Il y a plus de solutions que d’obstacles, Nicolas Zart
Les petits et micro-réacteur nucléaires modulaires : Une révolution Potentielle pour l’AAM
Nous entrons dans la quatrième génération de réacteurs nucléaires et l’accent a été mis sur la vision initiale : des solutions énergétiques compactes, efficaces et maîtrisable. Les petits réacteurs modulaires (SMR) illustrent ce retour, en offrant une source d’énergie fiable, évolutive et propre pour un large éventail d’applications, y compris les vertiports de mobilité aérienne avancée (AAM).
Les SMR sont fondamentalement petits et sûrs. Contrairement aux réacteurs traditionnels des États-Unis, la Russie, ou le Japon, qui ont connu des catastrophes très médiatisées telles que Three Mile Island, Tchernobyl et Fukushima, respectivement. Tous étaient des réacteurs nucléaires massifs. Aujourd’hui, les réacteurs SMR sont dotés de mesures de sécurité avancées et d’un système de gestion de l’énergie. En particulier, les sous-marins nucléaires fonctionnent avec ce type de réacteurs et ont fait la preuve de leur sûreté pendant des décennies. La France, pays connu pour son énergie nucléaire, exploite des réacteurs nucléaires de petite taille depuis des décennies, sans catastrophe majeure.
Qu’est-ce qu’un micro-réacteur nucléaire modulaire ?
Les petits réacteurs modulaires (SMR) sont des réacteurs à fission nucléaire compacts, dont la taille est généralement de 1/10e à un quart de celle des centrales nucléaires traditionnelles internationales. Ils sont construits en usine, sont modulaires et peuvent être transportés jusqu’à leur emplacement final pour y être assemblés. Les SMR sont polyvalents et conviennent à la production d’électricité, à la production de chaleur industrielle, au dessalement, entre autre.
Leur conception modulaire permet de fabriquer des composants dans des environnements contrôlés, ce qui réduit les coûts et augmente l’évolutivité. Les SMR peuvent également être connectés en série pour répondre à des demandes d’énergie fluctuantes, ce qui en fait des solutions flexibles pour des besoins énergétiques diversifiés.
Pourquoi les SMR sont-ils importants pour l’AAM ?
Pour les vertiports d’AAM, nous estimons que les SMR offrent une solution énergétique à haute densité avec une empreinte minimale. Par exemple, un réacteur NuScale SMR de 920 MW ne nécessite qu’environ 142 metre caré, contre plus de 2,023,428 metre caré pour une centrale nucléaire traditionnelle de capacité équivalente.
En outre, les réacteurs SMR permettent de relever plusieurs défis en matière de production d’énergie :
1- Réduction de l’investissement en capital : Des systèmes plus petits et évolutifs réduisent les coûts initiaux.
2- Souplesse d’implantation : Ils peuvent être installés dans des endroits qui ne conviennent pas aux grandes centrales.
3- Augmentation progressive de la puissance : Des modules supplémentaires peuvent être ajoutés en fonction des besoins.
Ces caractéristiques font des SMR un candidat prometteur pour alimenter les vertiports AAM gourmant en énergie, où une production d’énergie élevée et constante est cruciale pour charger les eVTOL et autres aéronefs électriques.
L’avantage du microréacteur
Un autre concurrent dans ce domaine est le microréacteur, une forme encore plus petite et plus portable de SMR. Ce potentiel représente une autre opportunité de transformation pour notre industrie AAM. Ces réacteurs compacts sont conçus pour la production d’électricité à distance et les applications thermiques industrielles, avec des durées de vie de 20 à 40 ans sans ravitaillement. De plus, ils sont transportables.
Hadron Energy travaille sur un microréacteur de 1 à 2 MW qui peut être « remorqué par une camionnette et placé pratiquement n’importe où ». Il est conçu pour alimenter une communauté isolée, une mission dans l’espace lointain ou un centre industriel. Comme la plupart des microréacteurs, ils peuvent être reliés en plusieurs unités pour répondre à n’importe quelle demande.
