Extrait du dossier "SMR : Small Modular Reactor ou Small Mythical Reactor ?"
La Gazette Nucléaire n°302 de mai 2024 :

L'Akademik Lomonosov basé à Pevek

Introduction avec l'AIEA : « Le KLT-40S est un réacteur à eau sous pression développé pour une centrale nucléaire flottante (FNPP) afin de fournir une capacité [brute] de 35 MWe par module. Il s'agit d'une version avancée du réacteur qui permet l'exploitation à long terme des brise-glaces nucléaires ». La barge (sans propulsion) Akademik Lomonosov est équipée de deux réacteurs d'une puissance thermique unitaire de 150 MWth et permet d'alimenter le réseau électrique (2x30 MWe net, rendement 20%) de la région isolée de Pevek au fin fond de la Sibérie. Construite à Saint-Pétersbourg, c'est après un long voyage vers Mourmansk, où les réacteurs ont été chargés en combustible, que l'Akademik Lomonosov est arrivé à Pevek. A l'issue d'un périple d'environ 9000 km (Cf. ci-dessous), l'unité de production d'électricité « a été connectée au réseau en décembre 2019 et a commencé à fonctionner commercialement en mai 2020 », avec bien du retard sur les prévisions comme nous le verrons plus loin [AIEA, 2022].

L'AIEA a développé la base de données ARIS (système d'information sur les réacteurs Avancé) où l'on trouve des fiches de renseignements de bon nombre de réacteurs. La fiche du KLT-40S a été éditée en 2013.

C'est un petit réacteur à eau sous pression (REP) à quatre boucles. Le coeur est chargé en UO2 enrichi en 235U aux environs de 15% (de 13 à 18,6% selon les sources).

La cuve a une hauteur d'environ 4 m, un diamètre de 2 m et une masse de « 70,5 t ».

Quatre pompes primaires assurent la circulation du fluide primaire de la cuve vers quatre générateurs de vapeur externes. Le module (cuve, pompes, GV) a une masse de 220 t. Il y a deux modules de ce genre sur l'Akademik Lomonosov ainsi que deux turbo-alternateurs pour convertir l'énergie thermique en énergie électrique. Avec toutes les équipements annexes (circuits et diesels de secours, piscine des combustibles irradiés, etc.), il faut tout de même une embarcation de 140 m de long et 30 m de large pour loger l'ensemble de l'installation. La fiche ARIS indique une emprise sur la mer de « 15 000 m2 » avec le quai d'amarrage et un « territoire côtier » de « 8000 m2 » pour les installations basées à terre. [aris.iaea.org/PDF/KLT-40S.pdf]

Navigation de l'Akademik Lomonosov de Saint-Pétersbourg à Pevek avec escale à Mourmansk

Densité surfacique de puissance

Le KLT-40S est bien un small réacteur de par sa taille compacte et de la faible masse de son circuit primaire.

En connaissant la surface des installations et la puissance électrique installée, on peut calculer la densité surfacique de puissance de la centrale. Pour l'Akademik Lomonosov elle est de 70 m2/MWe (140x30=4200 m2 pour 60 MWe).

Comparons avec une grosse centrale nucléaire qui va nous servir d'étalon tout au long de ce dossier. Pioché dans le dernier Rapport annuel du Centre nucléaire de production d'électricité du Tricastin : « La centrale EDF occupe une surface de 55 hectares » [EDF, 2023] pour 3660 MWe de puissance nette installée. La densité surfacique de puissance du site du Tricastin est de 150 m2/MWe. La barge russe est donc à son avantage.

Mais en toute rigueur, il faudrait ajouter l'emprise au sol du territoire côtier qui abritent des installations annexes nécessaires au fonctionnement de l'Akademik Lomonosov (transformateurs électrique, cogénération, etc.) soit 8000 m2. La densité surfacique de puissance de l'installation complète dans le port de Pevek serait alors de 203 m2/MWe.

