La résurgence mondiale de l’énergie nucléaire commence dans le désert aride et élevé de l’Idaho.
Aujourd’hui, presque toutes les centrales nucléaires du monde peuvent retracer leur lignée jusqu’au complexe tentaculaire de 890 miles carrés (2 300 kilomètres carrés) de l’Idaho National Laboratory. Les chercheurs ont été les premiers à produire de l’électricité à partir de la division de l’atome en 1951, et d’innombrables scientifiques se sont depuis rendus sur le site éloigné pour tester les modèles de réacteurs.
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Mais même s’il s’agit d’une étape cruciale sur le chemin qui mène de la conception au déploiement des systèmes sur le terrain, cela fait 50 ans que le dernier réacteur y a été mis en service. Le long écart témoigne des défis liés à l’exploitation d’une réaction de fission. Le laboratoire est sur le point de lancer une nouvelle vague de technologies nucléaires sur le marché, mais la récente annulation d’un projet majeur sur le site montre que les prouesses de l’INL en matière de recherche ne suffisent pas à elles seules à garantir que l’industrie jouera un rôle majeur dans la lutte contre le changement climatique dans le décennies à venir.
Des dizaines d’entreprises développent des modèles de réacteurs avancés, qui sont généralement plus petits que les gigantesques centrales électriques largement utilisées aujourd’hui. Cette approche a été présentée comme un moyen plus rapide et moins coûteux de construire des réacteurs. De nombreuses entreprises prévoient des pèlerinages à l’INL, qui abrite une vaste gamme d’installations permettant d’évaluer les cœurs des réacteurs, les combustibles, les matériaux de refroidissement et d’autres composants critiques. Ces nouvelles conceptions nécessiteront des tests rigoureux pour garantir la sécurité et la fiabilité avant de pouvoir être mises en service, et les recherches menées au cours de cette décennie auront une influence majeure sur la forme de l’industrie nucléaire pour le reste du siècle. Les scientifiques du laboratoire sont impatients de se lancer.
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« C’est la partie la plus difficile, mais aussi la partie la plus amusante », a déclaré Ron Crone, directeur associé du laboratoire du complexe des matériaux et des carburants de l’INL. « C’est Disneyland pour l’énergie nucléaire. »
Des groupes de recherche, dont l’Agence internationale de l’énergie, ont appelé à une expansion agressive de la technologie nucléaire sans carbone pour contribuer à freiner le changement climatique. Mais les startups ont dû faire face à la hausse des coûts et à la lenteur glaciale du processus d’approbation réglementaire. L’industrie a été confrontée à une dure réalité en novembre, lorsque NuScale Power Corp. a annulé son projet de construire une centrale électrique commerciale sur le site d’INL qui aurait été la première aux États-Unis à utiliser à la place plusieurs petits réacteurs modulaires (SMR). d’un seul grand.
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« L’INL tente de se positionner à l’avant-garde du développement de réacteurs avancés », a-t-il déclaré. « Mais commercialiser des réacteurs avancés aux États-Unis n’est pas si facile. »
L’INL se présente comme le laboratoire américain de l’énergie nucléaire et ses missions principales consistent notamment à maintenir en service le parc de réacteurs existant et à développer la prochaine génération de centrales à fission. Au total, 52 réacteurs ont été construits et exploités dans l’installation à mesure que cette technologie devenait une source d’électricité courante. Le dernier nouveau modèle à être entré en service là-bas remonte à 1973.
« Nous sommes bloqués à 52 », a déclaré Brady Orchard, directeur de projets au complexe Materials & Fuels. « En tant que pays, nous nous sommes éloignés de l’énergie nucléaire. »
Les dernières décennies ont été une période de friche pour l’industrie. Certaines installations du laboratoire national ont été mises en veilleuse ; le réacteur utilisé dans cet effort clé de 1951 pour maîtriser une réaction de fission a été transformé en musée ; et un énorme dôme de confinement était à quelques semaines de la démolition lorsque les responsables du ministère de l’Énergie ont décidé en 2018 qu’il pourrait encore être utile. Cette décision pourrait bien s’avérer prémonitoire.
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L’installation mesure environ 80 pieds de haut et est recouverte d’une couche de peinture argentée brillante à l’extérieur. Les murs sont constitués de 12 pouces de béton et d’un pouce d’acier, conçus pour contenir les radiations une fois que les scientifiques commenceront à tester de nouveaux réacteurs à l’intérieur. Les entrepreneurs sont en train d’agrandir les portes de chargement pour faciliter le déplacement des gros équipements à l’intérieur et à l’extérieur du dôme.
Plutôt que d’obliger les visiteurs à faire preuve d’imagination, le laboratoire dispose d’un ensemble de lunettes de réalité augmentée qui donnent un aperçu de ce à quoi ressemblera l’installation une fois opérationnelle. Mettez-les et vous pourrez voir des versions virtuelles de machines complexes installées tout autour de l’intérieur caverneux, même s’il faudra peut-être un certain temps avant qu’il y ait un véritable réacteur dans le bâtiment.