Principales caractéristiques des microréacteurs
1- Taille compacte : Facile à transporter et à installer.
2- Liquides de refroidissement avancés : Utilisation de gaz à haute température ou de sels fondus pour un fonctionnement efficace.
3- Sécurité énergétique : Fournir une énergie constante pendant des décennies sans réapprovisionnement.
Pour les exploitants de vertiports, les microréacteurs pourraient constituer une solution énergétique autonome et durable, réduisant la dépendance à l’égard du réseau électrique et renforçant la sécurité énergétique.
Les perspectives du marché des microréacteurs sont prometteuses, avec des projections d’un marché selon certaines sources, estimée à plus de 1,2 milliard de dollars d’ici 2033 et un taux de croissance annuel de 15 %. Les gouvernements et les acteurs privés investissent massivement, car ils considèrent qu’ils sont essentiels à la décentralisation de la production d’énergie, à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et la sécurité nationale.
Défis et progrès
Si le potentiel est immense, des défis subsistent. Les processus d’approbation réglementaire des SMR et des microréacteurs sont complexes et coûteux. L’industrie s’attaque à ces obstacles en adoptant des protocoles de sécurité normalisés et des modèles de financement innovants pour réduire les barrières à l’entrée.
Des progrès significatifs ont été réalisés dans le domaine de la science des matériaux afin d’améliorer l’efficacité et la sécurité des réacteurs. Les entreprises explorent également des applications hybrides, telles que la combinaison des réacteurs SMR avec des sources d’énergie renouvelables pour un mélange énergétique équilibré et durable.
L’avenir des solutions énergétiques de l’AAM
La croissance de l’industrie de l’AAM s’accompagne d’une demande de solutions énergétiques innovantes. Les SMR et les microréacteurs offrent une option évolutive, fiable et durable pour alimenter les vertiports et d’autres infrastructures. Leur capacité à fournir une énergie constante avec une empreinte minimale correspond parfaitement aux besoins de l’aviation électrifiée.
En adoptant cette technologie, nous pouvons nous rapprocher de la réalisation du plein potentiel de l’AAM tout en relevant les défis énergétiques mondiaux.
Marché des micro-réacteurs
Idaho National Laboratory – Petits réacteurs modulaires avancés (version anglaise): Un aperçu complet des petits réacteurs modulaires, y compris leurs définitions, leurs avantages et leurs principes de fonctionnement. Petits réacteurs modulaires avancés – Idaho National Laboratory et Idaho National Laboratory Digital Library (version anglaise en PDF): Ce chapitre du PDF traite des caractéristiques et des développements liés aux petits réacteurs modulaires Petits réacteurs modulaires – Bibliothèque numérique de l’INL.
Département de l’énergie États-Unis– Réacteurs modulaires avancés (version anglaise): Le département de l’énergie des États-Unis sur les réacteurs modulaires de petite taille, leurs avantages et l’état actuel de leur développement Réacteurs modulaires de petite taille avancés (SMR) – Département de l’énergie
Nuclear News – Financement du DOE des États-Unis pour le déploiement des SMR (version anglaise): Les initiatives de financement du ministère américain de l’énergie pour soutenir le déploiement des petits réacteurs modulaires Le ministère de l’énergie va attribuer 900 millions de dollars à des projets de déploiement de petits réacteurs modulaires basés sur des jalons.
World Nuclear Association – Petits réacteurs nucléaires de puissance (version anglaise): La définition et les caractéristiques des petits réacteurs modulaires, ainsi que des exemples de conceptions existantes Petits réacteurs nucléaires de puissance – World Nuclear Association
Blue Wave AI Labs – Principaux avantages des petits réacteurs modulaires avancés (version anglaise): Les avantages des petits réacteurs modulaires avancés, notamment leur taille, les investissements nécessaires et la souplesse de leur déploiement 4 Principaux avantages des petits réacteurs modulaires avancés
Pour en savoir plus (en anglais):