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Bientôt des "mini" réacteurs nucléaires pour faire tourner nos datacenters ?

05 janvier 2023 à 12h40
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c'est beau des serveurs la nuit © Shutterstock
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Internet est devenu incontournable, tant de nombreux aspects de notre société dépendent de lui et de l'infrastructure qui le supporte.

Mais cette dépendance a un coût énergétique colossal, qui engendre logiquement un poids carbone lui aussi colossal. En effet, les datacenters représenteraient, à eux seuls, entre 2 à 3 % de la consommation d’énergie dans le monde. Ayant besoin d’un apprivoisement stable et sûr, la plupart d'entre eux utilisent des énergies fossiles. Il n’est donc pas surprenant de voir émerger des solutions moins polluantes pour les alimenter.

Des réacteurs déjà utilisés dans les sous-marins nucléaires

Utiliser le solaire ou l'éolien, immerger des infrastructures dans l'océan ou les implanter dans des zones au climat plus « frais » pour dépenser moins d'énergie : les idées pour décarboner les centres de données sont nombreuses. Mais les plus massifs d'entre eux consomment tellement d'énergie que ces propositions sont bien plus difficiles à mettre en œuvre. Une centrale au gaz, au pétrole ou au charbon reste ce que l'industrie de l'énergie a de mieux à offrir pour ce genre de structure à pareille échelle. C’est du moins un consensus qui prévaut. Cependant, les analystes d’un cabinet d'études britannique, Omdia, ont une autre idée derrière la tête.

L'industrie du nucléaire ne se résume pas à la fabrication de grandes centrales électriques. Pour faire fonctionner certaines industries, mais surtout les sous-marins et les porte-avions nucléaires, on utilise des PRM (pour Petit Réacteur Modulaire). Relativement fiables et sûrs, ils pourraient alimenter des datacenters pendant une dizaine d'années sans avoir à être ravitaillés, mais de nouveaux concepts pourraient étendre cette période à plus de trente ans. Avec un coût de fonctionnement et de consommation qui devrait atteindre le niveau du gaz et de l'éolien (du moins aux États-Unis), les PRM pourraient devenir incontournables.

Une solution bientôt applicable, mais non dénuée d'implications

En dehors d'un vaisseau de guerre, ces réacteurs relativement petits peuvent occuper un espace plutôt important, ce qui les rendrait surtout viables pour les plus grands des grands datacenters. Pour les plus petits, Omdia recommande de s'associer aux industries locales pour utiliser le surplus éventuel d'énergie produite. Aux États-Unis, la Commission de régulation du nucléaire a donné son feu vert à une telle utilisation des PRM. Toutefois, cela ne devrait pas se produire avant les dix ou quinze prochaines années, ce qui laisse une légère marge de temps à d'autres solutions, comme les énergies renouvelables, pour se développer et s’installer.

En effet, si l'usage de ces réacteurs réduirait considérablement l'empreinte carbone des datacenters, elle impliquerait un autre grand inconvénient : celui des déchets, qu'ils produisent en plus grande quantité qu'un réacteur de centrale. Les sous-produits de l'industrie nucléaire subsistent très longtemps, jusqu'à plusieurs milliers d'années. À ce jour, le meilleur moyen de s'en débarrasser est de les stocker sous terre jusqu'à ce qu'ils perdent en dangerosité. L’usage du nucléaire n’est jamais inoffensif, mais pour certains, le choix entre déchets nucléaires et pollution carbone est inévitable. Face à l'ampleur et à l'importance d'Internet, le choix n'est-il pas déjà fait ?