La vue virtuelle reflète le sentiment palpable d’optimisme à l’INL. Le réacteur numéro 53 devrait être achevé en 2025, et il y en a au moins trois autres en attente derrière lui. L’INL dispose d’un calendrier prévoyant d’autres réacteurs en développement là-bas et sur d’autres sites américains, y compris un laboratoire national jumeau à Oak Ridge, dans le Tennessee, et des projets commerciaux prévus au Texas, au Wyoming et ailleurs. Ces différents projets utilisent différents types de combustibles à l’uranium et font appel à de nouveaux matériaux de refroidissement. Certains sont destinés à la recherche et il existe un minuscule microréacteur destiné à alimenter des bases militaires éloignées, tandis que d’autres sont plus grands et devraient être mis en service commercial pour alimenter le réseau. Ensemble, ils racontent l’histoire d’une industrie revigorée par de nouvelles idées.
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Pourtant, c’est aussi une industrie confrontée à des défis. Le cinquante-troisième réacteur très attendu sera très probablement Marvel, un projet de microréacteur du Département de l’énergie visant à montrer comment la fission peut être exploitée pour produire de la chaleur, par exemple pour alimenter des processus industriels ainsi que pour produire de l’électricité. Une fois testé et mis en service, le personnel de l’INL espère que les données recueillies sur le site aideront à développer les conceptions ultérieures. Ils ont déjà préparé un espace pour le réacteur à l’intérieur d’une autre installation utilisée pour tester l’impact des explosions d’énergie très courtes mais intenses déclenchées par les réactions nucléaires. Mais préparer Marvel prend également plus de temps que prévu ; il devait initialement être prêt en 2024.
Dans un secteur bien connu pour ses projets qui dépassent les budgets et les calendriers, de tels retards ne sont pas surprenants. Pourtant, ils ajoutent une dose de réalité pour tempérer l’enthousiasme à l’INL.
« Est-ce que tout cela va fonctionner ? Non », a déclaré Crone. « Mais est-ce que certains d’entre eux vont travailler ? Absolument. »
Des questions plus vastes se posent également concernant la résurgence de l’industrie nucléaire, non seulement sur la question de savoir si les entreprises peuvent livrer de nouveaux réacteurs, mais aussi si elles devraient le faire. D’éminents groupes environnementaux tels que Greenpeace sont fermement opposés à la promotion de l’énergie nucléaire car elle produit des déchets dangereux qui resteront mortels pendant des siècles. Au lieu de cela, ces groupes appellent les pays à déployer davantage d’énergie éolienne et solaire.
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Cela pourrait également amener plus rapidement des électrons propres sur la grille. Un certain nombre de gouvernements voient également une voie plus facile pour déployer les énergies renouvelables et ont appelé à tripler la capacité mondiale d’énergies renouvelables d’ici 2030 à l’approche des négociations sur le climat de la COP28 à Dubaï.
« Nous détournons l’argent de ressources véritablement renouvelables », a déclaré Leigh Ford, directeur exécutif de la Snake River Alliance, un groupe de surveillance basé dans l’Idaho qui critique la mission de l’INL. « Je suis très inquiet que nous empruntions la voie de la création de davantage de déchets nucléaires. »
Mais pour les partisans du projet, les recherches de l’INL sont essentielles. L’installation a joué un rôle majeur dans la construction d’un parc mondial de réacteurs qui fournit désormais environ 10% de l’électricité de la planète. L’énergie nucléaire est la deuxième source d’énergie sans carbone après l’hydroélectricité, et elle pourrait bien jouer un rôle clé dans la réduction des émissions. Outre le plaidoyer en faveur des énergies renouvelables à la COP28, les États-Unis sont à l’avant-garde d’une campagne visant à tripler la capacité atomique mondiale d’ici 2050.
La validation des nouvelles conceptions à l’INL constituera une étape importante vers le déploiement d’un plus grand nombre de réacteurs à l’échelle mondiale, a déclaré John Kotek, vice-président senior chargé du développement des politiques et des affaires publiques au sein du groupe professionnel du Nuclear Energy Institute.
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« Il n’existe probablement aucune conception de réacteur qui n’ait aucun lien avec les travaux qui y sont effectués », a déclaré Kotek. « Il y a eu beaucoup de premières. »
L’émergence de nouveaux modèles de réacteurs, de tailles et de capacités différentes, contribuera probablement à l’expansion de l’industrie. Les centrales nucléaires conventionnelles en service ont aujourd’hui généralement une capacité d’environ 1 gigawatt – soit à peu près suffisamment d’énergie pour alimenter 876 000 foyers – et leur construction est une entreprise majeure. Le projet nucléaire de Vogtle en Géorgie devrait être achevé l’année prochaine, avec plus de sept ans de retard et au moins 16 milliards de dollars de dépassement du budget.
La plupart des nouveaux modèles de réacteurs sont beaucoup plus petits – certains pouvant atteindre 1 mégawatt – et devraient être construits dans des usines et assemblés sur site. Cette approche pourrait faciliter et accélérer le déploiement des systèmes et pourrait également ouvrir la porte à l’entrée de l’énergie nucléaire sur de nouveaux marchés dans le monde. Cependant, cela signifie également que la validation de la technologie sera essentielle, a déclaré Crone d’INL.
« Les choses sur lesquelles nous travaillons aujourd’hui vont avoir un impact majeur sur le monde », a déclaré Crone.