Planning

Cela va sans dire, mais précisons tout de même qu'en Russie aussi les délais de construction s'allongent en regard des prévisions. Petit retour en arrière. Il y a vingt ans, dans un document de l'AIEA sur le design des projet de SMR, les « années de construction » de la centrale flottante sont estimées à « 4 » [AIEA, 2004].

En réalité, la construction s'est étalée sur treize années comme le fait remarquer Le Monde : « Commencée à Saint-Pétersbourg en 2006, achevée en 2019 à Mourmansk » [Le Monde, 16/08/19].

L'AIEA estimait dans son rapport 2014 sur les SMR que l'exploitation commerciale débuterait en « 2016~2017 » [AIEA, 2014].

Deux années plus tard, lors de la mise à jour de son rapport, l'AIEA enregistrait le report de l'exploitation commerciale pour « 2019-2020 » [AIEA, 2016]. Et les retards engendreront l'explosion des coûts de construction.

Coûts

Petit retour en arrière. Il y a vingt ans, dans un document de 2004 de l'AIEA, l'investissement nécessaire à la construction de la centrale flottante est évalué à « 165 millions de dollars » [AIEA, 2004]. Ramenée à la puissance nette installée, cette somme correspond à 2750 $/kWe installé.

Selon la fiche de l'ARIS (2013), les « Investissements spécifiques pour la construction » sont évalués entre « 3500 et 4000 $/kWe » installé [aris.iaea.org/PDF/KLT-40S.pdf].

En 2019, Le Rapport sur l'état de l'industrie nucléaire mondiale en 2019 (WNISR) donne une estimation du coût de construction : « 37 milliards de roubles (740 M$2015) », soit plus de 12 300 $2015 par kWe installé. « Les retards et le coût élevé ont peut-être conduit Rosatom à conclure qu'il n'y aurait pas de marché pour cette configuration » [WNISR, 2019].

Énergie produite par l'Akademik Lomonossov

Le site « PRIS (Power reactor information sys-tem) » de l'AIEA indique une production cumulée de 0,45 TWh pour les deux réacteurs depuis la mise en service en 2019 avec un taux de disponibilité modeste de l'ordre de 70%. Les facteurs de charge en revanche sont faibles avec respectivement 34% et 22,4% pour les réacteurs 1 et 2 [pris.iaea.org].

Le Monde, 19/4/07:

La Russie a débuté cette semaine la construction de centrales nucléaires flottantes destinées notamment à l'exportation, un projet sans précédent. L'achèvement de la première unité est prévu en 2010 et six autres devraient suivre. Moscou affirme qu'il s'agit d'un moyen sûr et sans risque de prolifération de répondre aux besoins énergétiques des zones les plus isolées ou à l'énorme appétit des économies en pleine croissance, que ce soit en Asie, en Amérique latine ou en Afrique.
Le coup d'envoi des travaux a été donné dans une usine souterraine secrète de la mer Blanche, en présence de l'influent premier vice-premier ministre, Sergueï Ivanov. "De nombreux pays commencent à nous demander quand ils pourront acheter ces centrales", s'est félicité ce dernier.

