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Redéfinir l’énergie avec les petits réacteurs modulaires

Petit réacteur modulaire PRISM (Power Reactor Innovative Small Module) développé par General Electric-Hitachi

Petit réacteur modulaire PRISM (Power Reactor Innovative Small Module) développé par General Electric-Hitachi (U.S. Nuclear Regulatory Commission)

Petit réacteur modulaire PRISM (Power Reactor Innovative Small Module) développé par General Electric-Hitachi

Petit réacteur modulaire PRISM (Power Reactor Innovative Small Module) développé par General Electric-Hitachi (U.S. Nuclear Regulatory Commission)

Sciences environnementales,  Physique,  Énergie nucléaire,  Technologies et ingénierie

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Découvre la technologie des petits réacteurs modulaires et son avenir au Canada.

Qu’imagines-tu quand tu penses à un réacteur nucléaire? Est-ce une ÉNORME pièce de technologie qui utilise la puissance des atomes pour générer de l’électricité? Il y a beaucoup de réacteurs nucléaires au Canada. Ils sont exploités dans des installations comme les centrales nucléaires de Bruce Power et celles d’Ontario Power Generation en Ontario ainsi que la centrale nucléaire de Point Lepreau au Nouveau-Brunswick. Les réacteurs nucléaires jouent un rôle important dans la production d’électricité à faible émission de carbone.

Une installation nucléaire comprend habituellement les bâtiments des réacteurs et des turbines, les tours de refroidissement ainsi que d’autres structures. La taille d’une centrale nucléaire dépend du nombre et de la taille de ses réacteurs. Une centrale nucléaire classique peut couvrir plusieurs kilomètres carrés de terres. Elle peut aussi avoir plusieurs étages.

Shown is a colour photograph of the buildings that make up the Darlington nuclear power facility on the shore of Lake Ontario.
Centrale nucléaire de Darlington (Source: Image du domaine public par Ontario Power Generation via Wikimedia Commons).
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Une photographie en couleur montre des bâtiments qui constituent la centrale nucléaire de Darlington, sur la rive du lac Ontario.

Près du rivage se trouve une haute tour ronde en béton avec un toit en forme de dôme. Devant la tour se trouve un grand bâtiment étroit, blanc et sans fenêtre. Derrière ces deux bâtiments se trouve une rangée de bâtiments larges en blocs blancs, également sans fenêtre. Derrière ceux-ci se trouve une rangée de tours de transmission d’énergie. L’ensemble de l’installation est entouré de stationnements et de dizaines de petits bâtiments d’un étage de différentes formes. Des routes sinueuses s’éloignent de la zone, à travers un paysage verdoyant.

Mais que se passerait-il si nous pouvions réduire la taille des réacteurs nucléaires? C’est exactement ce sur quoi les ingénieurs et ingénieures du monde entier travaillent.

Les petits réacteurs modulaires (PRM) sont un nouveau type de réacteur nucléaire. Les PRM sont comme des minicentrales nucléaires avec de nouvelles caractéristiques et conceptions. Ils sont conçus pour être plus sûrs et occuper moins d’espace qu’un réacteur classique.

Les PRM fonctionnent de la même façon qu’un réacteur nucléaire classique. Ils utilisent la fission afin d’extraire l’énergie du fractionnement des atomes pour produire de la chaleur. Cette chaleur est ensuite utilisée pour générer de l’électricité.

Qu'est-ce qu'un petit réacteur modulaire?(2022) par La commission canadienne de sûreté nucléaire (0 min 48s).

Les PRM sont de différentes tailles et conceptions et couvrent un éventail de niveaux de puissance. Cela signifie qu’ils peuvent être utilisés pour alimenter différentes choses. Cela inclut notamment des bâtiments, des quartiers ou même des collectivités entières.

Des PRM utilisant plusieurs technologies différentes sont mis au point au Canada. Il s’agit de ceux-ci :

Réacteur à sels fondus

Le sel fondu est un sel qui est solide à température ambiante et liquide à température élevée. Il peut être utilisé à la fois pour alimenter et refroidir le réacteur. Les réacteurs nucléaires classiques utilisent de l’uranium solide comme combustible et de l’eau comme réfrigérant.

Réacteur rapide refroidi au sodium

Ce type de réacteur utilise du métal liquide au lieu de l’eau pour le refroidissement. Dans les réacteurs refroidis au sodium, le métal est du sodium.

Réacteur à haute température refroidi par gaz

Ces réacteurs utilisent de l’uranium solide comme combustible. Mais au lieu de l’eau, ils utilisent de l’hélium pour le refroidissement.

À quel point petit est petit?

Les petits réacteurs modulaires se déclinent en une grande diversité de tailles. Ils peuvent être aussi petits qu’un conteneur d’expédition ou aussi grands que tout un pâté de maisons! Regarde la vidéo ci-dessous pour plus d’informations.

