Une tempête destructrice en 2020 a fermé prématurément la seule centrale nucléaire de l’Iowa. Avec le projet de Google de le rouvrir pour alimenter les centres de données à proximité, les conditions météorologiques extrêmes menaceront-elles la sécurité du réacteur ?
Lorsqu’un derecho a percuté la centrale nucléaire de Duane Arnold en 2020, Diana Lokenvitz a eu le temps de jeter un seul coup d’œil par la fenêtre.
Un mur de nuages était arrivé de l’ouest, engloutissant Palo, dans l’Iowa, dans l’obscurité. «C’était comme s’il faisait nuit noire», se souvient l’ingénieur système principal de l’usine.
C’est alors que l’alarme a commencé à retentir.
Quelques secondes après que la tempête ait frappé la centrale, des vents de 130 milles à l’heure avaient coupé les six lignes électriques externes, déclenchant un arrêt d’urgence automatique.
Les générateurs diesel de secours ont pris vie et de grandes barres de commande ont été glissées dans le cœur du réacteur pour arrêter la réaction de fission qui entraînait la production d’énergie de la centrale.
Le cœur du réacteur étant encore dangereusement chaud, des systèmes de sécurité sont intervenus pour aider à stabiliser le réacteur et à évacuer l’excès de chaleur, un processus qui a duré des heures.
« Ce n’est que lorsque nous sommes sortis que nous avons réalisé que les tours de refroidissement avaient disparu », se souvient Lokenvitz.
Douze tours de refroidissement à eau surveillaient autrefois la centrale comme deux rangées de soldats, libérant la vapeur de l’eau utilisée pour refroidir le réacteur nucléaire. La tempête les a renversés.
Le derecho, un orage caractérisé par de fortes rafales de vent s’étendant sur plusieurs centaines de kilomètres, avait balayé le Midwest, provoquant des pannes de courant généralisées et des dégâts catastrophiques aux bâtiments, aux arbres et à des millions d’acres de cultures.
Après 45 ans d’exploitation, le centre énergétique Duane Arnold a été fermé. La mise hors service de la centrale était déjà prévue dans quelques mois, ce qui ne laissait que peu de temps ou d’incitation financière pour réparer les installations endommagées par la tempête.
Une première analyse réalisée par la Division de l’analyse des risques de la Commission fédérale de réglementation nucléaire (NRC) a estimé qu’il y avait eu une chance sur 1 000 que le noyau nucléaire de Duane Arnold soit endommagé pendant le derecho. L’incident était l’un des deux seuls « précurseurs importants » d’un accident grave survenu aux États-Unis entre 2015 et 2024, le deuxième niveau de risque le plus élevé pouvant être attribué à un événement survenu dans une centrale nucléaire, a déclaré le NRC à Pacte Climat. Il n’y a eu aucun « précurseur important », l’événement présentant le niveau de risque le plus élevé, au cours de cette période.
L’analyse finale du CNRC, publiée en mars 2021, a fourni une probabilité légèrement inférieure d’endommagement du cœur, mais a noté que le risque de panne d’électricité de la station pendant le derecho était « particulièrement élevé ».
Duane Arnold est en sommeil depuis 2020, mais avec un accord d’achat d’électricité entre le propriétaire basé en Floride, NextEra Energy, et Google, qui étend sa flotte de centres de données dans l’Iowa, la réouverture de l’usine est désormais prévue pour 2029.
Au début de cette année, NextEra Energy a informé la NRC qu’elle entamerait le processus réglementaire pour redémarrer la centrale électrique.
À l’automne, NextEra a dévoilé un partenariat avec Google, qui exploite déjà plusieurs bâtiments de centres de données à Council Bluffs et construit actuellement un campus de centres de données à l’extérieur de Cedar Rapids, à environ 19 km de Duane Arnold.
Le géant de la technologie a accepté de contribuer à couvrir les coûts de remise en service et d’acheter la majeure partie de la production énergétique de Duane Arnold pendant 25 ans. Les deux sociétés « ont également signé un accord pour explorer le développement d’une nouvelle génération nucléaire qui sera déployée aux États-Unis », annonce le communiqué du 27 octobre.
« La centrale fournira au réseau régional plus de 600 MW d’énergie nucléaire propre, sûre et toujours active », a écrit Google dans un communiqué suite à l’annonce de NextEra.
Les exploitants affirment que les améliorations apportées à la conception originale de la centrale, notamment des générateurs diesel de secours supplémentaires et des tours de refroidissement offrant une plus grande résistance au vent, renforceront sa résilience aux futurs événements météorologiques extrêmes. Cette résilience est essentielle, car la menace de tempêtes extrêmes contre l’énergie nucléaire dans l’Iowa est susceptible de croître.
Le réchauffement du golfe du Mexique a entraîné davantage d’humidité vers le nord dans l’atmosphère de l’Iowa, augmentant ainsi la fréquence et la gravité des événements météorologiques, notamment les fortes pluies, les tempêtes de vent, les tornades et la grêle.
