L'énergie nucléaire est une source d'électricité continue et à très faible teneur en carbone. Elle peut jouer un rôle pour atteindre les objectifs de réduction des émissions de carbone. Si l'augmentation du parc actuel de centrales nucléaires "standard" ne peut pas être une solution à court-moyen terme, les petits réacteurs modulaires (SMR – Small Modular Reactor) innovants présentent un fort potentiel industriel. Ils peuvent être mis en œuvre dans un délai beaucoup plus court.

La place du nucléaire dans le monde

L’énergie nucléaire est la deuxième plus importante source d’électricité à faible émission de carbone au monde. En 2020, 440 réacteurs nucléaires répartis dans 32 pays ont produit 10% de l’électricité mondiale, soit 5% de l’énergie mondiale. Ces quantités ne connaîtront pas une croissance suffisante pour remplacer le pétrole, le charbon ou le gaz (qui représentent respectivement 31%, 27%, 23% de l’énergie mondiale).

2022.04.13.Marché mondial de l'énergie

55 nouveaux réacteurs sont en cours de construction. 19 d’entre eux se trouvent en Chine, 2 aux États-Unis et 3 en Russie. Plus de 72 modèles différents de SMR sont en cours de développement ou de construction dans 18 pays.

La voie vers un grand marché des SMR

Les réacteurs nucléaires actuels en sont maintenant à la génération 3, mais ils n’atteindront jamais un niveau critique dans le mix énergétique malgré leur croissance. La technologie de fusion, la solution propre « idéale », ne sera pas disponible avant la seconde moitié du siècle. Au contraire, la dernière technologie, les petits réacteurs modulaires (SMR), affiche une dynamique de développement impressionnante et passe au stade industriel.

Les SMR sont des petits modules produisant entre 1 et 350MW. Ils offrent des avantages clés par rapport aux grandes centrales nucléaires classique : la conception modulaire et standardisée associée à la production hors site permet de réduire les coûts, les risques et optimise le processus de fabrication. Le démantèlement et le retraitement sont facilités, et la maintenance est plus aisée. Enfin, la réduction des dépenses d’investissement et le retour sur investissement plus rapide conduiront à de nouveaux modèles commerciaux. Le taux d’apprentissage (c’est-à-dire la réduction des coûts lorsque la production cumulée double), qui est d’environ 3,5% pour les centrales nucléaires traditionnelles, devrait être supérieur à 10% pour les SMR.

En raison de sa flexibilité et de sa grande disponibilité, la technologie SMR offre des cas d’utilisation attrayants, comme l’approvisionnement énergétique de lieux et d’opérations éloignés ainsi que la mise en place d’une industrie à faible émission de carbone en fournissant électricité ou chaleur localement à ces industries. Par exemple, la Chine et la Russie prévoient d’utiliser les SMR pour certains réseaux thermiques urbains isolés et pour alimenter des mines.

Le prochain champ de bataille industriel

Plus de 72 modèles de SMR sont actuellement en cours de développement ou de construction. La Chine et la Russie mènent la course, tandis que les États-Unis développent un solide écosystème de start-ups. La plupart des produits seront sur le marché d’ici 5 à 8 ans.

Le marché devrait afficher un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 15 % jusqu’en 2030 et s’accélérer au fur et à mesure que les produits deviendront facilement disponibles. Témoin de l’émergence de ce marché, une première entreprise américaine spécialisée dans les réacteurs SMR prévoit d’entrer en bourse.

Un enjeu géostratégique

Si dix-huit pays développent actuellement des SMR, de nombreux autres pays en bénéficieront, car les réacteurs seront faciles à installer et abordables. Les SMR offrent une autonomie et une flexibilité qui pourraient bouleverser le statu quo géostratégique. Les pays producteurs seront en mesure de répondre à leurs propres besoins et de réagir rapidement à d’éventuelles nouvelles conditions. Les autres pays devront négocier avec un fournisseur. L’autonomie énergétique se fera au détriment de la dépendance financière ou politique.

SMR : une source d’énergie stable et sûre

Par rapport aux énergies renouvelables intermittentes comme l’éolien et les panneaux solaires photovoltaïques, les centrales nucléaires sont des producteurs d’énergie stables et constants. Dans une certaine mesure, elles peuvent ajuster leur production, ce qui facilite la gestion de l’énergie au niveau du réseau. La plupart des modèles de SMR sont plus simples et reposent sur une sécurité de conception intrinsèque, éliminant pratiquement le risque de dommages graves et de rejets importants de radioactivité.

SMR pour la sûreté nucléaire

Le conflit ukraino-russe met en évidence le risque d’endommagement ou de mauvais fonctionnement des installations nucléaires. Dans une telle situation, la prolifération des SMR dans le monde peut être entravée car ils peuvent être considérés comme une potentielle menace dans tout conflit. Ainsi, seules les technologies SMR les plus sûres (utilisant le moins d’éléments radioactifs et capables d’arrêter rapidement la réaction nucléaire) seront adoptées.

