Méfiez-vous des moussées de chaleur: Les avantages des réacteurs à sels fondus en Arabie Saoudite
Une étude menée par des chercheurs de l’Université King Abdullah pour les Sciences et la Technologie (KAUST) et de l’Institut des Technologies Nucléaires de la ville du Roi Abdulaziz pour les Sciences et la Technologie a esquissé un avenir où les « réacteurs à sels fondus » – en tant que technologie nucléaire prometteuse et avancée – deviendraient un élément central dans le plan de l’Arabie Saoudite visant à diversifier ses sources d’énergie et à atteindre la durabilité.
La étude, publiée dans la revue « Nuclear Engineering and Technology », explore la faisabilité et les potentialités de la mise en œuvre des réacteurs à sels fondus dans le royaume, tout en mettant en lumière leurs avantages techniques, environnementaux et économiques par rapport aux méthodes de production d’énergie traditionnelles. Les chercheurs insistent sur le rôle central que ces réacteurs pourraient jouer.
Comment fonctionnent ces réacteurs ?
Les réacteurs à sels fondus sont un type de réacteurs nucléaires avancés qui utilisent des sels fondus comme fluide de refroidissement et comme moyen de transporter le combustible nucléaire.
Dans une déclaration à Al Jazeera, Ali Abdu, chef du département de génie nucléaire de Helion Energy à Seattle, explique leur fonctionnement en plusieurs étapes :
- Premièrement, lorsqu’un matériau fissile comme l' »uranium 235″ ou l' »uranium 233″ absorbe un neutron, il se divise en atomes plus petits, libérant de l’énergie sous forme de chaleur, ainsi que d’autres neutrons qui peuvent provoquer d’autres réactions de fission.
- Deuxièmement, la réaction de fission génère une grande quantité de chaleur qui est transportée par le sel fondu, qui peut fonctionner à des températures très élevées (500-700 degrés Celsius ou plus), permettant un transfert thermique efficace.
- Troisièmement, le mélange de combustible salin fondu passe par un échangeur de chaleur, où la chaleur produite par la fission nucléaire est transférée à un circuit secondaire, permettant de produire de la vapeur qui entraîne les turbines connectées aux générateurs, convertissant ainsi l’énergie thermique en énergie électrique.
Clé pour diversifier l’énergie et atteindre la durabilité
Ces réacteurs, comme le décrit l’étude, pourraient jouer un rôle significatif dans la réalisation des objectifs de la Vision 2030 du Royaume d’Arabie Saoudite. Les chercheurs soulignent qu’« à l’inverse des réacteurs nucléaires traditionnels, les réacteurs à sels fondus utilisent un mélange liquide de sels comme combustible et fluide de refroidissement, offrant ainsi une sécurité et une efficacité accrues ». Cette technologie pourrait transformer le paysage énergétique du royaume, en fournissant une source d’énergie propre et efficace tout en réduisant l’impact environnemental négatif de la production d’énergie.
Selon l’étude, ces réacteurs offrent des avantages considérables par rapport aux techniques de production d’énergie conventionnelles, notamment une plus grande efficacité dans la consommation de combustible, une réduction des déchets radioactifs et des coûts opérationnels plus bas à long terme.
De plus, la flexibilité des réacteurs nucléaires à sels fondus dans l’utilisation de différents types de combustible nucléaire, y compris le thorium, accroît leur attractivité pour une production d’énergie durable.
D’un point de vue environnemental, ces réacteurs produisent moins de déchets radioactifs à longue durée de vie comparativement aux réacteurs nucléaires traditionnels, ce qui en fait une option plus propre et plus sûre pour la production d’énergie, en accord avec les objectifs du royaume pour un avenir énergétique plus vert.
Il est également essentiel de noter qu’il n’y a pas de risques majeurs d’explosions dans ces réactions, car elles fonctionnent « sous basse pression ». Contrairement aux réacteurs refroidis à l’eau traditionnels, les réacteurs à sels fondus opèrent à des pressions basses, réduisant ainsi considérablement le risque d’explosions sous haute pression.
Défis et opportunités
Bien que cette étude reconnaisse de nombreux avantages, elle souligne également qu’il existe des obstacles techniques à surmonter, notamment le développement de matériaux capables de résister aux conditions extrêmes de fonctionnement des réacteurs nucléaires à sels fondus.
Cependant, les chercheurs estiment que l’investissement croissant de l’Arabie Saoudite dans la recherche et le développement est prometteur pour relever ces défis. Grâce au soutien des institutions de recherche et des entreprises énergétiques de premier plan, le royaume est bien équipé pour stimuler l’innovation dans ce domaine.
Selon l’étude, « l’adoption de la technologie des réacteurs nucléaires à sels fondus pourrait non seulement positionner l’Arabie Saoudite en tant que leader dans le domaine de l’innovation énergétique nucléaire, mais aussi ouvrir la voie à la création d’emplois significatifs, diversifier l’économie et établir une infrastructure énergétique plus propre et plus flexible ».
Une tendance inévitable
En plus des avantages environnementaux et économiques proposés, Ali Abdu déclare qu’« il n’y a pas d’alternative à la diversification des sources d’énergie ». Il insiste sur le fait que les appels à abandonner les combustibles fossiles sont irréalistes et ne se réaliseront pas.
« Le monde se dirige vers la diversification, de sorte que les combustibles fossiles demeurent un élément dans l’équation énergétique. Leur dépendance pourrait diminuer au profit de solutions moins polluantes, notamment l’énergie nucléaire, mais ils resteront présents », explique-t-il.
Il a également noté que la Chine construit actuellement 100 réacteurs nucléaires, et de nombreuses grandes entreprises américaines se tournent vers l’énergie nucléaire, après avoir constaté les difficultés à s’appuyer sur des sources d’énergie renouvelable telles que l’énergie solaire et éolienne.
« De telles sources nécessitent, pour être pratiques, une révolution dans les moyens de stockage d’énergie afin de permettre une utilisation durant les périodes de surplus », ajoute-t-il. « En revanche, l’énergie nucléaire offre une solution permanente pour la production d’énergie qui n’est pas liée aux conditions changeantes ».
Ali Abdu conclut que « l’Arabie Saoudite possède la puissance financière nécessaire pour supporter les coûts de construction de réacteurs à sels fondus. Cependant, le défi pourrait être technique, nécessitant des accords avec des pays pionniers dans ce type d’énergie pour transférer cette technologie. La bonne nouvelle est que le royaume dispose désormais d’institutions de recherche de premier plan, comme l’Université King Abdullah pour les Sciences et la Technologie (KAUST) ».
Bien que la construction d’une grande installation nucléaire ne pose pas de problème pour le royaume, des solutions sont mises en œuvre pour surmonter les obstacles financiers.
« De nombreux designs de réacteurs à sels fondus sont modulaires, permettant de construire des installations plus petites. Au lieu de construire une grande centrale nucléaire centrale d’un seul coup, ce qui pourrait être coûteux et long, les conceptions modulaires permettent de construire des réacteurs plus petits, et les installations peuvent être étendues au fil du temps en ajoutant davantage d’unités à mesure que la demande en énergie augmente. Cette approche progressive permet aux opérateurs de commencer par un investissement plus petit et d’augmenter progressivement la capacité sans nécessiter de coûts initiaux énormes », conclut-il.