LE RÉACTEUR DU "KOURSK" SERAIT RESTÉ INTACT
Les centrales flottantes, d'une valeur de 9 milliards de roubles (257 millions d'euros), seront équipées de deux petits réacteurs d'une capacité totale de 70 mégawatts (contre 900 mégawatts pour un réacteur d'une centrale française). Outre la production d'électricité, elles permettront de dessaler l'eau de mer.
Les réacteurs, qui sont les mêmes que ceux des brise-glace, sont suffisamment robustes pour résister à des séismes, assurent les responsables du projet. Ils sont également du même type que celui du sous-marin Koursk, qu'une explosion a envoyé par le fond en août 2000. Ce réacteur était sorti intact, selon Moscou, de la catastrophe qui a coûté la vie à 118 marins.
"Un incroyable procès a été intenté au réacteur [du Koursk], mais, après coup, les experts ont fait savoir qu'il aurait pu redémarrer immédiatement", souligne Sergueï Kirienko, chef du programme nucléaire russe, dans une dépêche de l'agence ITAR-TASS. Les défenseurs de l'environnement, eux, sont inquiets : pour Ivan Blokov, directeur de campagne de Greenpeace Russie, "il s'agit du projet le plus dangereux de la dernière décennie dans le secteur nucléaire". "C'est effrayant, parce ce sera, en gros, une bombe atomique flottante", affirme-t-il.
Parmi les premiers acheteurs de cette centrale flottante, pourraient figurer le monopole d'Etat Gazprom, la région de Tchoukotka, situé à la pointe nord-est de la Fédération de Russie, sur la mer de Bering, ou des pays tels que la Namibie et l'Indonésie, dit-on de sources industrielles.
Vingt ans après l'accident de Tchernobyl, le président Vladimir Poutine a donné l'an dernier le coup d'envoi de la plus importante remise à niveau du secteur nucléaire. L'explosion du réacteur 4 de la centrale ukrainienne, le 26 avril 1986, a considérablement entamé les ambitions russes en la matière. M. Ivanov a ainsi inauguré dimanche le premier sous-marin nucléaire de l'ère post-soviétique.

MOSCOU, 19 avril 2007 - RIA Novosti. La Russie a insisté jeudi sur la sécurité de ses centrales nucléaires flottantes dont elle souhaite lancer la construction en série pour subvenir aux besoins en électricité de ses régions septentrionales.
Les centrales nucléaires flottantes répondent aux normes de la sécurité écologique, radiologique et industrielle, a souligné Konstantin Poulikovski, directeur du Service fédéral de contrôle écologique, technologique et nucléaire (Rostekhnadzor), cité par un communiqué de son administration.
Rostekhnadzor assure la surveillance de tous les projets de centrale nucléaire réalisés en Russie dans toutes les phases, de la conception à la mise en service en passant par le choix du terrain, a assuré le communiqué.
Le 15 avril dernier, la première centrale nucléaire flottante a été mise en cale aux chantiers navals Sevmash, à Severodvinsk, dans le nord de la Russie.
La Russie a l'intention de construire d'ici 2015 une flottille de sept centrales nucléaires flottantes pour régler le vieux problème de l'approvisionnement des régions septentrionales déficitaires en électricité.

MOSCOU (13 juin 2006) - La Russie va construire sa première centrale nucléaire flottante d'ici 2010, a indiqué mardi soir le consortium russe RosEnerAtom, cité par l'agence de presse RIA-Novosti.
"La centrale devrait devenir opérationnelle en octobre 2010 et le projet coûtera 9,1 milliards de roubles (330 millions de dollars)", a déclaré un dirigeant du consortium, Sergueï Obozov, en précisant que l'installation fournirait de l'énergie à l'usine géante de Sevmach, qui construit des sous-marins nucléaires à Severodvinsk (nord), et exporterait un cinquième de sa production.
Selon M. Obozov, la Russie doit créer "une unité de production spéciale pour une station flottante parce qu'il y a une clientèle étrangère dans la région d'Asie-Pacifique".
La Russie projette de construire six centrales nucléaires flottantes dans les années qui viennent, notamment au Kamtchatka, au Choukotka, en Iakoutie et dans la région de Krasnoïarsk.
Cette entreprise sans précédent dans le monde devrait aider à résoudre le problème d'approvisionnement en énergie des régions éloignées du Grand Nord et de l'Extrême-Orient russe.
Le projet aurait dû être lancée en 2003, mais sa mise en oeuvre a traîné faute de financements.