Source : Techradar

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sylvebarbe78
Les déchets n’auraient plus été un problème si l’Etat n’avait pas abandonné le projet ASTRID qui permettait de recycler à 100% ces derniers. Hélas nous sommes dirigés par des guignols à vue étroite et vision à court terme.
SPH
Il faudrait rouvrir une centrale nucléaire !
nicgrover
On charge tous les déchets nucléaires sur une fusée et direction le soleil. Ils seront détruits avant de toucher l’étoile…<br /> Je dépose le brevet…
Goodbye
L’idée est la depuis longtemps et effectivement ce serait une bonne solution, mais tout le monde sait aussi que ce n’est pas réalisable pour une seule raison :<br /> Et si la fusée à un problème ?<br /> Avec un système de catapult, pourquoi pas un jour
phoenix2
Avec la guerre en Ukraine, si ça dure encore longtemps, il en faudrait des dizaines.
Kratof_Muller
La catapulte serait pire<br /> C est un lancement avec accélération quasi instantanée, pour quitter l atmosphere, la catapulte devrait éjecter son chargement entre 20 et 40 000 kmH, à cette vitesse le chargement serait désintégré en quelques dizaines de km en plein atmosphère.<br /> Ou alors il nous faudrait une montagne d environ 100km d altitude pour placer votre catapulte, à cette hauteur la densité atmosphérique est faible et il serait peut être possible d y atteindre la vitesse d éjection désirée sans que tout brule.
merotic
Mais? Ces déchets sont à la base du nucléaire présent dans les sols depuis la formation de la terre.<br /> L’extraction et l’utilisation de ces terres très irradiées les rend moins nocives une fois consommées dans les réacteurs, n’est-ce pas?<br /> Alors pourquoi ne pas remettre les restes non consommés à leur place d’origine puisque c’est de là qu’ils viennent?<br /> Je ne comprends pas que l’on s’inquiète du stockage d’une matière qu’on a rendue moins nocive que lors de son extraction.<br /> Ce serait logique de retourner les restes dans leur sol d’origine.
Goodbye
Je n’ai pas dit que c’était faisable aujourd’hui, je trouvais juste la méthode moins risquée qu’une fusée à combustion classique (explosion au sol, en l’air, déviation, ne répond plus, chute incontrollable etc etc…), mais concrètement, j’en sais rien ce n’est pas mon domaine.<br /> J’avais vu un reportage sur les catapult et effectivement il y encore beaucoup de problèmes à régler avec que cela soit potentiellement utililisable un jour.
SPH
Oui, j’entendais bien.<br /> Au moins une pour les datacenters
Bombing_Basta
Je t’invite à te renseigner un peu sur la fission nucléaire car ce que tu dis est complètement faux.<br /> Ce qui est présent dans la croute terrestre, c’est de l’uranium, relativement faiblement radioactif, et bien à l’abris dans du minerais (comme le granit).<br /> On extrait cet uranium, on le concentre, on l’enrichis, puis on le casse atomiquement dans des réacteurs, il en résulte des dizaines d’éléments atomiques différents, bien plus dangereux que l’uranium naturel (comme le plutonium, ou le césium), et dont le confinement à long terme est bien plus problématique que de laisser le minerais d’origine tranquile.
Bombing_Basta
Alors d’une part, aucun réacteur à fission ne permet de « recycler » 100% des déchets nucléaire.<br /> Pouvoir utiliser l’uranium 238 et le plutonium (déchet voulu pour faire des bombes), « déchets » dont on dispose en masse après plus de 50 ans de nucléaire, ce n’est pas « recycler 100% des déchets », c’est pouvoir utiliser ces déchets particuliers qui représentent une partie seulement des déchets provenant des récteurs en fonctionnement actuellement, mais en sortie du réacteur astrid, y’aura d’autres déchets.<br /> D’autre part, utiliser des milliers de tonnes de sodium comme liquide caloporteur, donc chauffé à bloc, c’est pas la meilleure idée du siècle hein.<br /> On devrait plutôt se concentrer sur le thorium, et les réacteurs à sels fondus, capables eux aussi de « recycler 100% des déchets » et bien plus « propres » et sûrs.<br /> Dis moi au passage, tu crois à ce bonimensonge d’areva qui affirme recycler 96% du combustible nucléaire usager ?<br /> Ça m’étonnerait pas vu ton commentaire…
tfpsly
