7. La course aux prototypes et aux combustibles

L’émergence de nouvelles filières de réacteurs nucléaires dans les années 2030 servirait l’indispensable décarbonation de l’économie. Mais cela demande dès aujourd’hui une réflexion sur les besoins en combustible de ces réacteurs, pour l’amont et l’aval du cycle.

Le plan d’investissement France 2030, annoncé fin 2021 par le président de la République, a fait émerger, via l’appel à projets « Réacteurs nucléaires innovants », un grand  nombre de nouveaux acteurs. En cumulant les annonces de juin et de novembre 2023, huit entreprises ont d’ores et déjà fait l’objet d’un soutien gouvernemental. Il s’agit de  Naarea (réacteur à sels fondus), Newcleo (réacteur à neutrons rapides refroidi au plomb), Jimmy Energy (réacteur à haute température), Renaissance Fusion (fusion avec  stellarator), Calogéna (réacteur à eau), Blue Capsule (réacteur à haute température à caloporteur sodium), Hexana et Otrera (réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium).

L’appel à projets étant neutre technologiquement, les typologies de réacteurs foisonnent (à l’instar des projets à travers le monde) et les besoins en combustible se multiplient. Des décisions rapides sont attendues pour entamer la construction de prototypes, tandis qu’il faut dimensionner les installations du cycle du combustible à un déploiement industriel.

1. L’important retour d’expérience des réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium

Contrairement à la grande majorité des réacteurs à neutrons « lents » ou « à spectre thermique » en activité dans le monde, les Réacteurs à neutrons rapides (RNR) se passent de modérateur pour bénéficier de neutrons d’énergie élevée. L’intérêt principal de cette technologie réside dans la bien meilleure valorisation de la matière nucléaire (uranium et plutonium) et dans la possibilité qu’offrent les RNR de réduire la quantité et la radiotoxicité des déchets. Historiquement, le caloporteur le plus commun pour ces réacteurs a été le sodium.

La France est un des pionniers de cette technologie avec Rapsodie (1967-1983), Phénix (1973-2010) et Superphénix (1984- 1998) dont la puissance de 1 200 MW reste inégalée pour cette filière. Au niveau mondial, la technologie bénéficie d’un important retour d’expérience, mais aussi de réalisations récentes. La Russie dispose par exemple de deux unités en exploitation (BN-600 depuis 1980 et BN-800 depuis 2015). La Chine a un prototype de 20 MW en fonctionnement depuis 2011 et compte deux unités de 600 MW. L’Inde vise la mise en service d’un prototype de 500 MW en 2024 et le Japon souhaite redémarrer le petit réacteur Joyo en 2024.