C. SOUTENIR LA RECHERCHE ET L'INNOVATION NUCLÉAIRES
Enfin, les rapporteurs estiment indispensable de soutenir la recherche et l'innovation nucléaires.
Tout d'abord, les liens entre l'économie et la recherche dans le domaine du nucléaire peuvent être resserrés par la constitution d'une gouvernance commune , réunissant chercheurs et industriels.
Lors de son audition, le CNRS a ainsi relevé l'absence « d'objectifs ambitieux en termes de recherche, qu'il s'agisse de recherche amont ou d'innovation sur les réacteurs, le cycle ou la gestion des déchets » et « de structure commune où l'ensemble de la filière, le CNRS, les universités, l'IRSN ou l'Andra, ainsi que les ministères », appelant à réenclencher « au plus vite une interaction forte avec les organismes de recherche et formation supérieure ».
Dans le même esprit, l'AEN a appelé à l'échelon international à « maintenir le dialogue entre toutes les parties prenantes et évaluer et prioriser continuellement les besoins en matière de recherche ».
Outre le renforcement de la gouvernance, un effort de recherche et d'innovation est crucial sur plusieurs plans .
Il l'est , tout d'abord, pour accompagner le vieillissement du parc de deuxième génération , et assurer notamment sa résilience au changement climatique.
Lors de son audition, le CEA a indiqué aux rapporteurs que : « le CEA travaille aujourd'hui sur la question du vieillissement de certains composants pour être en mesure de fournir des éléments de réponse sur la capacité à prolonger le parc de centrales au-delà de 50 ans ».
L'AEN a confirmé le besoin de recherche et d'innovation pour le parc existant : « Il existe un grand parc vieillissant qui doit produire de l'électricité à un coût toujours plus compétitif. [...] La recherche et l'innovation sont nécessaires pour maintenir la compétitivité du parc actuel, en développant par exemple des combustibles avancés [...] et en démontrant que les combustibles actuels peuvent s'adapter à des conditions d'exploitation plus agressives ».
Cet effort de recherche et d'innovation peut d'ailleurs porter sur l'enjeu de la résilience au changement climatique, ainsi que l'a indiqué la SFEN : « Si le réchauffement climatique n'est pas un obstacle au fonctionnement des centrales, des solutions techniques doivent être développées, inspirées des meilleures pratiques étrangères, pour accompagner les installations et rester en deçà des limites réglementaires dans des cas de canicule et de sécheresse ».
Un effort de recherche et d'innovation est aussi nécessaire pour accompagner l'essor du parc de troisième génération, avec une triple évolution :
- des usages , puisqu'ils visent, non seulement à produire de l'électricité, mais aussi de la chaleur (pour le chauffage ou le dessalement) ou de l'hydrogène (pour l'industrie ou les transports) ;
- des réacteurs de petite puissance (SMR) ou de très petite puissance (MRN 257 ( * ) ) étant développés aux côtés des plus grands (EPR2) ;
- des déchets , un muti-recyclage des déchets (MREEP) et un nouvel assemblage de combustibles usés (MOX2) étant promu aux côtés du mono-recyclage du MOX ou de l'URE.
Le CEA a ainsi indiqué que « parmi les orientations largement partagées figurent [...] le développement d'un nucléaire multi-usage pour la transition énergétique (production d'électricité en base, chaleur, hydrogène, flexibilité accrue en réponse aux ENR variables), [...] un changement de paradigme quant à la taille (puissances plus faibles) et [...] une volonté de renouveler les approches de sûreté et le dialogue avec les autorités dans ce cadre. La préparation du nucléaire de demain passe également par les nouveaux procédés du cycle. [...] Dans un premier temps, cela passe par l'étude du multi-recyclage dans les réacteurs à eau sous pression de 3 e génération (MRREP). [...] Cette R&D intègre le développement de nouveaux procédés pour la fabrication de nouveaux types d'assemblages combustibles (MOX2) ».
Quant à l'AEN, elle a insisté sur la nécessité de la recherche et de l'innovation pour les nouveaux réacteurs : « Il existe un grand nombre de conceptions pour une toute nouvelle génération de réacteurs nucléaires. [...] La prochaine génération de réacteur nécessite recherche et innovation pour concrétiser la théorie, par exemple en développant de nouveaux matériaux de structure capable de résister aux températures plus hautes nécessaires pour produire de la chaleur industrielle d'origine nucléaire ».
