B. AVANCÉES ET PERSPECTIVES POUR LES RÉACTEURS À EAU PRESSURISÉE
M. Stéphane Piednoir, sénateur, président de l'Office, rapporteur. - L'innovation dans le nucléaire porte aussi sur la technologie actuellement la plus répandue, celle des réacteurs à eau pressurisée, dont les représentants du pôle de compétitivité Nuclear Valley vont à présent nous parler, ainsi que des enjeux communs aux jeunes entreprises du nucléaire.
M. Jean-François Debost, directeur général, Nuclear Valley. - Notre association a été créée en 2005 à Chalon-sur-Saône, sous l'égide du ministre de l'énergie. Elle a vu son label de pôle de compétitivité renouvelé pour quatre années supplémentaires par la Première ministre en avril 2023. Sa mission première consiste à faire émerger des solutions d'innovation, notamment auprès des PME.
Nous fédérons aujourd'hui une communauté de 430 adhérents, auxquels s'ajoutent 400 autres entreprises qui participent à nos travaux. Nuclear Valley compte 56 % de PME et TPE, notamment une trentaine de start-up, dont quinze ont déposé un dossier lors de l'appel à projets « Réacteurs nucléaires innovants » de France 2030. Notre association est aujourd'hui cofinancée par deux ministères : le ministère de l'Économie et des Finances et le ministère de la Défense pour la propulsion nucléaire - le premier petit réacteur français a été embarqué sur le Redoutable en 1971. Notre pôle de compétitivité est également financé par le conseil régional de Bourgogne-Franche-Comté et celui d'Auvergne-Rhône-Alpes, ainsi que par deux intercommunalités : le Grand Chalon et la communauté urbaine du Creusot Montceau. Ce soutien public représente environ un tiers de nos de nos ressources.
Nos missions, définies dans la convention signée avec les pouvoir publics, s'articule autour de quatre axes : l'émergence de solutions innovantes ; l'animation économique pour aider ces PME à créer de l'emploi au sein de nos territoires ; l'accompagnement à la levée de fonds, avec la présence de quinze fonds d'investissement français dans notre club d'investisseurs Nuc Tech, dont le fonds souverain Fonds France Nucléaire et Definvest, des bureaux de gestion de fortune familiale et des banquiers privés ; enfin, le développement de l'emploi-compétence, enjeu important pour la filière nucléaire française, à travers le soutien aux métiers du nucléaire.
Dans le cadre du premier appel d'offres de France 2030, nous accompagnons onze des quinze initiatives qui ont déposé un projet.
M. Romain Monier, directeur technique, Nuclear Valley. - Notre rôle consiste à intervenir à n'importe quel stade du projet de nos adhérents, en partant de l'idéation dans notre domaine d'activité stratégique, en facilitant la formation des consortiums, en les assistant pour construire leurs projets et en faisant expertiser et labelliser ceux-ci par notre conseil scientifique. Dans le cadre de l'appel à projets France 2030 pour les réacteurs innovants, notre conseil scientifique ne se substitue pas à l'expertise du CEA, mais il apporte son expertise aux briques technologiques transverses aux projets, parfois jusqu'aux réacteurs à eau pressurisée.
Nous accompagnons ces initiatives dans la recherche de leurs futurs partenaires industriels, afin qu'ils puissent commencer à construire leur supply chain et intégrer les contraintes technologiques dès la conception des designs. Nous les accompagnons également vers les guichets de financement un peu plus classiques pour les applications REP avec des projets i-Démo régionalisés ou des projets d'innovation régionaux. Au sein de l'appel à projets France 2030, 77 projets ont été lauréats pour la partie nucléaire, représentant un investissement total de 343 millions d'euros, qui devrait répondre aux enjeux du parc.
M. Stéphane Piednoir, sénateur, président de l'Office, rapporteur. - Monsieur BARD, pouvez-vous nous présenter le rôle du Groupement des industriels français de l'énergie nucléaire (GIFEN), qui fédère 500 entreprises depuis 2018 ?