Rien qu’en 2024, l’Iowa a connu un record de 155 tornades, dépassant le précédent record de 146 tornades établi trois ans plus tôt, en 2021.
La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) a suivi les catastrophes météorologiques et climatiques avec des pertes dépassant 1 milliard de dollars dans l’État de 1980 à 2024. Au cours de cette période, l’État a connu un peu moins de deux tempêtes par an dont les estimations des dégâts étaient supérieures à 1 milliard de dollars, après ajustement des chiffres à l’inflation. La moyenne pour la période quinquennale la plus récente était de 5,4 événements par an. (Les coupes budgétaires du président Donald Trump dans le budget de la NOAA signifient que l’agence a cessé de suivre les catastrophes valant des milliards de dollars.)
Les responsables de Duane Arnold ont souligné qu’aucun des composants nucléaires critiques de la centrale n’a subi de dommages lors du derecho de 2020. « L’usine était en sécurité pendant toute la durée de l’événement », a déclaré Matt Ohloff, porte-parole de NextEra, à propos de l’arrêt d’urgence.
Cependant, les rapports du NRC suite à l’incident ont noté des dommages aux structures liées à la sécurité et non liées à la sécurité.
Outre les tours de refroidissement effondrées, la tempête a endommagé les bâtiments du réacteur et des turbines de Duane Arnold, y compris le système de « confinement secondaire », qui sert de deuxième ligne de protection contre les rejets radioactifs en cas de fusion.
Dix heures après le refroidissement d’urgence à Duane Arnold, le système responsable du refroidissement des deux générateurs diesel a commencé à montrer des signes d’usure. Les débris de la tempête avaient obstrué le système et il n’y avait pas assez d’eau qui coulait pour refroidir le générateur. Les opérateurs ont contourné la crépine, gardant le générateur opérationnel.
La voie la plus probable vers des dommages dangereux au cœur du réacteur de Duane Arnold pendant le derecho aurait été la panne des deux générateurs de secours, entraînant une panne d’électricité de la centrale, a conclu l’analyse du CNRC.
Même avec un risque accru de dommages au noyau nucléaire, il aurait fallu bien plus de problèmes pour que Duane Arnold atteigne une fusion ou une libération de radiations, a déclaré Adam Stein, directeur du programme d’innovation en matière d’énergie nucléaire au Breakthrough Institute, un centre de recherche mondial non partisan et à but non lucratif.
« Il s’agit de l’un des événements de sécurité les plus importants de l’histoire nucléaire américaine et pourtant, il ne présente pas de danger majeur pour le public », a déclaré Stein. « Cela témoigne de la robustesse de ces usines. »
L’autorisation du CNRC exige que les bâtiments des réacteurs soient construits pour résister aux « missiles tornades » ou aux gros objets entrant en collision à grande vitesse, a ajouté Stein. « Ils sont littéralement conçus pour résister à ce genre d’événements en toute sécurité », a-t-il déclaré.
Néanmoins, NextEra prévoit d’augmenter les mesures de sécurité liées aux conditions météorologiques dans l’usine Duane Arnold rouverte.
« Nous examinons ces événements et essayons de recueillir les leçons apprises et nous nous demandons ce qui pourrait rendre l’usine encore plus sûre qu’elle ne l’est actuellement ? » a déclaré Michael Davis, consultant de NextEra, lors d’une réunion d’information publique organisée à Cedar Rapids par l’Iowa Utilities Commission le 13 novembre.
La société envisage d’installer un troisième générateur diesel pour fournir une alimentation de secours supplémentaire et concevra également les tours de refroidissement à eau de remplacement de Duane Arnold avec un seuil de résistance au vent plus élevé, a déclaré Davis.
Les représentants de Google n’ont pas répondu aux questions visant à savoir si les dommages subis à Duane Arnold lors du derecho de 2020 soulevaient des inquiétudes quant à la sécurité nucléaire lors d’événements météorologiques extrêmes.
Les exigences de sécurité du CNRC exigent que les candidats « prennent en compte les conditions météorologiques et sismiques les plus graves connues dans la zone proposée » lors de la sélection des sites de réacteurs, a écrit un représentant du CNRC dans une déclaration à Pacte Climat.
« Il est important de comprendre que les centrales nucléaires sont construites pour résister à des risques environnementaux extrêmes et que la NRC exige que les centrales maintiennent des systèmes, des composants et des programmes redondants pour pouvoir atténuer les pertes d’énergie hors site », a ajouté la NRC.
Lokenvitz, l’ancien ingénieur de Duane Arnold, considère la réouverture de l’usine comme une sorte de résurrection. Si l’installation n’avait pas déjà été mise hors service lorsque le derecho a frappé, Duane Arnold aurait été reconstruite et aurait continué à produire de l’électricité, a-t-elle déclaré.
« Cette usine a fonctionné exactement comme prévu. C’était juste la tempête parfaite. »
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