Bombing_Basta:<br /> Alors d’une part, aucun réacteur à fission ne permet de « recycler » 100% des déchets nucléaire.<br /> Non, mais une bonne partie des plus dangereux oui.<br /> Bombing_Basta:<br /> D’autre part, utiliser des milliers de tonnes de sodium comme liquide caloporteur, donc chauffé à bloc, c’est pas la meilleure idée du siècle hein.<br /> Les écolos ont en effet soulevé ce problème de sécurité, en cas d’incendie c’est pas arrétable etc… Sauf qu’il y a déjà eu des incendie sur de tels système de refroidissement dans des surgénérateurs, sans pb. C’est parfaitement utilisable (et encore utilisé de nos jours).<br /> Bombing_Basta:<br /> On devrait plutôt se concentrer sur le thorium, et les réacteurs à sels fondus, capables eux aussi de « recycler 100% des déchets » et bien plus « propres » et sûrs.<br /> Oui c’est une filière intéressante. Mais qui n’a pas été démontrée en prod, seulement en prototypes : on ignore si les sels fondus ne vont pas causer des pbs de corrosion à long terme.
balabamba
entièrement d’accord… quant aux déchets nucléaires, rectifions un peu les fantasmes : plus les déchets sont à vie longue, plus vite ils perdent leur radioactivité… la masse totale de déchets radioactifs de haute activité à vie longue qui représentent 95 % de toute la radioactivité générée par l’énergie nucléaire en France est de moins de 10 tonnes. Cela tiendrait facilement dans un camion ! On peut décliner ce chiffre de multiples façons. dans les réacteurs à neutrons rapides tel Astrid et autrefois superphenix, les déchets produits sont d’environ 10kg par an pour un tel réacteur…
balabamba
Trois anciens étudiants du MIT (Russ Wilcox, Mark Massie et Leslie Dewan) ont conçu un réacteur nucléaire capable de produire d’énormes quantités d’électricité rien qu’en consumant les déchets radioactifs issus des centrales conventionnelles, tout en réduisant leur durée de vie radioactive. Pour promouvoir cette solution, ils ont créé en 2010 leur entreprise : Transatomic Power.<br /> Pour comprendre comment ils s’y sont pris, il est nécessaire de rappeler que les centrales nucléaires classiques ne sont en mesure d’extraire qu’une infime partie de l’énergie contenue dans l’uranium, en moyenne 3 à 5 %. C’est justement cette caractéristique qui rend les déchets nucléaires aussi dangereux : l’énergie qu’ils renferment est considérable.<br /> En exploitant cette énergie résiduelle, la technologie de Transatomic Power permettrait de multiplier par 75 l’électricité produite par tonne d’uranium extrait.<br /> Et ce tout en réduisant la durée de vie radioactive des déchets de plusieurs centaines de milliers d’années à quelques centaines d’années. Certes, on pourra objecter que c’est encore trop, mais une division par 1000 de la durée de conservation des déchets ce n’est pas rien en matière de coût sur le long terme ! Loin s’en faut…<br /> La conception design du réacteur est basée sur d’anciennes recherches américaines datant des années 1950 et 1960. Époque à laquelle les réacteurs à sels fondus avaient été envisagés pendant un temps avant d’êtres abandonnés au profit des réacteurs à eau pressurisée, devenus la norme partout dans le monde depuis les années 1980.<br /> L’équipe de Transatomic Power a amélioré l’idée de départ en modifiant certains des matériaux employés. Un modérateur en hydrure de zirconium au lieu du graphite entraîne une réduction de la taille et donc du coût de construction du réacteur. Et en remplaçant le Flibe par des fluorures de lithium et d’uranium, la combustion d’un uranium très faiblement enrichi devient possible.<br /> Cela a deux conséquences majeures sur le fonctionnement du réacteur à sels fondus.<br /> D’une part, étant miniaturisé, il peut désormais être construit à côté des centrales existantes, afin de s’alimenter en déchets nucléaires directement à la source. Ce qui éviterait le fort problématique transport des déchets d’un endroit à un autre…<br /> D’autre part, lorsqu’il n’a plus de déchets à sa disposition, il fonctionne sur le même modèle que les réacteurs conventionnels, à la différence qu’il accepte de l’uranium enrichi à moins de 2 %. Et si jamais l’uranium venait à manquer, le réacteur peut aussi être alimenté en thorium !