La renaissance du nucléaire, des mini-réacteurs aux géants technologiques

On compte plus de 420 réacteurs en activité dans le monde, et la production d'énergie nucléaire atteint des niveaux records. Grâce à la remise en service de mini-réacteurs et de centrales pour alimenter les centres de données, le secteur connaît un regain d'activité. Mais certains craignent qu'il ne s'agisse d'une bulle spéculative .

Après des années de silence, l'énergie nucléaire revient au premier plan des stratégies énergétiques mondiales. Portée par l'évolution des technologies, un climat politique apparemment plus favorable et la nécessité de répondre aux besoins énergétiques colossaux des centres de données, de nombreuses questions cruciales demeurent.

Une nouvelle ère nucléaire est-elle à l'aube d'une telle ère ? C'est la question que pose l' Agence internationale de l'énergie (AIE) , qui analyse la dynamique d'une source d'énergie susceptible d'atteindre un record de production historique en 2025.

Actuellement, environ 420 réacteurs sont en service dans le monde, pour une capacité totale d'environ 370 GW, produisant près de 10 % de l'électricité mondiale. Parmi les sources d'énergie bas carbone, seule l'hydroélectricité représente un pourcentage plus élevé. 63 autres réacteurs sont en construction, pour une capacité supplémentaire de 70 GW. Si l'on tient compte des investissements dans les nouvelles centrales et de ceux visant à prolonger la durée de vie des réacteurs existants, le total dépassera 60 milliards de dollars en 2023, soit une hausse de près de 50 % par rapport à 2020.

Il s'agit d'un marché très concentré où la Chine et la Russie ont planifié à elles seules la quasi-totalité des nouvelles constructions lancées entre 2017 et 2024. La Chine gagne progressivement du terrain et se prépare à devancer l'Union européenne et les États-Unis en termes de capacité installée d'ici 2030. Si l'on considère la part de l'énergie nucléaire dans la production d'électricité de chaque pays, la France domine avec un pourcentage de 65 %.

L'énergie nucléaire peut être produite par deux procédés : la fission et la fusion. Aujourd'hui, toute la production repose sur la fission , la division d'atomes lourds – comme l'uranium 235 ou le plutonium 239 – qui libère de la chaleur pouvant être convertie en électricité. Ce procédé se déroule à l'intérieur de différents types de réacteurs .

Les réacteurs les plus courants sont les réacteurs à eau pressurisée (REP) et les réacteurs à eau bouillante (REB) , dans lesquels l'eau remplit deux fonctions : elle ralentit les neutrons pour stabiliser la réaction en chaîne (modérateur) et absorbe la chaleur produite dans le cœur pour produire de la vapeur (fluide caloporteur). Les REP, les plus répandus (environ 300 dans le monde), utilisent deux circuits distincts afin d'éviter tout contact entre l'eau contaminée et la turbine. Les REB, comme celui de la tristement célèbre centrale de Fukushima Daiichi au Japon, produisent quant à eux la vapeur directement à l'intérieur du réacteur, grâce à un circuit unique.

Les réacteurs à eau lourde (PHWR), quant à eux, peuvent utiliser de l'uranium naturel (non enrichi) comme combustible grâce à l'emploi d'eau deutérée. Cela permet de réduire les coûts. Le modèle le plus connu est le CANDU, largement répandu au Canada, en Inde et en Roumanie. Une autre famille de réacteurs est celle des réacteurs refroidis au gaz (GCR ou AGR), développés principalement au Royaume-Uni : ils utilisent le dioxyde de carbone comme fluide caloporteur et le graphite comme modérateur, ce qui garantit des températures de fonctionnement plus élevées et, par conséquent, un meilleur rendement thermique.

Enfin, des conceptions plus avancées – comme les réacteurs à neutrons rapides à métal liquide (RNR-ML) , qui utilisent du sodium ou du plomb fondu, ou les réacteurs à sels fondus (RSF) , où le combustible est dissous dans des sels liquides – visent à recycler les déchets radioactifs et à minimiser le risque de fusion du cœur. Pour l'instant, ils sont encore en phase d'essais.

Lorsqu'on aborde l'expérimentation nucléaire, il est impossible de ne pas mentionner les mini-réacteurs (également appelés petits réacteurs nucléaires, SMR), qui suscitent un intérêt croissant en Italie. La promesse est de réduire les coûts et les délais de construction des centrales, qui constituent encore parmi les principaux obstacles à leur généralisation. La stratégie consiste non pas à construire la centrale de A à Z, mais plutôt à produire en série de multiples petits réacteurs modulaires (de 10 à 300 mégawatts chacun), facilement transportables même vers des zones reculées. Pour augmenter la capacité de production, il suffit d'ajouter des unités.

