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Le réacteur à sels fondus du Texas avance vers la réalité

Une startup nucléaire canadienne vient d'embaucher des ingénieurs de haut niveau pour construire le premier réacteur commercial à sels fondus d'Amérique au Texas. Le projet sur le campus RELLIS de Texas A&M est désormais en phase de travaux sur site et prépare la documentation pour la Commission de réglementation nucléaire. Si cela fonctionne, ce réacteur pourrait alimenter des centres de données et des usines chimiques d'ici le début des années 2030.

Terrestrial Energy, une entreprise canadienne de technologie nucléaire, a officiellement lancé les travaux d'ingénierie et de licence pour ce qui pourrait devenir le premier réacteur commercial à sels fondus des États-Unis. L'entreprise a fait appel à Zachry Group, un acteur majeur de la construction nucléaire, pour gérer l'ingénierie civile, structurelle, mécanique et électrique pour le projet sur le campus Texas A&M-RELLIS à Bryan, Texas. Ce n'est plus de l'ingénierie PowerPoint. Ils effectuent une véritable caractérisation du site, analysant les conditions du sol, cartographiant les services publics et construisant le dossier technique dont ils auront besoin lorsqu'ils frapperont finalement à la porte de la Commission de réglementation nucléaire (NRC) pour demander un permis de construction. La conception du réacteur au cœur de ce projet s'appelle le Réacteur à Sels Fondus Intégral, ou IMSR. Contrairement aux réacteurs conventionnels qui utilisent des barres de combustible solides refroidies par de l'eau, l'IMSR utilise du sel fluoré fondu à la fois comme transporteur de combustible et comme fluide de refroidissement. Le sel reste liquide à pression atmosphérique et peut atteindre des températures d'environ 700 degrés Celsius, suffisamment chaud pour alimenter des processus industriels qui brûlent actuellement des combustibles fossiles. Terrestrial Energy présente cela comme une offre double : électricité de base pour le réseau plus chaleur de haute qualité pour les usines pétrochimiques, les raffineries et les centres de données. Le réacteur est classé comme technologie de génération IV, ce qui signifie qu'il fait partie d'une vague de conceptions avancées qui promettent une meilleure sécurité, moins de déchets et plus de polyvalence que les grands réacteurs à eau sous pression construits au XXe siècle. L'implication de Zachry Group signale que Terrestrial Energy est sérieux au sujet de passer des plans aux bulldozers. Zachry a des décennies d'expérience dans la construction d'installations nucléaires aux États-Unis, et ils apportent leur programme d'assurance qualité nucléaire NQA-1 à la table. C'est la référence en matière de travaux de construction nucléaire, le type de discipline de processus dont vous avez besoin lorsque vous construisez quelque chose que la NRC examinera avec un microscope. Simon Irish, PDG de Terrestrial Energy, a déclaré que l'accord "ajoute un partenaire d'ingénierie important à notre travail à Texas A&M-RELLIS" et a loué la "profondeur de l'ingénierie nucléaire et de l'expérience en construction" de Zachry. Traduction : nous avons terminé la partie facile, maintenant nous avons besoin de personnes qui savent comment couler du béton de qualité nucléaire. Le site de Texas A&M-RELLIS est parfait pour ce type de projet. En juin 2024, Terrestrial Energy a signé des accords leur donnant le contrôle d'environ 77 acres sur le campus et un accès exclusif pour la recherche et le développement. RELLIS est déjà positionné comme un terrain d'essai pour les technologies nucléaires avancées, et avoir un partenariat universitaire donne à Terrestrial Energy accès à des installations de recherche, des pipelines de talents et un environnement favorable à la réglementation. Le Texas a activement courtisé des projets nucléaires avancés, offrant des permis rapides, des régulateurs coopératifs et un réseau qui a désespérément besoin de plus d'énergie de base alors que les centres de données et les installations industrielles se multiplient à travers l'État. La demande de permis de construction de la NRC est le grand obstacle. Terrestrial Energy n'a pas encore déposé de demande, mais tout ce travail d'ingénierie construit les bases de cette soumission. Le processus de licence de la NRC pour les réacteurs avancés est notoirement lent et coûteux. Même avec des réformes récentes visant à accélérer les approbations pour des conceptions novatrices, obtenir un permis de construction prend des années de va-et-vient avec les régulateurs, des montagnes de documentation technique et plusieurs tours de commentaires publics. Terrestrial Energy vise le début des années 2030 pour la mise en service de ses premières centrales IMSR, ce qui signifie qu'ils visent probablement à soumettre leur demande de permis de construction d'ici 2027 ou 2028. Ce calendrier suppose que tout se passe bien, ce qui dans la réglementation nucléaire est une hypothèse dangereuse.