Dans ce contexte, il est fondamental de concrétiser les projets :
- de SMR Nuward , développé avec EDF, Technicatome, Naval Group et Framatome, avec une perspective de construction d'ici 2030, le CEA travaillant également sur d'autres projets de SMR non électrogène (pour la chaleur ou l'hydrogène) ;
- d' électrolyseur à haute température Genvia , promu avec Schlumberger, Vinci et Vicat, avec une perspective d'industrialisation d'ici 2026 ;
- de MRREP du MOX2 , développé avec EDF, Orano et Framatome, avec une perspective d'industrialisation d'ici 2040.
Le CEA a rappelé les usages pluriels des projets de SMR, dont Nuward, en ces termes : « Dans le domaine des SMR, deux axes sont privilégiés par le CEA. Le premier axe concerne le projet de SMR français Nuward [...]. Le deuxième sujet concerne les concepts de SMR pour des usages non électrogènes purs, par exemple, pour la production d'hydrogène ou des applications calogènes comme le chauffage urbain, usages pouvant être combinés à une production électrique en cogénération. [...] Aujourd'hui, Nuward affiche clairement cette volonté de pouvoir produire plus que seulement de l'électricité. Sur le sujet de la production d'hydrogène avec Nuward, le CEA pourra apporter une contribution avec les études de couplage SMR qu'il a réalisées. »
De plus, il a indiqué l'état d'avancement du projet Genvia : « Le projet d'industrialisation de l'EHT mené dans le cadre de Genvia vise un système industriel de 300 MW à l'horizon 2026. »
Enfin, il a précisé l'intérêt du MOX2 : « [Les] nouveaux types d'assemblages combustibles (MOX2) [...] permettent de valoriser le plutonium ayant une moindre qualité fissile du fait de son multi-recyclage. »
Au cours de son audition, le CNRS s'est interrogé sur la diversification avancée des usages de l'énergie nucléaire, indiquant que la production d'électricité pourrait rester majoritaire : « L'usage actuel du nucléaire de fission est quasiment exclusivement dédié à la production d'électricité. Il s'agit là de l'usage majeur pour les décennies à venir, et il y a déjà un fort enjeu de développement du nucléaire pour lutter contre les émissions GES sur ce seul vecteur électricité. »
En outre, il s'est interrogé sur la diminution avancée de la puissance des réacteurs nucléaires, précisant que de fortes puissances pourraient elles aussi demeurer nécessaires : « La puissance des réacteurs est un sujet de discussion, là encore il y a une forte de demande d'énergie concentrée, soit dans des pays possédant déjà un réseau électrique adapté, soit dans des pays en plein développement qui ont des besoins concentrés dans les villes qui augmentent, notamment en Asie. »
Outre les réacteurs de 3 e génération, un effort de recherche et d'innovation doit impérativement être maintenu en faveur des réacteurs de 4 e génération , a fortiori depuis l'abandon du projet de démonstrateur Astrid : il faut conserver des travaux ambitieux sur ces types de réacteurs , dont ceux à neutrons rapides ou à sels fondus.
Le CEA a indiqué travailler sur le « nucléaire du futur » selon trois axes : « Le CEA poursuit des travaux de veille et exploratoires sur les technologies de génération 4 de plus long terme (option RNR sodium et réacteurs avancés AMR). [...] Le CEA explore aussi avec ses partenaires des nouvelles voies innovantes, dont la maturité technique est, par nature, encore faible : des travaux ont ainsi été engagés dans le cadre du projet ISAC sur les réacteurs à sel fondu. De tels réacteurs ouvrent des possibilités intéressantes au plan théorique mais leur développement implique de briser des verrous technologiques. [...] Le CEA explore également de nouveaux concepts comme la raffinerie nucléaire pour les e-carburants, qui resteront indispensables pour certains usages liés notamment à la mobilité. »
Pour autant, les rapporteurs retiennent de leur audition du CNRS une période de flottement inquiétante, depuis l'arrêt du projet Astrid : « Le manque de programme de recherche clair et ambitieux sur des réacteurs mettant en oeuvre la régénération peut inquiéter. Il peut s'agir d'une période de flottement suite à l'abandon du projet Astrid, mais il semble important de relancer une vision partagée autour de projet de réacteur mettant en oeuvre réellement la fermeture du cycle. Le CNRS peut participer à cette réflexion et contribuer à une recherche amont destinée à lever des verrous scientifiques qui seraient identifiés. »
Au-delà de la fission nucléaire, un effort de recherche et d'innovation doit enfin être consacré au projet ITER , dont le déploiement ne doit pas être perturbé par la guerre russe en Ukraine.
