Centrus achève la livraison de 900 kg d'HALEU au DOE, marquant ainsi une étape importante dans l'enrichissement du combustible nucléaire américain.

Centrus Energy a produit et livré 900 kilogrammes (kg) d'uranium faiblement enrichi à haute teneur (HALEU) au Département de l'Énergie des États-Unis (DOE), achevant ainsi la phase II de son contrat d'enrichissement pionnier avec l'agence. Cette livraison marque la première production nationale significative d'HALEU – un combustible spécialisé nécessaire à de nombreux réacteurs avancés en cours de développement – ​​et constitue une validation substantielle des capacités américaines d'enrichissement par centrifugation après des décennies de stagnation des investissements dans les infrastructures d'uranium.

Cette étape importante, annoncée le 25 juin, intervient 18 mois après la clôture de la première phase du contrat en trois phases par American Centrifuge Operating LLC (ACO), filiale à 100 % de Centrus. En novembre 2023, l'entreprise a livré son premier lot de 20 kg d'HALEU au DOE après la mise en production de sa série de centrifugeuses avancées à l' usine American Centrifuge de Piketon, dans l'Ohio, première usine d'enrichissement d'uranium de technologie américaine à entrer en production depuis 70 ans. La deuxième phase du contrat prévoyait que Centrus produise 900 kg d'HALEU d'ici le 30 juin 2025.

L' entreprise, dont le siège social est à Bethesda, dans le Maryland, va désormais procéder à l'enrichissement d'HALEU dans le cadre de la phase III de son contrat avec le DOE. Le 20 juin 2025, Centrus a indiqué que le DOE avait exercé une option de prolongation du contrat d'un an, prolongeant ainsi la production d'HALEU jusqu'au 30 juin 2026. « La phase III comprend des options pour un maximum de huit ans de production supplémentaire au-delà du 30 juin 2026 ; ces options sont à la seule discrétion du Département et sous réserve de la disponibilité des crédits », a précisé l'entreprise.

« L'atteinte de cette étape importante démontre une fois de plus la capacité de notre technologie à produire des résultats pour nos clients et pour le pays », a déclaré Amir Vexler, président-directeur général de Centrus Energy. « En tant que seule source d'enrichissement d'HALEU en Occident, notre produit est indispensable pour alimenter la prochaine génération de réacteurs. Alors que nous entamons la prochaine phase de notre contrat de production d'HALEU pour le Département de l'Énergie, nous restons concentrés sur l'objectif ultime d'accroître nos capacités dans l'Ohio afin de répondre à l'ensemble des besoins commerciaux et de sécurité nationale des États-Unis en HALEU ainsi qu'en uranium faiblement enrichi pour le parc de réacteurs existant. »

Un effort de plusieurs années pour établir une capacité nationale HALEU

Cette réussite couronne des efforts de plusieurs années déployés par Centrus et le DOE pour rétablir les capacités nationales d'enrichissement d'uranium pour la prochaine génération de réacteurs nucléaires. Sous la première administration Trump, le DOE a d'abord entrepris de démontrer la production nationale d'HALEU en 2019, en signant initialement un contrat à frais partagés de 115 millions de dollars sur trois ans avec Centrus, visant à construire et à exploiter une cascade HALEU AC100M de 16 machines à l'usine de diffusion gazeuse de Portsmouth, située à Piketon. Bien que le DOE ait modifié le contrat à plusieurs reprises pour porter le financement total à 158,9 millions de dollars, il a ensuite prolongé la période d'exécution jusqu'en novembre 2022. En raison de retards dans la chaîne d'approvisionnement liés à la COVID-19 qui ont entravé la livraison des bouteilles de stockage d'HALEU, le DOE a finalement choisi de transférer la partie opérationnelle de la démonstration à un nouveau contrat, attribué par voie d'appel d'offres, que Centrus a remporté en novembre 2022.

Conformément à ce contrat, Centrus a achevé la phase I fin 2023 avec le lancement des opérations d'enrichissement et la livraison de 20 kg d'HALEU en novembre 2024. Dans le cadre de la phase II, Centrus a été chargé de produire 900 kg supplémentaires d'ici le 30 juin 2025. Le 17 juin, le DOE a exécuté un avenant au contrat « pour diviser la première période de prolongation de trois ans en une option de prolongation d'un an suivie d'une option de prolongation de deux ans », a déclaré Centrus.

Cela signifie que « le Ministère a exercé la première de ces options, lançant la phase III avec une production supplémentaire d'HALEU jusqu'au 30 juin 2026 », a indiqué l'entreprise. « Les options restantes du contrat – à la seule discrétion du Ministère et sous réserve des crédits disponibles – permettraient, si elles étaient exercées, jusqu'à huit années de production supplémentaires au-delà de la prolongation actuelle. »

Pour l'instant, « le HALEU produit dans le cadre de ce contrat appartient au Département et peut être utilisé pour faire avancer des priorités nationales clés, comme la démonstration et la commercialisation de réacteurs avancés alimentés au HALEU », a précisé Centrus. Cependant, indépendamment du contrat d'exploitation avec le DOE, Centrus étudie les possibilités de développer l'installation de Piketon avec des cascades de centrifugeuses supplémentaires, ce qui nécessitera « un financement suffisant ou l'obtention de contrats d'achat ». L' entreprise a indiqué qu'une cascade HALEU à grande échelle, composée de 120 centrifugeuses individuelles, d'une capacité combinée d'environ 6 000 kg d'HALEU par an (6 MTU/an), « pourrait être mise en service dans un délai d'environ 42 mois après l'obtention du financement nécessaire. Centrus a ensuite la capacité d'ajouter une cascade supplémentaire tous les six mois. »

L'urgence de l'approvisionnement en HALEU

Bien que le DOE n'ait pas fourni de confirmation explicite, les 900 kg initiaux de HALEU provenant de l'installation de Piketon compléteront probablement les livraisons aux développeurs de technologie nucléaire américains dans le cadre de son programme de disponibilité HALEU (HAP).