RIA Novosti:

MOSCOU, 12 octobre 2005 - Le consortium russe RosEnergoAtom investira 6 milliards de roubles (plus de 175 millions d'euros) en 5 ans dans la construction de centrales nucléaires flottantes, a annoncé mercredi le porte-parole de RosEnergoAtom Alexandre Polouchkine.
"Nous envisageons de dépenser 6 milliards de roubles pour la construction de centrales nucléaires flottantes dont 1 milliard de roubles (quelque 30 millions d'euros) en 2006", a-t-il indiqué aux journalistes.
En 2006, RosEnergoAtom fera appel à un crédit de 400 millions de roubles (11,6 millions d'euros) à la banque publique chinoise Eximbank. "L'octroi du crédit permettra à la Chine de participer à ce projet", a-t-il souligné. Les chantiers navals chinois de Bohai construiront et équiperont la coque d'un navire destiné à la centrale nucléaire. "Le montant total du contrat passé avec les chantiers navals chinois atteint 71 millions d'euros", a noté M.Polouchkine. Le crédit assorti d'un taux d'intérêt de 2,5% à 5% par an sera remboursé sur les recettes de la future centrale nucléaire. Dans le même temps, le porte-parole a noté que le consortium ne ferait pas appel aux crédits chinois, si le budget russe finançait la construction de la centrale nucléaire flottante en 2006. "Pour le moment, nous n'avons pas signé de contrat avec la banque chinoise". "Nous proposons également des projets de construction de centrales nucléaires flottantes aux États insulaires du Pacifique, qui pourraient les intéresser en tant que source de dessalement d'eau", a conclu M.Polouchkine.

Voir: Les centrales mobiles Pamir

20 novembre 2002:

Une société russe développe un projet de centrales nucléaires flottantes. Objectif : approvisionner en énergie le Nord et l'Est de la Russie, voire d'autres pays asiatiques. Inquiétude des écologistes.

C'est une première mondiale : des promoteurs russes envisagent de construire des micro-centrales nucléaires flottantes. Elles aideraient à résoudre le problème de l'approvisionnement en énergie des régions éloignées du Grand Nord et de l'Extrême-Orient russes.

70 mégawatts de puissance

L'usine Sevmach, constructeur de sous-marins nucléaires, à Severodvinsk, est prête à lancer à partir de l'année prochaine la construction d'une première micro-centrale flottante équipée de deux réacteurs KLT-40C d'une puissance totale de 70 mégawatts (1), a indiqué Evgueni Kouzine, directeur général de la société Malaïa Energuetika, qui met au point le projet.

La micro-centrale ressemblera à un brise-glace et sera transportée sur les lieux de son exploitation par un remorqueur. Elle restera solidement ancrée en mer, près de la côte, pendant toute sa période d'exploitation estimée à 40 ans. Elle fournira non seulement l'électricité, mais aussi le chauffage, à l'aide de tuyaux qui la relieront à une sous-station sur la terre ferme. Egalement à l'étude : une technologie permettant de dessaler l'eau à l'aide de l'énergie nucléaire. Les 60 spécialistes qui exploiteront le réacteur vivront à bord de la plate-forme flottante.

Une plate-forme exportable

Le projet technique a été approuvé par le ministère de l'Energie atomique. Une décision des autorités nucléaires russes est attendue au premier trimestre 2003 pour débloquer le financement. La construction d'une centrale flottante devrait durer cinq ans et coûter l'équivalent de près de 150 millions de dollars. "C'est beaucoup plus rapide et quatre fois moins cher que la construction d'une centrale de la même puissance au sol", assure Evgueni Kouzine. Les villes de Severodvinsk (région d'Arkhangelsk), Pevek (Tchoukotka) et Vilioutchinsk (Kamtchatka) sont d'ores et déjà intéressées.

Les promoteurs vont même plus loin : un tel complexe pourrait être exporté "dans les pays qui possèdent une côte étendue, l'Indonésie, l'Inde, le Pakistan ou la Chine". Et Evgueni Kouzine de rassurer : "pour que le projet ne viole pas nos engagements sur la non-prolifération, nous sommes en train de modifier la composition du combustible qui sera utilisé pour le dessalement, en réduisant le pourcentage de l'uranium enrichi". Plusieurs organisations écologistes dont Bellona et Greenpeace ont critiqué le projet : intérêt économique douteux, danger pour l'environnement et "nouvelle cible pour les terroristes".