Interrogé sur le projet de fusion inertielle, du National Ignition Facility ( NIF ), qui s'est rapprochée du seuil d'ignition, c'est-à-dire le montant où l'on produit autant d'énergie que l'on en dépense, le CEA a rappelé l'intérêt du projet de fusion magnétique ITER : « L'expérience de fusion par confinement inertiel réalisée au NIF le 8 août 2021 constitue une avancée considérable, parce que les chercheurs américains [...] se sont rapprochés du seuil d'ignition. [...] Pour produire de l'énergie de manière économique et rentable, il faudrait réaliser cette même expérience [...] de façon répétitive et robuste, avec par exemple 10 expériences similaires par seconde, 24 heures sur 24. [...] C'est pourquoi la voie prioritaire pour produire de l'énergie reste la fusion par confinement magnétique au travers le projet ITER. »
ITER a indiqué les applications concrètes que pourrait avoir ce projet de fusion dans l'avenir : « L'application originelle et primaire est celle de la génération d'électricité par des unités de puissance de type 1 à 2 GW ; la cogénération électricité-chaleur est également aisée à envisager sur de tels réacteurs (production d'hydrogène, utilisation directe de la chaleur industrielle et production d'eau douce par désalinisation) ; de manière plus anecdotique, on peut citer quelques recherches sur la propulsion spatiale longues distances ou l'utilisation des réacteurs de fusion comme source de neutrons rapides. »
ITER a cependant relevé la faiblesse des moyens de la filière française de la fusion : « Le tissu français de recherche actuel (CEA, CNRS, Universités, Fédération de recherche sur la fusion par confinement magnétique et Renaissance Fusion) a très peu de moyens (financiers et humains) pour accompagner/suivre et ensuite tirer tous les bénéfices d'ITER (en comparaison avec les États-Unis, le Royaume-Uni, la Chine). »
C'est pourquoi ITER a appelé à un renforcement du soutien, public comme privé, alloué à cette filière : « La France doit remettre à niveau son tissu propre de R&D en fusion et le réajuster à l'effort international (auquel elle participe d'ailleurs) de construction d'ITER (soutien public via subventions mais aussi plus de postes de chercheurs/ingénieurs/doctorants, et un véritable programme de partenariat public-privé faisant émerger de futurs champions industriels). »
Dans le cadre du Plan d'investissement, 550 M€ ont été attribués aux réacteurs de rupture, un appel à projets ayant été ouvert en mars 2022 : les rapporteurs appellent à sélectionner, dans ce cadre, l'ensemble des technologies innovantes, y compris dans le domaine de la fusion.
Alors que se profile une réforme du marché européen de l'électricité, ils soulignent que l'institution de contrat de long terme pourrait offrir une solution de financement utile aux projets de R&D.
Aussi le CEA a-t-il appelé à « l'adaptation du cadre réglementaire permettant la signature de ces contrats long terme et un niveau de prix contractuel satisfaisant pour l'ensemble des parties ».
|
10. Soutenir la recherche et l'innovation nucléaires : - Instituer une gouvernance commune réunissant industriels et chercheurs - Favoriser la recherche sur le vieillissement du parc existant, et notamment sur l'évolution et l'adaptation des composants - Favoriser la recherche sur l'évolution des usages du nucléaire (électricité en base, chaleur, hydrogène, flexibilité, dessalement), des types de réacteurs (EPR2, SMR, MRN) et de la gestion des déchets (MRREP, MOX2), en concrétisant le démonstrateur de SMR Nuward et les SMR non électrogènes, le démonstrateur d'électrolyseur à haute température Genvia et le projet de MRREP utilisant du MOX2. - Soutenir les projets de réacteurs 4 ème génération (RNR, RSF, AMR, e-carburants) - Soutenir les projets de fusion, compte tenu notamment des incertitudes liées à la guerre russe en Ukraine (ITER, Renaissance fusion) - Accorder une place aux différentes technologies innovantes, dont les projets de fusion aux côtés des projets de fission, dans l'AAP nucléaire en cours - Tirer profit de la réforme du marché européen de l'électricité pour développer la recherche nucléaire (contrat d'achat de long terme) |
* 257 Micro-réacteurs nucléaires (MRN).