M. Olivier Bard, délégué général, GIFEN. - Le GIFEN a été créé pour doter la filière d'une organisation semblable à celle d'autres filières, à l'instar de l'aéronautique, en regroupant un certain nombre d'organisations. Nous coopérons très étroitement avec les acteurs préexistants, à commencer par Nuclear Valley. Le GIFEN couvre plus de 90 % des entreprises de la filière, parmi lesquelles figurent les exploitants, mais aussi les fournisseurs de tous rangs, dont des PME, des ETI et des organisations professionnelles.
Nous fédérons une filière qui représente 200 000 emplois, dont 50 % des entreprises sont exportatrices et 80 % travaillent pour d'autres secteurs que le nucléaire. Le GIFEN a trois missions : fédérer la filière pour sa mobilisation et sa performance collective ; fournir des services d'intérêt commun aux entreprises ; représenter la filière, y compris sur la scène européenne ou internationale.
Le GIFEN organise ses travaux autour de différents axes : les compétences, la formation sur la sûreté et la qualité, le développement international, la transformation numérique, les affaires européennes et la communication. Il s'est d'abord attaché à travailler sur les compétences et sur les capacités industrielles. Nous avons remis récemment les résultats du programme Match, qui visait à doter la filière d'un outil structuré et collaboratif pour prévoir les besoins en compétences et piloter la mise en adéquation de la mobilisation de la filière.
Ce programme a identifié un besoin de 60 000 équivalents temps plein sur le coeur de la filière et 100 000 au total sur les dix ans à venir. Il a également permis de travailler sur des leviers d'action pour mener à bien une mise en adéquation en termes de développement de ressources, de renforcement de performance opérationnelle et de soutenabilité économique. L'objectif consiste à permettre aux entreprises de préparer les plans de recrutement et d'investissement qu'elles pourront engager quand le nouveau programme nucléaire sera effectivement lancé.
Le GIFEN porte une démarche innovante, qui a vocation à irriguer les enjeux et les actions de la dynamique industrielle nécessaire pour optimiser les gains de performance attendus de l'enchaînement des projets. Ce programme industriel permet de renforcer l'efficacité de réplication des projets et l'optimisation des modes d'exécution. Le GIFEN pilote, en collaboration avec le pôle Nuclear Valley, une commission R&D et innovation au sein de laquelle les entreprises se réunissent mensuellement et travaillent sur des sujets d'innovation communs. Ce cadre permet aux petites entreprises de trouver les moyens de coopérer sur des sujets qu'elles ne pourraient pas traiter seules. Une feuille de route a également été établie pour la période 2023-2027 sur des sujets d'intérêts transverses pour la filière, comme le cycle de l'eau, les nouveaux combustibles, la valorisation des matières, la transformation numérique, la fabrication additive, etc.
En conclusion, l'innovation irrigue tous les efforts de la filière ; elle s'étend de l'émergence de solutions totalement innovantes jusqu'à la nécessaire démarche industrielle d'amélioration continue, à travers un équilibre entre la réplication industrielle et l'injection de nouveaux procédés, pour améliorer la performance sur les dix à vingt ans à venir.
M. Stéphane Piednoir, sénateur, président de l'Office, rapporteur. - Je cède la parole à Bernard SALHA, directeur R&D d'EDF.
M. Bernard Salha, directeur technique groupe et directeur de la R&D, EDF. - L'innovation concerne aussi les réacteurs à eau pressurisée. EDF maintient ses réacteurs existants et futurs, EPR2 et NUWARD, au meilleur niveau technologique. Sur le parc existant, le niveau de sûreté que nous mettons en oeuvre sur nos REP, dans le cadre des quatrièmes visites décennales du palier 900 mégawatts, est fondé sur une référence EPR. Il s'agit de mettre en oeuvre des modifications permises par l'innovation pour mettre les réacteurs existants au même niveau de sûreté que ces derniers. Ensuite, l'EPR2 tient compte du retour d'expérience du premier réacteur EPR à Flamanville, mais aussi de toutes les innovations, notamment en matière de rapidité de construction, de façon à mieux maîtriser les délais.
