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Comment Bechtel prévoit de construire la centrale nucléaire de nouvelle génération de Bill Gates dans le Wyoming
08 juillet 2024
TerraPower, la société de Bill Gates, est devenue la première entreprise énergétique américaine à lancer ce qui pourrait être une nouvelle génération de réacteurs nucléaires plus petits et plus efficaces. Mais les petits réacteurs modulaires (SMR) peuvent-ils vraiment être commercialement viables ? Lucy Barnard s'est entretenue avec l'homme à l'origine de leur construction pour le savoir.
En matière de cérémonie d'inauguration, le début des travaux de construction par la société d'électricité de Bill Gates, TerraPower, à Kemmerer Unit One, le projet de réacteur nucléaire de nouvelle génération dans le Wyoming, n'aurait pas pu être plus médiatisé.
Debout devant une chargeuse sur pneus John Deere arborant le drapeau du Wyoming, Gates s'est adressé à une foule de dignitaires, de représentants du gouvernement fédéral et de l'État et de médias. « C'est en quelque sorte un rêve et nous en faisons une réalité », a-t-il déclaré. « C'est un grand pas vers une énergie sûre, abondante et sans carbone. »

Le projet de Gates, connu sous le nom de Natrium Demonstration Project, a des objectifs ambitieux : achever la première d'une nouvelle génération de petites centrales nucléaires (SMR) aux États-Unis, qui, selon les experts, peuvent être construites à moindre coût, plus facilement et en toute sécurité que les installations nucléaires traditionnelles et ont généralement une capacité électrique de 300 MW ou moins, soit environ un tiers des installations nucléaires traditionnelles.
Et TerraPower n’est qu’une des dizaines d’entreprises en compétition pour développer des SMR qui, selon leurs promoteurs, pourraient être le meilleur moyen de résoudre la crise climatique, en produisant une énergie abondante et sans carbone dans des bâtiments de la taille de quelques terrains de football qui pourraient être reliés à n’importe quoi, des villes aux centres de données, en utilisant une technologie établie qui est utilisée depuis des décennies dans les sous-marins et les brise-glaces.
Pourtant, malgré la flotte très visible d'engins de terrassement qui retournent la terre des hautes plaines désertiques à l'extérieur de la petite ville de Kemmerer, les travaux de construction sur le site se heurtent à des obstacles redoutables :
Le projet n'a pas encore reçu l'approbation de la Commission de réglementation nucléaire américaine ; il ne peut pas utiliser d'uranium enrichi de Russie comme combustible comme prévu initialement ; et la perspective de dépassements de coûts et de retards qui ont entravé la plupart des autres projets nucléaires occidentaux continue de peser lourd.
Certes, les aspects économiques des SMR n’ont pas encore été mis en évidence dans le monde réel de la construction. Jusqu’� présent, en dehors des pays contrôlés par l’État comme la Russie et la Chine, aucune entreprise n’a encore trouvé de moyen commercialement viable de construire un SMR.
En novembre 2023, le rival de TerraPower, NuScale, qui était la seule entreprise à avoir obtenu l'autorisation de construire un SMR aux États-Unis, a annulé son projet de construction de son premier projet dans l'Idaho après que les coûts prévus soient passés de 3,6 milliards de dollars pour 720 mégawatts en 2020 à 9,3 milliards de dollars pour 462 mégawatts trois ans plus tard.
Ahmet Tokpinar, vice-président principal et directeur général du nucléaire chez le géant américain de l'ingénierie Bechtel, est l'homme chargé de réaliser cet exploit et de maintenir les travaux de construction sur ce site de grande envergure sur la bonne voie.
S'adressant exclusivement à Construction Briefing , il déclare que, du point de vue de la construction, le projet TerraPower est mieux placé que de nombreux rivaux américains pour construire le premier SMR commercial du pays en raison de la conception de son réacteur.