Cette technologie est encore loin d'être largement adoptée, comme en témoignent les données de l'Agence internationale de l'énergie . Cependant, l'Italie lui porte une grande attention, notamment grâce à des expériences entrepreneuriales prometteuses. Citons par exemple Newcleo , fondée par le physicien Stefano Buono , qui a levé plus de 540 millions d'euros de capitaux privés et a signé, entre autres, un accord avec Oklo, une société californienne appartenant à Sam Altman, fondateur de ChatGPT. Ou encore Terra Innovatum , dirigée par Alessandro Petruzzi, cotée au Nasdaq depuis le 17 octobre 2025. Toujours en 2025, Nuclitalia a été fondée ; cette nouvelle entreprise, spécialisée dans les mini-réacteurs modulaires, est détenue par Enel (51 %), Ansaldo Energia (39 %) et Leonardo (10 %).

Si tous les réacteurs actifs fonctionnent grâce à la fission, c'est parce que la fusion contrôlée , c'est-à-dire la fusion provoquée par l'homme, n'est pas encore réalisable. La fusion est le processus qui se produit naturellement dans les étoiles, y compris le Soleil, au cours duquel deux noyaux légers (généralement des isotopes de l'hydrogène comme le deutérium et le tritium) fusionnent pour former un noyau plus lourd, libérant une quantité d'énergie considérable. Ce phénomène requiert des températures et des pressions extrêmes — de l'ordre de millions de degrés — pour permettre aux noyaux de surmonter leur répulsion électrique naturelle.

Dans les réacteurs expérimentaux terrestres, ce plasma chaud est confiné par des champs magnétiques extrêmement puissants (dans les tokamaks ou stellarators) ou, alternativement, comprimé par des impulsions laser de très haute intensité. En théorie, il s'agit d'un procédé propre et sûr, utilisant un combustible quasi inépuisable ; en pratique, après des décennies d'efforts et des milliards d'investissements, personne n'est encore parvenu à le rendre stable et rentable.

Si l'énergie nucléaire fait l'objet de nombreux débats ces derniers temps, c'est aussi parce que les centres de données , l'infrastructure physique qui rend possibles les services numériques, connaissent une expansion rapide sous l'effet de l'essor de l'intelligence artificielle. Ces systèmes fonctionnent en permanence et sont extrêmement énergivores . Leur impact est manifeste non seulement sur la consommation mondiale (en 2024, ils représentaient 1,5 % de la consommation énergétique totale , un chiffre encore faible, bien que croissant), mais aussi et surtout au niveau local. En se concentrant sur des zones géographiques spécifiques, leur développement exerce une pression sur les réseaux électriques , avec un risque de coupures de courant et de hausse des coûts.

La solution proposée, notamment aux États-Unis, consiste à miser sur les centrales nucléaires. Cela pourrait impliquer leur remise en service après plusieurs années d'inactivité, comme ce fut le cas pour Three Mile Island (Pennsylvanie) , site du plus grave accident nucléaire de l'histoire américaine en 1979, ou encore pour Duane Arnold (Iowa) , fermée en 2020 faute de rentabilité. Selon Bloomberg Intelligence , aux États-Unis seulement, les investissements dans l'énergie nucléaire atteindront 350 milliards de dollars d'ici le milieu du siècle , augmentant la production de réacteurs de 63 %. Si ces prévisions se confirment, le parc nucléaire atteindrait une puissance de 159 gigawatts, soit 53 gigawatts de plus que sa capacité actuelle.

En résumé, le secteur est en pleine effervescence. À tel point que certains se demandent s'il ne s'agit pas d'une bulle vouée à éclater . En 2024, les fonds de capital-investissement et de capital-risque ont investi des sommes record dans des entreprises travaillant sur les technologies nucléaires dites de nouvelle génération : en une seule année, la valeur des transactions a dépassé celle des quinze années précédentes cumulées.

Cette forte augmentation est le résultat conjugué du développement de l'intelligence artificielle et de l'aversion de l'administration Trump pour l'énergie solaire et éolienne. Le premier phénomène est cependant rapide et imprévisible ; un ralentissement après cette période d'euphorie générale n'est pas à exclure. Le second phénomène, en revanche, a une durée limitée, le second et dernier mandat de Trump s'achevant en 2028.

Ces flux financiers colossaux sont destinés à des entreprises qui, de par la nature même de cette technologie, devront travailler pendant des années avant de pouvoir fournir l'énergie promise au réseau. Le cas d' Oklo , mentionné précédemment, est particulièrement frappant : malgré une valorisation de 20 milliards de dollars, l'entreprise ne dispose « d'aucun revenu, d'aucune autorisation d'exploitation de réacteurs et d'aucun contrat contraignant de fourniture d'électricité ».

Cela ne signifie pas pour autant que le nucléaire de nouvelle génération soit voué à l'échec. C'est un secteur prometteur, mais qui se heurte encore à des limitations structurelles liées aux coûts, à la complexité technologique, aux chaînes d'approvisionnement restreintes et à la bureaucratie. Il est impératif de prendre en compte ces facteurs avant que la course au nucléaire ne s'éloigne de la réalité.

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