Par ailleurs, le processus d'innovation dans les REP est évolutionnaire, grâce à des briques technologiques, à l'instar de ce qui se pratique dans d'autres secteurs tels que l'aéronautique. Ces briques sont des éléments techniques qui permettent d'améliorer la performance, en venant s'insérer dans la conception d'un réacteur. À titre d'exemple, nous développons aujourd'hui des outils pour fiabiliser les plannings d'arrêt de nos réacteurs, en faisant appel aux meilleures techniques disponibles en intelligence artificielle. Nous utilisons aussi l'intelligence artificielle pour piloter l'avancement et la qualité de construction des chantiers neufs, gérer les aléas et exploiter notre documentation existante, que nous avons entièrement numérisée et mise aux normes les plus modernes.
Un autre exemple de brique technologique est la fabrication additive. Nous transférons dans le nucléaire les premiers succès rencontrés dans l'hydraulique, grâce au soutien apporté par France Relance. Le projet Arqane fédère ainsi plusieurs acteurs et permet de tester ces solutions. Dans le domaine du combustible, nous cherchons à développer des enhanced accident tolerant fuels (EATF), c'est-à-dire des combustibles plus tolérants aux accidents. Dans le domaine du cycle du combustible, nous étudions la question du multi-recyclage en REP, visant à maîtriser les quantités de plutonium qui tournent dans nos réacteurs. Enfin, dans le domaine environnemental, nous sommes en train de tester des innovations, afin de limiter la consommation d'eau de nos réacteurs dotés de tours aéroréfrigérantes. Nous testons sur le site du Bugey, dans un banc d'expérimentation nommé Mistral, un processus inventé par une start-up américaine qui pourrait être déployé plus largement.
Ensuite, il existe des SMR à eau pressurisée, mais également des projets de réacteurs produisant de la chaleur. Par exemple, le projet Calogena que nous avons soutenu vise à produire de la chaleur pour les réseaux de chaleur. D'autres projets européens existent en la matière, notamment en Finlande. Nos collègues américains ont également développé de nombreux réacteurs à eau pressurisée ou à eau bouillante fondés sur des technologies existantes, à l'image du projet Nuscale ou du projet BWRX-300 de General Electric, dont nos collègues canadiens d'Ontario Power Generation envisagent une première mise en service avant 2030.
L'intérêt des projets REP est double : ils utilisent une technologie qui a fait ses preuves, un atout majeur en termes de conception, de construction et d'analyse de sûreté ; ils utilisent des combustibles connus, quasiment disponibles dans des usines existantes, ce qui n'est pas le cas pour les SMR de quatrième génération.
Nous estimons que ces SMR à eau pressurisée ont une probabilité raisonnable de produire de l'électricité autour des années 2030. Nous sommes en outre très intéressés par la démarche de nos collègues sur les AMR, en raison de leur dynamisme entrepreneurial. Cependant, il s'agit de démarches de start-up, qui comportent donc des risques plus élevés. En conclusion, les démarches sur l'eau pressurisée, les SMR et les AMR ne doivent pas être opposées ; elles s'enrichissent entre elles.
M. Stéphane Piednoir, sénateur, président de l'Office, rapporteur. - À présent, Monsieur Frédéric HOFMANN va nous exposer les perspectives du programme NUWARD, sur lequel nous fondons beaucoup d'espoirs.
M. Frédéric Hofmann, directeur du programme SMR France, EDF. - Le programme NUWARD est aujourd'hui le projet le plus avancé en France. Il est porté par EDF, avec le concours de l'ensemble de la filière nucléaire française : le CEA, Technicatome, Naval Group et Framatome, récemment rejoints par un partenaire européen : Tractebel. Ce projet est soutenu par l'État à hauteur de 500 millions d'euros, au titre de France Relance et de France 2030. Cette centrale comprend deux réacteurs intégrés à eau pressurisée, qui délivrent au total 340 mégawatts électriques et de la chaleur.