« Ce réacteur utilise du sodium sous forme liquide comme fluide caloporteur qui capte la chaleur de la réaction nucléaire », explique Tokpinar. « Le sodium ayant une température d’ébullition très élevée, la centrale fonctionne à pression atmosphérique. Il s’agit d’un changement radical dans la manière dont les centrales nucléaires sont conçues et construites. Cela signifie qu’il n’est plus nécessaire de recourir à des tuyaux lourds et épais pour éviter la rupture de l’eau sous pression. Il n’est pas nécessaire d’avoir une structure de confinement avec des murs en béton épais. Il y a moins de béton, moins d’acier, moins de tuyauterie lourde. Et en termes de construction, cela signifie un calendrier plus court. La construction prend moins de temps et coûte moins cher qu’un réacteur nucléaire classique. »
Ainsi, soutient-il, une grande partie du réacteur lui-même peut être construite hors site dans des usines, les pièces finies étant ensuite transportées par route pour être assemblées, réduisant ainsi considérablement les risques de construction.
Un autre facteur majeur en faveur de TerraPower est que son fondateur Bill Gates a les moyens financiers nécessaires et que le projet ne dépend pas de la levée de fonds sur les marchés publics.
TerraPower a levé près d'un milliard de dollars de financement privé et a obtenu des engagements du gouvernement américain pour fournir jusqu'à 2 milliards de dollars pour les travaux de construction de la centrale Natrium.
Et, en plus d'être soutenue par Gates, actuellement le neuvième homme le plus riche du monde, PacifiCorp, la société de services publics détenue par Berkshire Hathaway, la société d'investissement appartenant à Warren Buffet, le dixième homme le plus riche du monde, s'est engagée à utiliser le réacteur Natrium pour au moins une partie de ses besoins énergétiques.
Selon Tokpinar, Bechtel travaille avec TerraPower en tant que partenaire d'ingénierie, d'approvisionnement et de construction depuis le début du projet dans le but de changer la façon dont les projets nucléaires dans le monde sont construits afin de les rendre plus rapides, moins chers et plus sûrs.
« Parfois, ce qui se passe lorsqu’un grand projet nucléaire est planifié, c’est que l’entreprise technologique va de l’avant et le conçoit � puis vous vous mobilisez sur le site et vous découvrez que la conception n’est pas réalisable », dit-il.
Tokpinar le sait très bien. Il vient tout juste de devenir le quatrième entrepreneur à participer à la construction des unités 3 et 4 de la centrale électrique Alvin W. Vogtle près de Waynesboro en Géorgie, une centrale nucléaire traditionnelle AP1000 qui aurait au moins sept ans de retard et dont les coûts auraient doublé pour atteindre plus de 34 milliards de dollars.
Les leçons de Vogtle
« L’usine Vogtle 3 et 4 est riche d’enseignements pour l’industrie », déclare Tokpinar. « Dans le cadre du projet Natrium, nous avons participé à la conception de l’usine dès le premier jour. Nos équipes de construction, qui ont beaucoup d’expérience de l’usine Vogtle et d’autres usines, travaillent avec les ingénieurs concepteurs pour examiner la conception afin de s’assurer qu’elle peut être construite facilement et qu’il n’y aura pas de problèmes de construction sur le site lorsque nous nous mobiliserons. Cela peut vraiment faire la différence. »
En plus de s’impliquer dès le début dans le processus de conception, Tokpinar explique également que les équipes de construction travaillant sur Natrium tentent de contourner les problèmes complexes liés aux licences nucléaires en séparant la conception du réacteur en deux parties distinctes : la partie où se produit la réaction nucléaire et la partie où les turbines à vapeur produisent de l’électricité. Cela signifie que les travaux de construction sur la partie non nucléaire de la centrale peuvent se poursuivre indépendamment des formalités administratives liées aux licences nucléaires.

« La conception de Natrium permettrait de séparer les sites en deux segments », explique Tokpinar. « Il y a un îlot nucléaire où la chaleur est générée, et cette chaleur est transportée par des tuyaux de sel fondu vers l’îlot énergétique où l’on peut stocker cette énergie dans un réservoir de stockage, puis la convertir en énergie qui alimente des turbines à vapeur conventionnelles pour produire de l’électricité. Cet îlot énergétique peut être construit comme une centrale à gaz à cycle combiné conventionnelle, de sorte que la facilité de construction de la partie secondaire est sensiblement différente de celle des centrales nucléaires conventionnelles. »
Tokpinar a également indiqué que Bechtel envisageait d’accélérer la construction et de maîtriser les coûts en mettant en œuvre les types de plateformes de livraison numérique qu’elle utilise déjà sur d’autres grands projets de construction, mais qu’elle n’a pas encore pu mettre en œuvre sur les chantiers nucléaires. À cette fin, l’entreprise est en train de qualifier sa plateforme de livraison numérique dans le cadre de son programme d’assurance qualité nucléaire et s’est engagée à construire le projet Natrium de manière entièrement numérique, sans aucun support papier.
