SMR rapide refroidi au plomb en Belgique
Modèle de démonstration d’un SMR-LFR innovant
Le SCK CEN étudie les concepts de réacteurs du futur depuis de nombreuses années déjà. Depuis peu, il fait également des recherches sur un Petit Réacteur Modulaire avancé (SMR-Small Modular Reactor), à savoir un réacteur rapide refroidi au plomb ou SMR-LFR. Ces réacteurs refroidis au plomb pourraient être le maillon indispensable d’un approvisionnement énergétique durable.
Grâce à un consortium international à toute épreuve, nous voulons construire un modèle de démonstration belge du tout premier SMR refroidi au plomb d’ici à 2035.
SMR avancé refroidi au plomb :
une nouvelle génération de technologie nucléaire
En collaboration avec les partenaires du consortium, nous misons sur un SMR de quatrième génération innovant et avancé. Un réacteur rapide refroidi au plomb, aussi appelé SMR-LFR.
Nous développons de nouvelles technologies - à la demande du gouvernement belge - dans le contexte d'une mise en œuvre plus durable de l'énergie nucléaire et souhaitons apporter une réponse aux préoccupations de la société. Notamment moins de déchets, plus de sûreté et une utilisation plus efficace des matières premières.
Qu'est-ce qu'un réacteur rapide ?
Dans les réacteurs rapides, la réaction en chaîne est entretenue par des neutrons rapides. Pour que les neutrons restent rapides, le cœur du réacteur ne peut être refroidi à l’eau. En effet, les molécules légères, comme l’eau, inhibent les neutrons. En revanche, les molécules lourdes comme le sodium et le plomb peuvent être utilisées comme caloporteur.
Le consortium a opté pour un SMR avec du plomb comme caloporteur. Le plomb-bismuth est théoriquement également une option, mais le bismuth est trop rare pour construire une flotte de SMR.
Pourquoi un SMR rapide ?
Cette technologie avancée présente de nombreux avantages, notamment en termes de durabilité et de sûreté.
Sûreté
Le SCK CEN se concentre sur les systèmes de sûreté passive.
Lorsque le réacteur s'arrête, le liquide de refroidissement disperse naturellement la chaleur par circulation naturelle. Utiliser du plomb comme caloporteur dans un SMR-LFR permet au réacteur de ne pas être sous pression et garantit qu'aucun incident de perte de pression ne puisse donc se produire - c'est la sûreté passive.
Moins de déchets hautement radioactifs et une utilisation plus efficace des matières premières
Dans un cycle du combustible fermé, un SMR-LFR présente de nombreux avantages par rapport aux réacteurs traditionnels refroidis à l'eau.
Comparés aux neutrons thermiques, les neutrons rapides présente une plus grande probabilité de séparer les éléments lourds (plutonium et « actinides mineurs »). De plus, l'efficacité énergétique est beaucoup plus élevée car une plus grande quantité d'uranium 238 est finalement utilisée (après capture de neutrons et fission du 239Pu) que dans les réacteurs refroidis à l'eau. Un réacteur rapide peut utiliser la matière première d’uranium plus efficacement. Il peut extraire plus d’énergie à partir de la même quantité disponible de matière fissile.
Grâce à son fonctionnement dans le spectre des neutrons rapides, un SMR-LFR a également la possibilité de réutiliser la matière fissile déjà utilisée en réacteur et qui serait normalement considérée comme un déchet. Ce recyclage redonne donc une seconde vie à la matière fissile usée. Le volume et la radiotoxicité des déchets radioactifs sont ainsi réduits.
♻️ Vous souhaitez en savoir plus sur le recyclage des matières fissiles?
Un consortium à toute épreuve pour un projet évolutif
En novembre 2023, en présence d'Alexander De Croo, Premier ministre belge, Klaus Iohannis, président de la Roumanie, et des représentants des ambassades italienne et américaine en Belgique, un protocole d'accord a été signé entre cinq poids lourds internationaux des technologies nucléaires impliquant des travaux avec des métaux lourds liquides. Depuis, le nouveau consortium travaille pour permettre le déploiement de ces SMR innovants.
Ansaldo Nucleare, l’ENEA, RATEN, le SCK CEN et Westinghouse Electric Company rempliront conjointement toutes les conditions nécessaires à la bonne mise en œuvre des petits réacteurs modulaires refroidis au plomb en tant que source durable et compétitive à faible émission de carbone dans un futur mix énergétique. En effet, un SMR-LFR peut à la fois produire de l’électricité, de l’hydrogène et de la chaleur.
Les précurseurs belge et roumain d’un SMR commercial
Le déploiement commercial nécessitera des recherches approfondies et des essais intensifs. La collaboration récemment formée a défini une vision claire, basée sur une approche progressive de la démonstration.
Les partenaires rempliront conjointement toutes les conditions nécessaires.
1. Reacteur de petite taille à Mol
La première phase consistera en un réacteur de petite taille à Mol, en Belgique. D'ici 2035, le modèle de démonstration belge du tout premier petit réacteur modulaire refroidi au plomb devrait être prêt. Avec ce réacteur, les partenaires visent à démontrer les aspects technologiques et techniquesques.
2. ALFRED
Une prochaine phase de développement, c’est-à-dire la construction d’ALFRED à Pitești en Roumanie, qui se concentrera sur la faisabilité technique et économique des futurs SMR commerciaux. Il exploitera et continuera les travaux réalisés au cours des dix dernières années par Ansaldo Nucleare, l'ENEA et RATEN dans le cadre du consortium FALCON.
3. Commercialisation
La conception du réacteur rapide refroidi au plomb développée par Westinghouse sera le point de départ de ce projet, qui vise à terme sa commercialisation à l'échelle mondiale, le déploiement commercial de cette technologie avec un délai de mise sur le marché le plus court possible.
À quoi est consacré le budget belge ?
La mission et le budget du gouvernement sont axés sur la recherche et le développement. Nous voulons construire en Belgique un modèle de démonstration de cette technologie refroidie au plomb à la lumière du déploiement industriel des SMR-LFR. Nous ne pouvons pas le faire seuls. Nous avons besoin de la contribution d’autres organisations de recherche et partenaires industriels. Nous combinons notre savoir avec les connaissances et les conceptions existantes de partenaires, en prenant immédiatement la tête du projet.
L’objectif ultime est de commercialiser les SMR refroidis au plomb et d’offrir une solution énergétique durable à la société. En effet, chaque partenaire, et par extension la Belgique, recueillir le fruit de cette solution définitive.
C'est pourquoi il est nécessaire d'établir un contrat entre les différents partenaires, avec une description claire des apports et des revenus finaux. Actuellement, seul un Memorandum of Understanding « non contraignant » a été établi pour le consortium. Nous souhaitons le convertir en un document contraignant avant la fin de l'année.