Une consommation croissante d’électricité des centres de données
La demande mondiale en électricité provenant des centres de données connaît une hausse bien plus rapide que prévu, soulevant des interrogations sur l’alimentation de la prochaine génération d’infrastructures d’intelligence artificielle. Les prévisions pour 2024 estiment que cette consommation atteindra environ 415 térawattheures, représentant environ 1,5 % de la consommation mondiale, avec une augmentation annuelle de 12 % constatée durant les cinq dernières années.
La croissance est attendue pour se poursuivre à un rythme soutenu, avec une prévision d’augmentation d’environ 15 % par an jusqu’en 2030. Ce rythme est plus de quatre fois supérieur à la demande électrique de tous les autres secteurs. Aux États-Unis, de nombreuses entreprises technologiques envisagent des centres de données d’IA plus grands et plus consommateurs d’énergie, ce qui les pousse à se tourner vers des sources d’énergie stables et sans carbone, comme l’énergie nucléaire.
Innovations dans le domaine nucléaire
Les discussions dans l’industrie ne portent pas seulement sur les réacteurs traditionnels, mais aussi sur la réactivation potentielle de centrales inactives et sur de nouveaux projets soutenus par l’État, ainsi que sur des conceptions de réacteurs qui ne sont pas encore prêtes pour la commercialisation. Un des points d’intérêt est constitué par les réacteurs modulaires small (SMRs), qui sont désormais en développement à l’échelle mondiale, avec plus de 80 concepts à l’étude, selon l’Agence internationale de l’énergie atomique. Bien que la plupart soit encore à un stade précoce, plusieurs d’entre eux pourraient être déployés rapidement.
Les partisans de ces technologies soutiennent qu’elles fournissent un approvisionnement énergétique constant sans les émissions de carbone associées aux combustibles fossiles et peuvent être installées à proximité des installations ayant besoin d’énergie, ce qui réduit la dépendance à des réseaux de transmission à longue distance.
L’avancée des SMRs
Des unités de démonstration pourraient commencer leur construction avant 2030, avec une mise en service commerciale envisagée vers le milieu de la décennie suivante. Cependant, il est essentiel de noter que le Département de l’énergie des États-Unis n’a pas encore élaboré de plan à long terme pour la gestion des déchets radioactifs que ces réacteurs produiraient.
Le principe de fonctionnement des SMRs
Selon Leonel Lagos, un ingénieur spécialisé dans le secteur nucléaire, les SMRs se situent entre les réacteurs conventionnels de grande taille et les micro-réacteurs. Typiquement, les réacteurs nucléaires génèrent plus de 1 000 mégawatts d’électricité, tandis que les micro-réacteurs, beaucoup plus petits, n’en produisent pas davantage que 20 mégawatts. Les SMRs, quant à eux, peuvent produire jusqu’à 300 mégawatts, avec des cœurs de réacteurs mesurant environ 6 mètres de haut et occupant un terrain d’environ 50 acres.
Ces réacteurs peuvent être fabriqués en usine, transportés par camion, train ou bateau, et assemblés sur site. Ils génèrent de la chaleur par fission nucléaire, transférant ensuite cette chaleur à des matériaux comme l’eau ou le sel fondu pour créer de la vapeur qui entraîne des turbines.
Sécurité et risques associés
Les concepteurs des SMRs intègrent des caractéristiques de sécurité passives utilisant des principes physiques fondamentaux, comme la gravité, pour limiter la probabilité et la gravité des accidents impliquant des fuites radioactives. De plus, ces réacteurs possèdent moins de matériel nucléaire et génèrent moins de chaleur par rapport aux réacteurs conventionnels, réduisant ainsi leurs risques globaux.
Défis et perspectives d’avenir
Conçus pour desservir des zones dépourvues de grands réseaux électriques, des opérations industrielles isolées et des pays en phase d’adoption de l’énergie nucléaire, les SMRs pourraient être réalisés et mises en service en seulement deux à trois ans, un délai nettement plus court que pour les projets nucléaires traditionnels.
Cependant, plusieurs défis persistent. Les autorités doivent définir des normes de personnel, mettre à jour les règles de sécurité et gérer les nouvelles formes de déchets générées par les réacteurs utilisant des refroidisseurs alternatifs. La question du transport de matériels radioactifs nécessite également de nouveaux protocoles. La production de combustible enrichi en uranium, permettant une génération d’électricité plus efficace, nécessite une attention supplémentaire, particulièrement en ce qui concerne la gestion des déchets nucléaires, qui demeure un problème non résolu aux États-Unis.
Les universités et les opérateurs industriels explorent actuellement les applications des SMRs et des micro-réacteurs pour une production combinée de chaleur et d’électricité. Par exemple, un micro-réacteur prévu à l’Université de l’Illinois, en partenariat avec Nano Nuclear Energy, vise à fournir de la vapeur et de l’électricité aux bâtiments du campus tout en facilitant des recherches sur les technologies nucléaires avancées.
Conclusion
Des entreprises comme X-energy, soutenue par Amazon, travaillent à développer des SMRs destinés à fournir une énergie sans carbone pour des infrastructures énergivores comme les services de cloud et les centres de données d’IA. Les premiers déploiements suggèrent que les SMRs pourraient rapidement devenir un outil crucial pour répondre à une demande électrique croissante tout en offrant une source d’énergie fiable et à faible émission de carbone.
FAQ
Qu’est-ce qu’un réacteur modulaire small (SMR) ?
Un SMR est un type de réacteur nucléaire de petite taille conçu pour produire de l’électricité de manière plus modulaire et flexible que les réacteurs traditionnels.
Quels sont les avantages des SMRs par rapport aux réacteurs conventionnels ?
Les SMRs offrent une meilleure sécurité, nécessitent moins d’espace, peuvent être fabriqués en série et installés plus rapidement, et produisent moins de déchets radioactifs.
Où sont principalement envisagés les déploiements de SMRs?
Les SMRs sont souvent envisagés pour des régions sans infrastructures énergétiques robustes, des installations industrielles éloignées ou dans des pays commençant à adopter l’énergie nucléaire.
Y a-t-il des préoccupations concernant la gestion des déchets nucléaires ?
Oui, la gestion des déchets radioactifs issus des SMRs est un défi non résolu, avec des efforts fédéraux pour établir des sites de stockage toujours en cours.
Quelles entreprises travaillent sur des projets de SMRs ?
Des entreprises comme X-energy et Last Energy, en collaboration avec des universités, explorent des projets de SMRs pour répondre à la demande énergétique croissante.