« Si vous vous rendez sur un chantier de construction nucléaire et que vous regardez la quantité de paperasse, vous serez submergé », dit-il. « Les inspections de qualité de construction sont d’une importance capitale � en raison des aspects liés à la sécurité de la construction nucléaire. Mais la paperasse elle-même ralentit tout le monde parce que vous courez après des volumes et des volumes de papier. Mettre toutes ces informations sur une plateforme numérique pour permettre à nos ingénieurs de terrain de contrôler et de gérer les flux de travail � y compris la signature de documents avec les tablettes � rationalise tout. C’est un changement de paradigme. Cela signifie que les ouvriers n’ont plus besoin de parcourir des milliers de documents, ce qui leur donne plus de temps pour utiliser les outils et augmente la productivité. Cela réduira le besoin de nombreux postes dont le travail consistait à faciliter toute cette paperasse. »
Tokpinar estime qu'au milieu de la construction, environ 10 000 personnes travaillaient sur la centrale Vogtle de deux unités à l'échelle du gigawatt, dont environ 7 000 professionnels. En comparaison, le projet Natrium, beaucoup plus petit et de taille unique, à l'échelle du mégawatt, devrait atteindre un maximum d'environ 1 600 travailleurs sur le chantier.
Néanmoins, Tokpinar dit que l’un des plus grands défis qu’il anticipe pendant la construction est de trouver suffisamment de professionnels qualifiés pour travailler sur le site.
« Si vous me demandez, d’un point de vue technique, quel est votre plus grand défi, je dirais qu’aux États-Unis, il s’agira de la main-d’œuvre qualifiée en général », dit-il. « La bonne nouvelle, c’est que pour le projet Natrium, nous n’avons besoin que de 1 600 personnes et non de 10 000, mais cela reste un défi. Nous effectuons des enquêtes sur la main-d’œuvre chaque année pour comprendre quels autres projets pourraient être prévus dans un rayon de 160 à 320 km et nous mettons en place des programmes pour inciter davantage de personnes à se lancer dans des métiers artisanaux, mais il y a encore un écart. »
Pour Tokpinar et de nombreux autres promoteurs des SMR, la seule façon pour les entrepreneurs de réduire les coûts de construction et de respecter le calendrier est de construire suffisamment de projets similaires pour les rendre routiniers et prévisibles.
Créer un marché pour le nucléaire
Selon lui, les entreprises occidentales qui tentent de construire des SMR, comme TerraPower et Bechtel, sont désavantagées par rapport à leurs rivales contrôlées par l'État en Russie et en Chine, où de plus en plus de projets sont en cours. Actuellement, après l'achèvement du projet Vogtle, aucun nouveau réacteur nucléaire n'est en construction aux États-Unis.
« Les projets initiaux seront coûteux », admet-il. « Mais vous ne pouvez développer une industrie robuste que si vous disposez d’un arriéré et d’un pipeline de projets initialement financés ou parrainés par le gouvernement. Ensuite, l’industrie se développe, qu’il s’agisse de votre chaîne d’approvisionnement ou de vos entrepreneurs en construction. Si vous ne construisez qu’un seul projet tous les dix ans, il est presque impossible de développer une chaîne d’approvisionnement et une main-d’œuvre saines. »
« C’est ce que la Chine et la Russie ont fait », ajoute Tokpinar. « La Chine a construit 20 à 25 projets nucléaires en même temps au cours des 15 dernières années. On ne peut apprendre que par la réplication, ce qui signifie que vous terminez un projet, que vous transférez ces équipes et ces professionnels sur le chantier suivant, puis sur le deuxième et le troisième. À chaque fois, vous obtenez des améliorations significatives. Lorsque vous arrivez au sixième ou au huitième, vous améliorez les coûts inédits de 30 à 40 %. C’est seulement à ce moment-là que vous atteignez un niveau où vous êtes compétitif. »
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