<br /> Avec les centaines de milliers de tonnes de déchets nucléaires déjà stockées, les futurs réacteurs de Transatomic Power seraient en mesure de produire assez d’électricité pour la planète entière pendant 72 ans au rythme actuel de consommation. Sans même compter les déchets nucléaires qui seront produits d’ici là et l’uranium encore disponible dans le sous-sol ! Quant au thorium, les ressources sur Terre sont suffisantes pour les milliers d’années à venir.<br /> Côté prix, ces ingénieurs-entrepreneurs pensent pouvoir abaisser le coût de production de l’énergie nucléaire d’au moins un tiers en se basant sur l’architecture habituelle des centrales, ce qui rendrait l’électricité nucléaire moins chère que celles issues des centrales à charbon. Associée à la diminution du coût du stockage/retraitement des déchets et d’autres innovations, cette technologie pourrait engendrer d’ici quelques années des économies bien plus importantes encore, réduisant le coût de l’électricité nucléaire de moitié voire davantage.<br /> Bref, ils mettent à notre disposition une solution qui nous débarrasse des déchets nucléaires, et qui est susceptible de produire massivement de l’électricité bon marché.
Bombing_Basta
tfpsly:<br /> Sauf qu’il y a déjà eu des incendie sur de tels système de refroidissement dans des surgénérateurs, sans pb. C’est parfaitement utilisable (et encore utilisé de nos jours).<br /> À ma connaissance y’en a eu un, et le réacteur a été inutilisable pendant 15 ans…<br /> Il a produit de l’élec pendant 1h sur 22 ans d’existance, pour presque 9 milliards d’euros.<br /> fr.m.wikipedia.org<br /> Centrale nucléaire de Tsuruga | Monju<br /> Monju est un réacteur à neutrons rapides et à caloporteur sodium japonais de 246 mégawatts électriques en cours de démantèlement. Sa construction avait commencé en 1985 et s'est achevée en 1991. Il a été mis en service en 1994 puis définitivement abandonné en décembre 2016, après avoir fonctionné seulement 250 jours pendant ces 22 années, pour un coût total de 8 milliards d’euros. Son nom fait référence à Manjushri.<br /> Le réacteur de Monju est le premier réacteur à neutrons rapides (RNR) construit ...<br /> tfpsly:<br /> Oui c’est une filière intéressante. Mais qui n’a pas été démontrée en prod, seulement en prototypes : on ignore si les sels fondus ne vont pas causer des pbs de corrosion à long terme.<br /> Aux USA un tel réacteur a eu une activité cumulée de 1,5 ans, et est considéré comme un succès complet.<br /> Si ce type de réacteur n’a pas été privilégié à la base (et ne l’est toujours pas ?) c’est qu’il n’est d’aucune utilité militairement parlant.<br /> Enfin, quitte à faire des essais, des démonstrateurs, autant partir sur ce type de réacteur plutôt que sur des superphénix like (ce qu’est astrid) avec tous les désavantages qu’ils ont.
Bisps
Bonsoir<br /> Je n’avais pas connaissance de cette création, je vais faire des recherches car cette solution, bien que très intéressante, me semble trop belle.
tfpsly
Bombing_Basta:<br /> À ma connaissance y’en a eu un, et le réacteur a été inutilisable pendant 15 ans…<br /> Il a produit de l’élec pendant 1h sur 22 ans d’existance, pour presque 9 milliards d’euros.<br /> Oui. Son non-fonctionnement pendant toutes ces années est du à des décisions politiques + recours en série, pas à des pb technique. Ce réacteur a été inutilisé, pas inutilisable pendant 15 ans. <br /> Bombing_Basta:<br /> Aux USA un tel réacteur a eu une activité cumulée de 1,5 ans<br /> Oui mais ce n’est pas suffisant pour voir les pbs de corrosion à long terme. Si tu regardes mes messages passés sur le nuke, tu verras que je suis très intéressé par le thorium et que j’en ai beaucoup parlé. J’espère, mais suis pas sûr, que ce soit une solution valide.<br /> Sur le nucléaire, les surgénérateurs, et le gâchis FR, il est intéressant de regarder l’interview par la commission d’enquête « Souveraineté et indépendance énergétique de la France » de l’A.N. de Yves Bréchet, ancien Haut-commissaire à l’Énergie atomique et Membre de l’Académie des sciences (29 nov 2022) - mais c’est un peu long, 2h environ
UncleJul
Regarde cette vidéo sur youtube concernant l’envoi des déchets dans l’espace, en anglais mais super bien fait. Mais pour résumer la production annuelle est tellement importante que ce ne serait pas viable.<br />
julla0
lol
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