En avril, le DOE a publié sa première série d'allocations pour le HALEU, incluant des engagements conditionnels envers TRISO-X, TerraPower, Kairos Power, Radiant Industries et Westinghouse Electric Co pour le HALEU dans le cadre du HAP. Les bénéficiaires de la première série représentent les bénéficiaires de la voie 1 du Programme de démonstration de réacteurs avancés (ARDP), les entreprises prévoyant de faire la démonstration de réacteurs sur le banc d'essai DOME du DOE et certains participants à la réduction des risques de l'ARDP. « Le DOE a reçu des demandes de HALEU de la part de 15 entreprises », a indiqué l'agence. « Pour cette première série, le DOE a identifié cinq de ces entreprises répondant aux critères de priorité, dont trois nécessitant une livraison de combustible en 2025. »

Au total, comme indiqué dans le processus d'allocation d'HALEU finalisé en septembre 2024, le DOE a l'intention de mettre à disposition 21 tonnes d'HALEU d'ici le 30 juin 2026, afin de répondre aux besoins à court terme de l'industrie. En vertu de la loi d'autorisation de la défense nationale pour l'exercice 2024, le Congrès a demandé au DOE de mettre à disposition ces 21 tonnes selon un calendrier précis : 3 tonnes d'ici le 30 septembre 2024 ; 8 tonnes d'ici le 31 décembre 2025 ; et 10 tonnes d'ici le 30 juin 2026. Le DOE puisera probablement l'HALEU dans les stocks excédentaires gérés par le DOE et la National Nuclear Security Administration (NNSA) et situés sur plusieurs sites fédéraux, notamment le complexe de sécurité nationale Y-12 dans le Tennessee, le site de Savannah River en Caroline du Sud et le laboratoire national de l'Idaho.

Pour l'instant, le DOE estime que la demande intérieure d'HALEU pourrait atteindre 50 tonnes par an d'ici 2035, avec des quantités supplémentaires requises chaque année. Bien que l'offre commerciale reste limitée, le DOE et ses laboratoires nationaux s'efforcent de récupérer de petites quantités d'HALEU par dilution de l'uranium hautement enrichi du combustible des réacteurs de recherche. Deux procédés sont actuellement en cours de développement : le traitement électrochimique, qui sépare l'uranium du combustible irradié par électrolyse des sels fondus au Laboratoire national de l'Idaho (avec un objectif de production pouvant atteindre 10 tonnes), et le procédé d'extraction hybride du zirconium (ZIRCEX), qui utilise une dissolution en phase gazeuse suivie d'une extraction par solvant pour isoler et réduire l'uranium.

Parallèlement, le DOE s'efforce de mettre en place une chaîne d'approvisionnement nationale complète en HALEU, de l'enrichissement à la déconversion et à la fabrication. En octobre 2024, l'agence a désigné six entreprises pour fournir des services de déconversion afin de convertir l'HALEU d'UF₆ en oxydes ou en métaux adaptés à une utilisation dans les réacteurs avancés. Parmi les entreprises sélectionnées figurent Nuclear Fuel Services (BWXT), American Centrifuge Operating (Centrus Energy), Framatome, GE Vernova, Orano et Westinghouse. Quelques jours plus tard, le 14 octobre, le DOE a attribué des contrats totalisant jusqu'à 8 millions de dollars à quatre entreprises de combustible nucléaire — Centrus, URENCO, Orano Federal Services et General Matter — afin de renforcer les capacités nationales d'enrichissement en HALEU. Ces contrats permettront à ces entreprises de soumissionner pour de futurs travaux de production et de stockage d'HALEU sous forme d'UF₆ .

Par ailleurs, en décembre 2024, le DOE a sélectionné six entreprises pour concourir à l'obtention de contrats d'un montant maximal de 2,7 milliards de dollars visant à fournir de l'uranium faiblement enrichi (UFE) et à renforcer la chaîne d'approvisionnement nationale en combustible. Il s'agit notamment d'American Centrifuge Operating, de General Matter, de Global Laser Enrichment, de Louisiana Energy Services, de Laser Isotope Separation Technologies et d'Orano Federal Services. L'urgence de ces marchés est devenue plus grande suite à l' interdiction américaine des importations d'uranium russe en mai 2024.

Bien que la loi cible directement l'UFE, elle pourrait avoir des implications pour l'HALEU. Selon Centrus, les services publics américains ont acheté 24 % de leurs ressources d'enrichissement en Russie en 2023, et 76 % auprès de fournisseurs publics étrangers. La suppression de l'approvisionnement russe, a averti l'entreprise lors d'une récente présentation aux investisseurs , pourrait entraîner un déficit d'enrichissement mondial de 13 millions d'UTS par an, soit l'équivalent des besoins annuels d'enrichissement des États-Unis ou de l'Europe. Centrus suggère que cette perturbation, combinée à 3,4 milliards de dollars de soutien fédéral nouvellement débloqué, dont 700 millions de dollars spécifiquement pour l'HALEU, pourrait lui permettre de capitaliser sur un marché potentiel total en forte expansion, couvrant la sécurité nationale, les services publics mondiaux et les réacteurs avancés. La demande d'HALEU à elle seule, selon l'entreprise, pourrait atteindre 2,2 milliards de dollars par an d'ici 2030 et 6,2 milliards de dollars d'ici 2035.

— Sonal Patel est rédactrice en chef de POWER ( @sonalcpatel , @POWERmagazine ).