Alors que la plupart des réacteurs existants nécessitent une source d’énergie et des dispositifs de sécurité actifs et passifs (barres d’arrêt, etc.), de nombreux nouveaux modèles de SMR offrent une sécurité améliorée, voire totale, en utilisant des systèmes de sécurité exclusivement intrinsèques et passifs.

Recyclage des déchets nucléaires (« mangeurs de déchets nucléaires »)

Parmi les différents modèles de SMR actuels, les réacteurs rapides ou les réacteurs à sels fondus (par exemple) produisent une faible quantité de déchets de faible radioactivité. Ils peuvent même être alimentés avec des déchets de combustible nucléaire de haute activité (qui sont actifs des milliers d’années) et ainsi réduire la radiotoxicité globale des déchets.

Par exemple, les réacteurs à sels fondus utilisant du combustible au thorium produisent 83 % de déchets sûrs après 10 ans et 17% de déchets sûrs après 300 ans.

Le marché des SMR

Un boom à venir

Compte tenu du nombre d’acteurs et de modèles (72) en cours de développement, les produits seront disponibles d’ici 5 à 8 ans. En supposant que l’industrie réussisse la phase de normalisation et de production de masse, elle bouleversera le secteur nucléaire actuel, en ouvrant un nouveau marché et en remplaçant éventuellement une partie du marché existant.

  • 39 projets sont en cours d’étude, 28 en cours de construction, 2 en cours de finalisation et 3 déjà en exploitation.
  • Le nucléaire a rejoint la taxonomie « verte » dans le Green Deal européen.

2022.04.13.projets SMR

Une compétition industrielle mondiale

Les entreprises gouvernementales chinoises et russes sont bien avancées dans leur R&D et ont déjà livré leurs premiers produits. L’Occident est à la traîne mais investi fortement pour rattraper son retard: le ministère américain de l’énergie a déjà consacré 1,2 milliard de dollars à des projets de recherche dans ce domaine entre 2011 et 2019.

Derrière les mastodontes étatiques chinois et russes, des entreprises occidentales et des start-ups rivalisent pour se positionner comme leaders du marché des SMR. Parmi les dizaines d’acteurs:

  • TerraPower, fondée par Bill Gates, développe le Natrium, un réacteur de 345 MW.
  • NuScale, soutenue par Fluor Corporation, développe un réacteur très modulaire de 60 MW et prévoit d’entrer en bourse prochainement.
  • Terrestrial Energy (Canada) développe un réacteur de 190 MW.
  • Newcleo (une société privée dans laquelle AtonRa Holding est un investisseur précoce) combine un réacteur rapide au plomb pour réduire les déchets, et un système piloté par accélérateur pour assurer une sécurité totale.

Une industrie naissante avec des opportunités d’investissement limitées

La plupart des nouveaux modèles sont encore en cours de développement. Aujourd’hui, les possibilités d’investissement dans les sociétés cotées en bourse restent assez limitées. Mais les entreprises vont entrer en bourse dans les prochaines années.

Catalyseurs

Le soutien des gouvernements. Les gouvernements chinois et russe stimulent directement l’activité en fournissant un financement important. Les États-Unis encouragent fortement le développement des start-ups. L’Europe a inclus le nucléaire dans la taxonomie « verte ».

Une alliance entre acteurs occidentaux. De nombreux outils critiques de conception et de production devraient être partagés pour accélérer le développement.

Le besoin d’indépendance énergétique. Il est désormais bien compris que l’indépendance énergétique est essentielle pour tous les pays. Le SMR est une réponse à moyen terme.

Risques

La prolifération. La distribution de SMR partout dans le monde peut sembler risquée en raison d’une mauvaise gestion possible des déchets nucléaires, d’une probabilité accrue de mauvaise utilisation (proportionnelle au nombre de réacteurs) et d’éventuels enjeux ou risques stratégiques pendant les conflits.

Un potentiel manque de coordination des acteurs occidentaux. Pour que le processus de fabrication soit viable, il faut du volume. Seuls quelques-uns des modèles actuellement à l’étude devraient être poursuivis, avec des collaborations entre acteurs. De nombreux projets en cours ne survivront pas.

Un déséquilibre mondial entraînant des tensions géopolitiques. La Chine et la Russie ont des années d’avance et commercialisent déjà leurs solutions. Une réaction occidentale au niveau des réglementations internationales pourrait entraîner des tensions géopolitiques.

Conclusion

Au sein du marché nucléaire, les petits réacteurs modulaires, basés de nouvelles technologies qui entrent en phase d’application, promettent de déferler sur le marché : ils peuvent satisfaire les demandes locales d’électricité ou de chaleur et apporter des solutions pour les nouveaux procédés décarbonés. Les défis résident dans la capacité à atteindre rapidement une production en série et dans les questions stratégiques de prolifération nucléaire. Une lutte industrielle pour un marché juteux est déjà en cours.

Notre portefeuille  “Sustainable Future” n’est actuellement pas investi dans le secteur nucléaire, mais nous suivons de près son évolution pour saisir les opportunités qui pourraient se présenter.