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Aug 29, 2023

Les réacteurs nucléaires sont une solution énergétique propre pour le secteur maritime civil

L’énergie nucléaire a toujours été utilisée pour propulser les navires militaires américains, mais pas les navires civils. Patrick Pennella, Alex Polonsky et Jane Accomando expliquent comment l'innovation dans la technologie nucléaire

L’énergie nucléaire a toujours été utilisée pour propulser les navires militaires américains, mais pas les navires civils. Patrick Pennella, Alex Polonsky et Jane Accomando expliquent comment l'innovation dans la technologie nucléaire fournit une solution énergétique sûre et propre.

Bien que l’énergie nucléaire ait été utilisée avec succès pour alimenter les navires militaires américains depuis les années 1950, son utilisation à des fins maritimes civiles n’a jamais évolué au-delà de quelques conceptions expérimentales. Les coûts d’investissement initiaux élevés et les préoccupations concernant la sécurité ont empêché l’énergie nucléaire destinée à la flotte maritime civile d’atteindre un niveau critique.

Cependant, les innovations dans la technologie nucléaire, combinées à une volonté de décarboner l’industrie maritime civile, offrent désormais la possibilité de revitaliser le concept à des coûts commercialement viables.

La marine américaine a employé des dizaines de navires de guerre à propulsion nucléaire sans aucun événement majeur en matière de sécurité lié aux réacteurs. Les États-Unis, cependant, n’ont construit qu’un seul navire marchand à propulsion nucléaire : le NS Savannah, une preuve de concept. Navire hybride de fret et de passagers, le Savannah a fonctionné avec succès de 1959 à 1972, mais sa capacité limitée de fret et de passagers a rendu la poursuite de son exploitation peu rentable.

L’intention derrière Savannah était simplement de prouver le concept. Et c’est ce qui s’est produit. Plusieurs autres pays ont exploité avec succès des navires civils expérimentaux à propulsion nucléaire, mais, comme ce fut le cas aux États-Unis, leur adoption à grande échelle n'a jamais eu lieu.

La propulsion nucléaire a toujours présenté plusieurs avantages clés par rapport aux sources de combustible conventionnelles.

Premièrement, les navires à propulsion nucléaire peuvent passer des années sans être ravitaillés. Même si les navires conventionnels peuvent généralement se ravitailler en même temps que les opérations de fret, les propriétaires de navires nucléaires pourraient moins s'inquiéter de la volatilité des prix du carburant puisque le prix de l'uranium n'est pas aussi volatil que celui du pétrole. Dans le même ordre d’idées, le coût d’investissement initial élevé d’un réacteur nucléaire peut être compensé par le coût constant de la consommation de combustible, qui pour un grand porte-conteneurs peut dépasser 3 millions de dollars par mois.

Deuxièmement, la densité énergétique du combustible nucléaire élimine le besoin de stocker des millions de gallons de fioul. Cet avantage élimine le compromis traditionnel entre le stockage du carburant et l’espace de chargement. Les navires nucléaires peuvent réutiliser l’espace occupé par les réservoirs de carburant pour le fret.

Même en tenant compte du blindage nécessaire, par rapport à un grand porte-conteneurs à propulsion conventionnelle, un navire à propulsion nucléaire de taille similaire pourrait contenir davantage de conteneurs d'expédition standard et fonctionner à des vitesses plus élevées.

De même, sur les navires à propulsion nucléaire, il n'y aurait pas de réservoirs de carburant susceptibles de se rompre en cas d'accident maritime, empêchant ainsi le rejet de milliers de barils de fioul dans des environnements littoraux sensibles et les coûts de réhabilitation associés.

Une étude de juillet 2023 de l’American Bureau of Shipping a confirmé ces deux premiers points. Basée sur un modèle, l’étude a révélé que l’utilisation de deux réacteurs rapides de 30 MW sur un grand porte-conteneurs augmenterait la capacité de chargement et la vitesse de fonctionnement.

Dans une autre configuration, l’utilisation de quatre microréacteurs à caloduc de 5 MW sur un grand pétrolier réduirait la capacité de chargement mais augmenterait la vitesse opérationnelle. Et, dans les deux exemples, le carburant pourrait durer 25 ans, soit la durée de vie opérationnelle typique d’un navire commercial.

Troisièmement, le carburant conventionnel est le fioul de soute, et il émet des sous-produits de combustion tels que du dioxyde de carbone et des particules. Alors que les réglementations environnementales concernant les émissions se durcissent à l’échelle mondiale, l’énergie nucléaire offre une source fiable d’énergie propre et sans carbone.

Les progrès récents dans la technologie des réacteurs nucléaires améliorent la compétitivité des navires à propulsion nucléaire. L’avènement des réacteurs micro et petits modules offre une conception standardisée qui peut réaliser des économies d’échelle pour rendre les SMR rentables. Bien que ces modèles soient destinés à la production d’électricité à terre, leur taille et leur standardisation les rendent adaptés à une utilisation sur des navires commerciaux.

Le nombre élevé de grands navires commerciaux crée un potentiel de déploiement de masse, créant des avantages grâce à des économies d'échelle, une formation standardisée des opérateurs et des chaînes d'approvisionnement stables.