’Afrique du Sud a élaboré un plan intégré de développement des ressources énergétiques (IRP) qui prévoit l’augmentation de la capacité nucléaire du pays à l’horizon 2030 [6]. Le plan prévoit la construction de 2 500 MWe de capacité nucléaire supplémentaire, qui devrait contribuer à réduire la dépendance du pays au charbon et à diversifier son mix énergétique [6].

Réacteurs modulaires de petite taille (SMR)

L’Afrique du Sud a développé le concept de réacteur modulaire de petite taille (SMR) appelé « Pebble Bed Modular Reactor » (PBMR) [7]. Le PBMR est un réacteur à lit de boulets à haute température et refroidi par hélium, conçu pour être modulaire, intrinsèquement sûr et économiquement compétitif par rapport aux autres sources d’énergie [7]. Bien que le projet PBMR ait été annulé en 2010 en raison de problèmes de financement, l’Afrique du Sud continue d’explorer les possibilités offertes par les SMR pour répondre à ses besoins futurs en matière d’énergie nucléaire [8].

Coopération internationale et projets novateurs

L’Afrique du Sud coopère avec plusieurs pays et organisations internationales pour renforcer ses capacités en matière d’énergie nucléaire et développer de nouvelles technologies. Par exemple, en 2019, l’Afrique du Sud et la Russie ont signé un accord de coopération pour développer des technologies avancées de réacteurs nucléaires, y compris les SMR [9]. L’Afrique du Sud est également membre de l’Organisation pour le développement du nucléaire en Afrique (AFRA), qui vise à promouvoir l’utilisation pacifique de l’énergie nucléaire et à soutenir la recherche et le développement dans le domaine [10].

Liste des réacteurs en Afrique du Sud

La centrale fournit de 8,4 à 13,5 térawattheures annuellement.

Les pays produisant de l’énergie nucléaire

Références :

• [1] International Energy Agency (IEA). (2020). South Africa: Electricity and Heat for 2020.
• [2] International Atomic Energy Agency (IAEA). (2021). South Africa: Nuclear Power Reactors.
• [3] NECSA. (2021). SAFARI-1.
• [4] Eskom. (2021). Koeberg Nuclear Power Station.
• [5] World Nuclear Association. (2021). Pressurized Water Reactors.
• [6] Department of Mineral Resources and Energy. (2019). Integrated Resource Plan 2019.
• [7] World Nuclear Association. (2021). Small Nuclear Power Reactors: Pebble Bed Modular Reactor (PBMR).
• [8] Engineering News. (2020). South Africa, the most industrialised country in Africa, should consider nuclear power.
• [9] World Nuclear News. (2019). Russia and South Africa to cooperate on advanced reactors.
• [10] International Atomic Energy Agency (IAEA). (2021). African Regional Cooperative Agreement for Research, Development and Training Related to Nuclear Science and Technology (AFRA).