Fondée sur le savoir-faire français et l'expérience acquise depuis des décennies, cette centrale bénéficie en outre des hautes technologies et de nombreuses innovations de rupture. La première concerne la construction modulaire, principe commun aux SMR : les modules du NUWARD SMR seront assemblés dans des usines - ce qui représente environ 70 % du travail à réaliser pour le construire, puis acheminés sur site pour y être assemblés, et enfin placés et reliés entre eux. Ce système présente de nombreux avantages, notamment en termes de durée de construction : le NUWARD SMR sera ainsi construit en quarante mois. De plus, ce système permettra de réduire les risques et les coûts selon la règle du 1-3-8 : pour accomplir l'équivalent d'une heure de travail en usine, il en faudrait trois dans un atelier aux abords du site et huit sur le site lui-même. Ensuite, il sera nécessaire de créer un certain nombre d'usines pour fabriquer ces modules, lesquels permettront de soutenir la réindustrialisation qui nous est chère.
La deuxième innovation concerne la chaudière intégrée. Dans les réacteurs de forte puissance, le circuit primaire est composé de plusieurs pièces : la cuve contenant le combustible chargée de chauffer l'eau du circuit primaire ; les générateurs de vapeur produisant l'électricité et les pompes primaires permettant de prendre l'eau du circuit primaire pour la réinjecter dans la cuve. Dans le NUWARD SMR, les générateurs de vapeur et les pompes primaires sont intégrés à la cuve.
Cette innovation est rendue possible par un certain nombre d'autres innovations, notamment des générateurs de vapeur à plaques en titane qui permettent de rendre ce système bien plus compact. Compte tenu de ces technologies et de sa petite taille, cette chaudière présente plusieurs intérêts, notamment un système de sûreté passif qui répond aux meilleurs standards internationaux et facilite l'acceptabilité du NUWARD SMR à proximité des centres de consommation.
La troisième innovation concerne la capacité de cogénération : le NUWARD SMR produit de la chaleur bas carbone en plus de l'électricité. La centrale de production peut soit créer 100 % de son énergie sous forme d'électricité (340 MW), soit utiliser une partie de la chaleur du coeur pour la délivrer directement au client. Dans ce cas, il est possible de délivrer 100 MW de chaleur, tout en conservant 310 MW d'électricité, soit une puissance totale de 20 % supérieure.
Aujourd'hui en France, 45 % de l'énergie finale consommée correspond à des besoins de chaleur, soit 700 térawattheures (TWh) par an. Près de 60 % de cette chaleur est carbonée ; ce qui signifie que nous devons décarboner 400 TWh de chaleur. Un NUWARD SMR peut produire 0,8 TWh de chaleur par an. Enfin, les innovations liées aux usages de cette chaleur nous conduisent à être sollicités par des industriels de la pétrochimie, des papetiers et des sucriers qui cherchent à se décarboner. Parmi les autres débouchés figure l'hydrogène, puisque l'une de nos innovations en développement porte sur des électrolyseurs à haute température qui permettent d'utiliser à la fois l'électricité et la chaleur, ainsi que de réduire la consommation d'énergie associée à la production d'hydrogène. Enfin, il est possible de citer la chaleur urbaine ou la désalinisation d'eau de mer.
M. Stéphane Piednoir, sénateur, président de l'Office, rapporteur. - Je propose à présent d'ouvrir le débat.
M. Maxime Laisney, député. - Le SMR NUWARD procède-t-il par captage et rejet d'eau comme pour les gros réacteurs traditionnels ?
Il me semble que le design des EPR2 n'est pas achevé. Combien de milliers d'heures d'ingénierie sont-elles encore nécessaires ? Framatome est-il capable de produire en série les pièces maîtresses ? Voici un an, j'avais posé la question au PDG de Framatome qui avait répondu ne pas être prêt pour le couvercle. La loi adoptée cette année évoque six EPR2, peut-être huit ou plus. Sera-t-il possible de produire plus de six EPR2, soit le nombre sur lequel le PDG d'EDF, M. Luc Rémont, m'avait dit qu'il s'était engagé ?
M. Frédéric Hofmann. - Le circuit primaire est effectivement alimenté par de l'eau, mais elle circule. La consommation d'eau intervient dans la production d'électricité, lorsqu'elle est utilisée pour refroidir par évaporation. Il est aussi possible d'utiliser un circuit ouvert qui prélève l'eau dans la rivière, pour la réchauffer et la restituer à l'aval, ce qui évite la consommation d'eau mais élève la température de la rivière.