(1) Le réacteur KLT-40C utilisé dans des brise-glaces russes est exploité depuis plus de 35 ans dans le Grand Nord. Les plus puissantes centrales nucléaires russes produisent jusqu'à 4.000 mégawatts d'électricité chacune.

MOSCOU, 2 nov 2002 - Le ministre russe de l'Energie atomique a donné son feu vert au projet de construction d'une petite centrale nucléaire flottante sur la mer Blanche dans la région d'Arkhangelsk (nord-ouest de la Russie), a affirmé samedi le gouverneur de cette région, Anatoli Iefremov. L'étude de faisabilité doit être achevée à la mi-2003, selon le gouverneur, cité par Interfax. Les travaux de construction de la centrale, d'un coût de 120 millions de dollars, doivent prendre environ trois ans, selon le responsable. La centrale, la première du genre en Russie, aura une puissance de 70 mégawatts, avec deux réacteurs de 35 mégawatts, ce qui en fera une micro-centrale. La capacité de production des dix centrales nucléaires actuellement en fonctionnement en Russie est en effet d'environ 20.000 mégawatts. Cette centrale flottante sera construite près des chantiers militaires de Severodvinsk, afin d'alimenter ces derniers en énergie. Des experts nucléaires russes avaient dénoncé en mars dernier les risques pour la sécurité d'un tel projet et mis en doute son intérêt économique.

MOSCOU, 14 mars 2002 - Des experts russes de l'énergie atomique se sont prononcés contre les projets de centrales nucléaires flottantes, envisagés par le ministère russe de l'Energie atomique, qui risquent selon eux de déboucher sur une catastrophe écologique.
"Les réacteurs de ces centrales sont beaucoup plus dangereux que ceux de l'industrie atomique traditionnelle", a déclaré Evgueni Simonov, ex-inspecteur de la sécurité nucléaire à l'époque soviétique, lors d'une conférence de presse organisée par la Croix verte, l'organisation écologiste de l'ancien président soviétique Mikhaïl Gorbatchev.
Des centrales nucléaires flottantes doivent théoriquement être installées sur la mer Blanche dans la région d'Arkhangelsk (nord-ouest de la Russie) en 2004 et sur les rives de la Tchoukotka (nord-est de la Sibérie) dès 2003, selon Vladimir Kouznetsov, ancien responsable de la sécurité nucléaire pour la Russie et directeur du programme de sécurité nucléaire à la Croix verte.
Le projet du ministère envisage d'installer dans chacune des deux régions deux réacteurs à eau pressurisée de 35 Mw chacun, sur une grande barge ancrée près de la côte.
Les réacteurs, qui sont utilisés par les brise-glace nucléaires russes, n'ont pas été prévus pour une utilisation à proximité d'une zone peuplée.
"Le constructeur avait lui-même remarqué qu'il fallait les modifier dans cette perspective, car ils ne sont pas assez sûrs", a souligné Alexandre Iablokov, président du Centre de politique écologique, lors de la conférence de presse.
La centrale de la mer Blanche serait située près des chantiers militaires de Severodvinsk, afin d'alimenter ces derniers en énergie, et celle de Tchoukotka près de la ville sibérienne de Pévek.
Mettant en cause l'intérêt économique du projet, les experts de le Croix verte et M. Iablokov s'élèvent aussi contre le secret qui entoure selon eux les plans du ministère russe.
"Les documents que nous avons reçus du ministère de l'Energie atomique sur la sécurité des installations sont très sommaires", a expliqué M. Simonov.
"Le ministère viole la loi russe qui exige que le lancement d'un projet dans ce domaine soit précédé d'une expertise officielle approfondie", a remarqué de son côté M. Iablokov.
Les experts mettent notamment en doute la sécurité du projet. "Si un réacteur de ce type s'emballe, il est beaucoup plus difficile de contrôler la réaction en chaîne qu'avec un réacteur de grande taille, à cause de sa conception", a estimé M. Kouznetsov.

Extrait de Science & Vie n°706, juillet 1976: