Au cours des six décennies qui se sont écoulées depuis que la centrale nucléaire de Shippingport, près de Pittsburgh, a commencé à fonctionner en tant que premier réacteur nucléaire commercial du pays, l'industrie a construit des usines de plus en plus grandes pour améliorer les économies d'échelle. Un réacteur commercial typique produit maintenant environ 20 fois plus d'électricité que la première unité de Shippingport en 1958.

Il peut donc sembler contre-intuitif que l'industrie ne voit pas l'avenir dans la construction d'usines gigantesques, mais dans les petits réacteurs modulaires, ou SMR—unités fabriquées en usine avec moins de pièces, conçu pour être installé sous terre avec des systèmes de refroidissement passifs qui, selon l'industrie, sont « intrinsèquement sûrs ».

Contrairement aux grandes centrales nucléaires, qui sont conçus pour fonctionner à plein régime toute l'année, Les concepteurs de SMR affirment que les petites unités sont suffisamment flexibles pour être montées en puissance au besoin pour combler les lacunes de production des centrales éoliennes et solaires, un rôle essentiel car certains voient l'énergie nucléaire comme un pont sans carbone entre les combustibles fossiles et les énergies renouvelables. Le marché mondial de ces réacteurs devrait atteindre 100 milliards de dollars d'ici 2035, selon l'Agence pour l'énergie nucléaire, une organisation intergouvernementale basée à Paris.

Parmi les développeurs américains, Puissance NuScale de Corvallis, Minerai., a surpassé ses concurrents, dont Holtec International de Camden, pour faire avancer sa conception plus près de la ligne d'arrivée. Soutenu par 275 millions de dollars de subventions du département de l'énergie des États-Unis, NuScale a investi environ 800 millions de dollars pour concevoir un réacteur cylindrique de 75 pieds de haut que la Commission de réglementation nucléaire devrait approuver l'année prochaine. NuScale vise à commencer à produire de l'électricité dans sa première centrale en 2026.

« Il y a de bonnes raisons pour les SMR sur de nombreux marchés, aux États-Unis et dans le monde, " a déclaré John Kotek, vice-président de l'élaboration des politiques et des affaires publiques de l'Institut de l'énergie nucléaire, un groupe commercial de l'industrie.

Mais tout le monde n'est pas vendu sur sa promesse.

"Les SMR semblent être une mode, pour autant que je sache, " dit Edwin Lyman, un scientifique senior de l'Union of Concerned Scientists, qui a écrit un article largement cité remettant en question l'économie des petits réacteurs. "Il y a très très peu de substance à sa motivation, autres que le secteur privé ne peuvent pas se permettre des réacteurs de taille ordinaire. »

« PLUS SR, RENTABLE'

Chaque réacteur NuScale produirait 60 mégawatts de puissance, la même que le réacteur original de Shippingport, qui a été mis hors service en 1989. La société affirme que ses unités peuvent être installées individuellement, ou en groupe. La centrale initiale du laboratoire national de l'Idaho du ministère de l'Énergie contiendrait 12 réacteurs. Utah Associated Municipal Power Systems est le principal client.

Les réacteurs plus petits seront rentables car ils peuvent être produits en série dans les installations de fabrication américaines existantes, réduire considérablement les coûts et les délais de construction sur site, dit Tom Mundy, Directeur commercial de NuScale.

Les concepteurs SMR disent que les usines auront besoin de moins d'opérateurs, et parce que la conception est plus sûre, ils ont également demandé à la NRC de réduire les zones de planification d'urgence de 10 milles désormais requises pour les plus gros réacteurs commerciaux à une zone confinée au site de la centrale. Des critiques tels que l'Union of Concerned Scientists se sont opposés à la demande, affirmant que les centrales et leur combustible usé accumulé sur place posent toujours un risque important.

"Ils soutiennent que les réacteurs sont si sûrs que les terroristes ne seront pas en mesure de provoquer efficacement un événement de contamination radiologique massif, et je prie de différer, " dit Lyman.

Les marchés initiaux des SMR devraient être principalement à l'étranger, où les coûts de l'électricité sont plus élevés et où l'énergie nucléaire peut rivaliser, dit NuScale. Certains pays du Moyen-Orient en manque d'eau ont manifesté leur intérêt car certaines unités peuvent être configurées pour produire de la vapeur, plutôt que l'électricité, pour alimenter une usine de dessalement d'eau à proximité.

ANTIDOTE AU CHANGEMENT CLIMATIQUE

L'industrie positionne également les centrales nucléaires sans carbone comme antidote au changement climatique. Ils citent une étude récente du Massachusetts Institute of Technology qui a révélé qu'il en coûterait moins cher de déployer l'énergie nucléaire avec les énergies renouvelables pour réduire les émissions de carbone, que de compter uniquement sur le vent, stockage solaire et batterie pour réduire les émissions.

« Au niveau national et international, il y a une prise de conscience par beaucoup que pour atteindre les objectifs climatiques de carbone qui sont fixés, le nucléaire doit faire partie de l'équation, " dit Mundy, qui a travaillé pour Exelon Generation à Kennett Square avant de rejoindre NuScale en 2012. Il vit dans le comté de Chester.

Malgré les avantages climatiques, de nombreux défenseurs de l'environnement s'opposent farouchement à toute expansion du rôle de l'énergie nucléaire, y compris les sceptiques qui citent les problèmes de sécurité exposés par l'accident il y a 40 ans ce mois-ci à l'unité 2 de Three Mile Island en Pennsylvanie, qui ont freiné la croissance de l'industrie dans les années 1980. Au cours des 20 dernières années, une seule nouvelle usine commerciale a démarré ses activités aux États-Unis, et seulement deux sont actuellement en construction.