M. Bernard Salha. - L'EPR2 est en réalité à un stade de conception bien plus avancé que celui des autres réacteurs qui ont été évoqués. La conception détaillée est en cours. Nous travaillons actuellement sur une perspective de six réacteurs, mais huit autres ont également été évoqués.
M. Olivier Bard. - Du point de vue industriel, les entreprises ont besoin d'être mobilisées sur une cadence, au bon niveau de performance. Ainsi, un programme de huit réacteurs correspond à une cadence d'un réacteur par an en France. Il est important de réfléchir en termes de cadence pour avoir une vision industrielle des conditions de succès d'un tel programme.
M. Stéphane Piednoir, sénateur, président de l'Office, rapporteur. - Les besoins en électricité sont en très forte croissance au niveau mondial. Comment la France se situe-t-elle au sein de la compétition internationale en matière nucléaire, notamment face aux projets Hitachi et Rolls-Royce ? Quelles sont les éventuelles conséquences de l'abandon du projet de start-up américaine NuScale, en particulier pour le projet NUWARD ? Enfin, il semble possible d'augmenter la puissance d'un REP existant. Est-ce désormais envisageable en France ?
M. Bernard Salha. - La concurrence internationale est effectivement forte. Ainsi que Jean-Luc Alexandre l'a indiqué, le volume d'électricité à produire en Europe est considérable, a fortiori en ajoutant les besoins liés à l'hydrogène et à la chaleur. Il y a donc une place pour plusieurs acteurs et l'enjeu porte plus sur le démarrage des projets SMR, aucune construction n'étant réalisée. Au niveau européen, l'initiative EU Partnership, reconnue par la Commission européenne au début du mois de novembre, vise à développer les conditions permettant le déploiement des SMR en Europe. La France est très bien dotée sur l'ensemble de ce secteur d'activité. Nous disposons de nombreux atouts sur les réacteurs existants, mais également les nouveaux réacteurs. Enfin, nous nous efforçons effectivement d'augmenter la puissance des REP, mais cette augmentation ne peut être que de quelques pour cent, quelle que soit la méthode utilisée. Il est possible d'augmenter le rendement de la turbine, comme nous pourrions le faire sur nos réacteurs de 900 mégawatts, ou d'accroître la puissance du réacteur lui-même en élevant sa température, ce qui est un peu plus complexe.
M. Jean-François Debost. - L'ensemble des cinq projets NuScale n'ont pas été abandonnés, seul celui de l'Idaho l'a été. Aujourd'hui, il existe à peu près 80 projets de SMR ou d'AMR. Le département d'État américain a estimé que le marché s'élèverait à 180 milliards d'euros à l'horizon 2040. Compte tenu des besoins, je partage donc les propos de Monsieur Salha : il y a de la place pour tout le monde. Les deux tiers des quinze initiatives que nous suivons ont un niveau de maturité technologique (Technology Readiness Level ou TRL) supérieur à six ou sept, pas très éloigné de neuf. La marche à monter n'est donc pas si haute. Pour les enjeux d'investissement, il est important que la deuxième partie du fonds France Nucléaire soit levée par l'État. En effet, nos PME auront plus que jamais besoin de fonds propres pour poursuivre leurs innovations. Dans le cadre de France Relance, 160 projets ont été déposés mais 74 seulement ont pu être retenus, puisqu'il n'y avait pas assez de subventions.
Lors des trois dernières années, le pôle a labellisé pour plus de 600 millions d'euros d'actifs de projets de R&D, dont 80 % sont portés par des petites entreprises situées sur vos territoires. Elles ont plus que jamais besoin de votre soutien et de celui de l'État.
M. Frédéric Hofmann. - Le modèle de développement de NuScale est un peu différent : ils ont développé et fait licencier un design auprès des autorités américaines. Désormais, ils cherchent un site pour le construire. NUWARD travaille sur une tête de série en France, afin de démontrer sa crédibilité technique et commerciale, pour pouvoir ensuite le vendre et développer l'effet de série.