Mon avis

Ce projet est important car les réacteurs à sels fondus sont restés bloqués dans les laboratoires pendant 50 ans, et quelqu'un a enfin l'argent et le courage de construire un à l'échelle commerciale. Le Oak Ridge National Laboratory a prouvé que le concept fonctionnait dans les années 1960, mais la technologie a été mise de côté parce que la guerre froide voulait des réacteurs produisant du plutonium, pas des centrales électriques civiles efficaces. Maintenant, nous sommes dans une crise énergétique différente, où nous avons besoin d'énergie de base propre et de chaleur industrielle qui ne provient pas de la combustion de gaz, et le sel fondu semble soudainement brillant à nouveau. La grande question est de savoir si Terrestrial Energy peut naviguer dans le labyrinthe de licences de la NRC sans manquer d'argent ou de patience. Les startups de réacteurs avancés ont un terrible bilan en sous-estimant le temps nécessaire pour satisfaire les régulateurs nucléaires. NuScale, le seul petit réacteur modulaire à avoir obtenu l'approbation de conception de la NRC, a passé plus d'une décennie et des centaines de millions de dollars pour y parvenir, et leur premier projet en Utah vient d'être annulé parce que l'économie ne fonctionnait pas. Terrestrial Energy doit prouver qu'ils peuvent construire ce réacteur dans le budget et dans les délais, sinon ils finiront par devenir un autre conte d'avertissement sur l'innovation nucléaire confrontée à la réalité réglementaire. Mais s'ils réussissent, les implications sont énormes. Les centres de données dévorent l'électricité plus vite que les services publics ne peuvent construire de nouvelles générations, et chaque entreprise technologique est soudainement désespérée de trouver une énergie propre et fiable qui ne dépend pas de la météo. Un réacteur capable de fournir 400 mégawatts d'électricité et de chaleur industrielle sur une superficie de 77 acres serait un changement radical pour le Texas et partout ailleurs avec des charges industrielles denses. La question est de savoir si le calendrier du début des années 2030 sera respecté, ou si cela se transformera en une autre décennie de lutte à travers le purgatoire réglementaire.

Et ensuite ?

Terrestrial Energy et Zachry Group sont actuellement en plein travail de caractérisation du site sur le campus RELLIS, ce qui implique des échantillonnages de sol, des études environnementales, des études sismiques et une cartographie des services publics. Ces données alimenteront directement la demande de permis de construction auprès de la NRC, qui devrait être soumise d'ici 2027 si le calendrier actuel est respecté. Le processus d'examen de la NRC prend généralement de 24 à 42 mois pour des conceptions de réacteurs novateurs, donc nous visons fin 2029 ou 2030 avant que Terrestrial Energy obtienne l'approbation pour commencer à couler le béton, en supposant qu'il n'y ait pas de blocages réglementaires majeurs. Pendant ce temps, attendez-vous à ce que d'autres développeurs de réacteurs avancés suivent le plan de Terrestrial Energy et ciblent le Texas pour leurs premiers projets. L'État est devenu la destination privilégiée pour l'innovation nucléaire en raison de son environnement réglementaire favorable, de son besoin urgent d'énergie de base et de sa volonté d'accueillir des projets énergétiques à l'échelle industrielle. Si l'IMSR de Terrestrial Energy avance sans heurts, attendez-vous à une vague d'annonces similaires de concurrents travaillant sur des réacteurs à gaz à haute température, des réacteurs à neutrons rapides et d'autres conceptions de la génération IV. Le véritable facteur d'incertitude est de savoir si l'économie sera au rendez-vous. Terrestrial Energy n'a pas divulgué les coûts de construction ni les prix de l'électricité attendus, mais les réacteurs à sels fondus ont historiquement été coûteux à construire en raison de la nature corrosive du sel combustible et de la nécessité de matériaux exotiques dans le cœur du réacteur. S'ils peuvent fournir de l'électricité à des prix compétitifs tout en vendant de la chaleur industrielle, le projet devient un modèle pour décarboniser l'industrie lourde. Si les coûts explosent et que le calendrier prend du retard, cela deviendra une autre leçon coûteuse sur la difficulté de commercialiser l'innovation nucléaire, peu importe à quel point la technologie semble bonne sur le papier.

Ce que l'histoire nous apprend

La technologie des réacteurs à sels fondus remonte aux années 1950 et 1960, lorsque le Oak Ridge National Laboratory a construit et exploité l'expérience de réacteur à sels fondus (MSRE) de 1965 à 1969. Ce réacteur d'essai a prouvé que le concept fonctionnait, fonctionnant pendant plus de 13 000 heures et démontrant que les réacteurs à combustible liquide pouvaient fonctionner en toute sécurité à des températures élevées sans les énormes récipients sous pression requis par les réacteurs refroidis à l'eau conventionnels. La technologie a été abandonnée dans les années 1970, non pas parce qu'elle ne fonctionnait pas, mais parce que l'establishment nucléaire américain a priorisé les réacteurs à combustible solide capables de produire du plutonium de qualité militaire comme sous-produit. Le MSRE est resté en veille pendant des décennies tandis que l'industrie nucléaire se concentrait sur les réacteurs à eau sous pression et les réacteurs à eau bouillante. Aujourd'hui, plus de 50 ans plus tard, les réacteurs à sels fondus connaissent un renouveau, stimulé par le besoin de chaleur industrielle propre et la réalisation que les conceptions de réacteurs conventionnels sont trop coûteuses et inflexibles pour répondre aux demandes énergétiques modernes. La Chine construit un réacteur à sels fondus alimenté au thorium dans le désert de Gobi, et plusieurs startups occidentales se précipitent pour commercialiser diverses conceptions à sels fondus. L'IMSR de Terrestrial Energy fait partie de cette vague, tentant de transformer la physique nucléaire des années 1960 en réalité commerciale du XXIe siècle.