Quelle est la taille des petits réacteurs modulaires? (2021) par La commission canadienne de sûreté nucléaire (1 min 3 s).

La puissance que peut générer un PRM dépend de sa taille et de sa conception. De nos jours, un PRM peut produire jusqu’à 300 mégawatts d’électricité. Ceux-ci peuvent faire partie du bouquet énergétique pour de grandes collectivités.

Des illustrations en couleur présentent trois réacteurs nucléaires différents dans des paysages.
Petits réacteurs modulaires (Source: A. Vargas, Agence internationale de l’énergie atomique).
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Des illustrations en couleur présentent trois réacteurs nucléaires différents dans des paysages.

L’image de gauche montre deux hautes tours rondes et grises avec de larges bases et des murs qui s’incurvent vers l’intérieur puis vers l’extérieur. Le troisième bâtiment est une tour plus petite, plus sombre, cylindrique avec un toit en forme de dôme, dont la hauteur est d’environ la moitié de celle des deux autres. Il y a deux arbres au premier plan et le soleil brille dans le ciel. L’image est étiquetée « Grand réacteur conventionnel : 700+ MW(e) ».

L’image centrale montre au premier plan les deux mêmes arbres à gauche et un autre à droite. Les bâtiments ici sont aussi hauts que l’arbre le plus grand. Leur hauteur fait moins de la moitié de celle des grandes tours dans l’image précédente. Ils sont un mélange de formes cubiques et cylindriques gris foncé. Des collines ondoyantes sont visibles derrière les bâtiments, et il y a des oiseaux et des nuages blancs cotonneux dans le ciel au-dessus. L’image est étiquetée « Petit réacteur modulaire : jusqu’à 300 MW(e)."

L’image de droite montre un bâtiment gris encore plus petit avec un arbre de chaque côté. Ce réacteur fait environ la moitié de la hauteur du plus grand arbre. Un camion de transport à l’arrière-plan montre qu’il fait environ la moitié de la hauteur et de la largeur de ce dernier. La colline à l’arrière-plan surplombe ce réacteur. Elle est coiffée de conifères, et il y a des nuages blancs cotonneux dans le ciel au-dessus. Cette image est étiquetée « Microréacteur : Jusqu’à ~ 10 MW(e) ».

Il existe aussi de très petits PRM qui génèrent entre 2 et 30 mégawatts d’énergie. Les PRM qui produisent moins de 10 mégawatts d’électricité sont appelés microréacteurs. Ceux-ci sont une option idéale dans des situations où l’espace est très limité. Ou encore lorsqu’une plus petite quantité de puissance est nécessaire.

Les PRM peuvent fournir de l’énergie propre dans une variété de lieux et de situations. Ils ne nécessitent pas beaucoup d’espace et peuvent être transportés facilement. Cela fait des PRM un choix idéal pour les collectivités rurales et éloignées. Ces collectivités peuvent ne pas être raccordées au réseau électrique.

Comme tous les réacteurs nucléaires, les PRM ne produisent pas de gaz à effet de serre lorsqu’ils fonctionnent. Les PRM peuvent être une option de remplacement plus propre aux génératrices diesel. Celles-ci sont des machines qui utilisent du carburant diesel pour produire de l’électricité. Les génératrices diesel fournissent actuellement de l’électricité dans de nombreuses collectivités éloignées.

Le savais-tu?

Tu peux utiliser la Base de données sur l’énergie des collectivités éloignées pour voir quel type d’énergie alimente certaines collectivités partout au Canada.

Les réacteurs nucléaires classiques produisent une grande quantité d’électricité. C’est pourquoi on les trouve habituellement dans les régions où il y a de grandes villes. D’autres parties du Canada ont besoin de moins d’électricité. Les PRM peuvent être utiles dans ces régions parce qu’ils peuvent être construits pour répondre aux besoins énergétiques spécifiques d’une région.

Les grandes installations comme les usines de pâtes et papiers et les raffineries de pétrole ont souvent besoin de leurs propres sources d’énergie. Les PRM peuvent fournir sur place l’électricité et la chaleur dont elles ont besoin.

Les provinces canadiennes commencent à explorer les PRM comme moyen de générer de l’électricité. Le gouvernement du Canada a créé la Feuille de route pour les PRM et le Plan d’action des PRM pour guider ce développement au cours des prochaines années.

Quatre projets de PRM sont en cours de développement, soit :

Shown is a colour illustration of the planned SMR plant at OPGs Darlington nuclear facility on the shore of Lake Ontario.
Image conceptuelle de l’installation du PRM BWRX-300 sur le site de la centrale nucléaire de Darlington (Source: GE Hitachi Nuclear Energy; utilisée avec permission).
Image - Version texte

Une illustration en couleur montre l’installation du PRM planifié à la centrale nucléaire de Darlington, située sur la rive du lac Ontario.

