TerraPower : un jumeau numérique pour former les opérateurs de Natrium

À Kemmerer, dans le Wyoming, un simulateur numérique grandeur nature est arrivé sur le chantier du réacteur Natrium de TerraPower. Conçu par Curtiss-Wright, le système est un jumeau numérique exact de la future centrale ; il donne aux techniciens leur premier accès concret à ses commandes, bien avant la mise en service du réacteur prévue en 2030.

La formation constitue l'obstacle. Le simulateur fonctionne grâce à un moteur logiciel appelé 3KEYMASTER, qui modélise la physique en temps réel : la circulation des fluides, l'évolution des températures et la réaction du cœur lorsqu'un équipement se déclenche de façon inattendue. Les opérateurs peuvent répéter les exercices d'urgence, tester les actions de sûreté automatisées et cumuler les heures exigées pour les autorisations fédérales d'exploitation, le tout avant le chargement de la moindre assemblée de combustible.

La conception explique ce choix. La plupart des centrales nucléaires américaines refroidissent leur cœur avec de l'eau légère sous forte pression. Natrium utilise à la place du sodium liquide, qui transporte efficacement la chaleur et bout à près de 900 °C, si bien que le système fonctionne à une pression proche de la pression atmosphérique normale. Cela supprime le besoin des énormes dômes de confinement à parois épaisses qui caractérisent les installations classiques. La centrale sépare aussi la production d'électricité de la chaleur nucléaire : le réacteur assure une puissance de base de 345 MW, et la chaleur excédentaire est stockée dans des réservoirs de sel fondu. Lorsque la demande grimpe, les opérateurs puisent dans cette chaleur stockée pour porter la puissance électrique à 500 MW pendant plus de cinq heures, sans modifier la puissance de base du cœur du réacteur.

Le simulateur sert aussi de banc d'essai. Curtiss-Wright construit également les systèmes de contrôle de la centrale, notamment ses systèmes de commande distribuée (Distributed Control Systems) et un système automatisé de protection du réacteur. Faire tourner ces programmes dans le simulateur permet aux techniciens de détecter les bogues logiciels et de vérifier les réponses du matériel des années avant le chargement du combustible.

Pour les opérateurs qui vont travailler dans la centrale, le changement est qu'ils arrivent avec des heures déjà effectuées sur les vraies commandes, au lieu d'apprendre sur des équipements en service. Si le site de Kemmerer s'avère viable, TerraPower compte appliquer le même modèle d'exploitation à des parcs commerciaux à travers le pays. George Piccard, vice-président des opérations de centrale de l'entreprise, a déclaré que le simulateur doit permettre de « multiplier le nombre de personnels nucléaires qualifiés dans chaque future centrale Natrium ». Le calendrier dépend de ce test de viabilité, et l'entreprise n'a pas donné de date pour le premier parc.