Lyman a déclaré que l'industrie devrait produire "des centaines ou des milliers" d'unités afin de réduire les coûts et de réduire le besoin d'aide gouvernementale.

Mais NuScale dit qu'il n'aura besoin de produire que 12 réacteurs, et construire trois centrales électriques, développer l'expérience nécessaire pour réduire les coûts. "Clairement, on ne parle pas de centaines, et clairement pas des milliers, " dit Mundy. " Il n'y a rien de compliqué dans sa construction, par rapport aux grandes centrales de gigawatt.

Le coût du nucléaire est au cœur d'un débat qui a été officiellement lancé en Pennsylvanie la semaine dernière avec l'introduction d'une proposition visant à donner à l'industrie nucléaire 500 millions de dollars de subventions annuelles, payés par les clients électriques. Les exploitants nucléaires ont menacé de fermer plusieurs réacteurs de Pennsylvanie parce qu'ils ne sont pas en mesure de rivaliser sur les marchés de l'électricité à bas prix inondés d'électricité bon marché provenant de centrales au gaz naturel.

Exelon Generation annonce la fermeture de l'unité 2 de Three Mile Island, situé à côté de l'Unité 1 en partie démantelée, à moins que les législateurs de l'État ne viennent à la rescousse d'ici juin. TMI emploie 675 personnes et produit plus d'électricité sans carbone que toute l'énergie solaire de l'État, vent, et centrales hydroélectriques combinées. First Energy Corp., qui exploite deux réacteurs à la centrale électrique de Beaver Valley dans l'ouest de la Pennsylvanie, a également annoncé son intention de retirer les réacteurs en 2021.

Alors que l'industrie se contracte, l'espoir est éternel parmi les partisans du nucléaire, dont les vrais croyants sont motivés par la promesse d'exploiter la grande quantité d'énergie enfermée dans le combustible radioactif.

CONNEXIONS LOCALES

Des dizaines d'entreprises travaillent au développement de nouveaux réacteurs nucléaires, y compris les réacteurs dits de génération IV qui sont refroidis avec des matériaux tels que les sels fondus, des gaz inertes, voire des métaux liquides.

Plusieurs entreprises se sont concentrées sur le développement de conceptions SMR. Holtec International, une entreprise privée de Camden dont le cœur de métier est la gestion du combustible usé des réacteurs nucléaires et le démantèlement des anciens réacteurs, a développé une conception de réacteur de 160 mégawatts qu'il appelle le SMR-160. L'état du projet n'est pas clair, et Holtec n'a pas répondu aux questions écrites.

"Je n'ai pas vu la preuve que cela avançait vraiment, " dit Lyman, de l'Union des scientifiques concernés.

Westinghouse et BWX Technologies Inc., qui ont tous deux une longue histoire de construction de réacteurs, abandonné leurs projets SMR.

NuScale en septembre a choisi BWXT pour construire son SMR. BWXT, qui a construit de nombreux petits réacteurs utilisés pour alimenter les navires et sous-marins de la marine américaine, prévoit de sous-traiter la fabrication des composants à Precision Custom Components de York, Pennsylvanie.

Mundy a déclaré qu'en sous-traitant la fabrication à des usines existantes, NuScale peut réduire les coûts par rapport à la construction d'une nouvelle usine. Le propriétaire majoritaire de NuScale est le géant entrepreneur Fluor Corp.

Mundy dit que la conception NuScale n'est pas une version plus petite d'un réacteur plus grand.

"Nous avons des fonctionnalités différentes, que vous ne trouverez pas dans la compétition, et nous avons un très fort intérêt des clients pour notre technologie, " il a dit.

CONCEPTION À L'ÉPREUVE DES CATASTROPHES

Chaque cuve de réacteur est entourée de sa propre enceinte de confinement en acier haute pression, et immergé dans une piscine de huit millions de gallons d'eau, il n'y a donc pas besoin d'un bâtiment de confinement durci.

La catastrophe nucléaire de Fukushima en 2011 au Japon a été déclenchée lorsque les six centrales ont perdu de l'électricité hors site après un tremblement de terre, et les générateurs de secours sur place qui alimentaient les pompes à eau de refroidissement de l'usine sont tombés en panne parce qu'ils avaient été inondés par un tsunami. Les opérateurs n'ont pas pu restaurer l'eau de refroidissement avant la fusion de quatre réacteurs, crachant une contamination radioactive sur la campagne.

"Notre technologie ne nécessite pas d'alimentation hors site, " a déclaré Mundy. " Dans un cas où la station perd tout pouvoir, nos réacteurs s'arrêteront automatiquement, et ils s'auto-refroidiront pour une durée indéterminée sans qu'il soit nécessaire d'ajouter de l'eau, sans qu'il soit nécessaire que les opérateurs prennent des mesures supplémentaires, ou pour le besoin de restaurer l'alimentation CA ou CC."

Lyman a déclaré qu'il craignait que plusieurs réacteurs modulaires échouent dans l'usine NuScale, mais que la NRC acceptera plus de risques parce qu'elle est sous pression pour ne pas entraver le processus d'autorisation.

"Si tout fonctionne bien, le réacteur sera refroidi en toute sécurité, " a-t-il dit. " Il y a un certain nombre de façons dont cette image pourrait finir par être moins jolie. "

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