Le bâtiment semble haut de quatre ou cinq étages et est recouvert d’un revêtement ondulé blanc. Il y a une longue fenêtre dans le haut du mur le plus proche, ainsi que plusieurs portes de quai de chargement au niveau du sol. Les logos GE et Hitachi sont installés sur le mur de droite. Le bâtiment est entouré de deux clôtures à mailles de chaîne et de lumières sur des poteaux, similaires à des lampadaires. Il y a un deuxième petit bâtiment carré bleu près du coin droit. L’ensemble du grand bâtiment est délimité par des lignes vertes lumineuses qui ressemblent à des néons. Une ligne verte mène au stationnement sur la droite, où se trouvent deux petits bâtiments. Plusieurs véhicules, dont un camion de Postes Canada, circulent le long d’une route depuis le stationnement, autour de l’immeuble. L’eau à l’arrière-plan est bleu grisâtre pâle, et la colline au premier plan est luxuriante et verte.

Le Plan d’action des PRM comprend la réglementation concernant les nouvelles technologies nucléaires. La Commission canadienne de sûreté nucléaire (CCSN) réglemente et autorise toutes les installations et activités nucléaires au Canada.

La CCSN supervise également la gestion des déchets radioactifs. La gestion sécuritaire des déchets est un élément crucial pour garantir la sûreté des projets de PRM.

Pour décider d’autoriser ou non un projet de PRM, la CCSN tient compte de l’avis des différentes personnes concernées. Il peut s’agir du public, d’entreprises et de membres des Nations et communautés autochtones. Tout le monde est invité à communiquer ses idées. Et du financement est offert pour aider les gens à participer à ces discussions. Il est important que le plus grand nombre possible de personnes participent au processus décisionnel.

Travailler dans le domaine de l’énergie nucléaire, c’est contribuer à fournir de l’énergie propre et efficace. Il existe une grande variété de carrières dans ce domaine.

  • Les ingénieurs et ingénieures nucléaires conçoivent et mettent en marche des réacteurs nucléaires pour s’assurer qu’ils fonctionnent bien et en toute sécurité.
  • Les physiciens et physiciennes nucléaires font de la recherche pour rendre la technologie nucléaire encore meilleure.
  • Les spécialistes de la radioprotection surveillent les niveaux de rayonnement pour assurer la sécurité de tous.

Il existe aussi des carrières dans des domaines connexes à l’énergie nucléaire. Ceux-ci incluent notamment la création de lois et de politiques pour protéger l’environnement, la réglementation de l’énergie nucléaire et la gestion de centrales électriques. Les emplois dans l’énergie nucléaire sont importants pour l’avenir de l’énergie propre. C’est un domaine formidable pour les gens qui aiment les sciences et l’ingénierie, et qui se soucient de l’environnement.

Rencontre certains des spécialistes de la CCSN qui appuient la préparation du Canada aux PRM et qui y contribuent.

Voici quelques vraies personnes qui ont des emplois dans l’énergie nucléaire:

 

Parlons sciences apprécie les contributions de la Commission canadienne de sûreté nucléaire dans l’élaboration de ce document d’information.

 

En savoir plus

CNSC Experts
Sur cette page de la Commission canadienne de sûreté nucléaire, vous découvrirez certaines des personnes qui travaillent à la CCSN et le travail important qu'elles accomplissent.

Qu’est-ce qu’un déchet radioactif? (2023)
Cette vidéo (2 min 53 s) de la Commission canadienne de sûreté nucléaire explique ce que sont les déchets radioactifs, d'où ils proviennent et comment nous les éliminons au Canada.

Comment fonctionne l’énergie nucléaire?
Cet article de Parlons sciences explique comment l'énergie nucléaire est produite et comment elle est utilisée au Canada.

Références

Canada. (Aug 31, 2023). About small modular reactors. Canadian Nuclear Safety Commission.

Canada. (Aug 31, 2023). Small modular reactors. Canadian Nuclear Safety Commission.

Canada. (Aug 31, 2023). Licensing, regulation and public hearings. Canadian Nuclear Safety Commission.

Canada. (Aug 31, 2023). SMR Facilities. Canadian Nuclear Safety Commission.

Electricity Canada. (n.d.) The Grid.

Liou, J. (Sept 13, 2023).  What are Small Modular Reactors (SMRs)? International Atomic Energy Agency.

Ontario Power Generation (2023). Small modular reactors.

U.S. Department of Energy. (n.d.) Advanced Small Modular Reactors (SMRs). Office of Nuclear Energy.

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