SMR et centres de données : la prochaine interface pour l’innovation énergétique ?

Les SMR pourraient ouvrir de nouvelles perspectives en matière d’innovation et de protection de la propriété intellectuelle dans les infrastructures de centres de données

SMR et centres de données

L’intelligence artificielle alimente une expansion rapide des centres de données à travers le monde. L’entraînement et l’exploitation de modèles d’IA avancés nécessitent d’énormes ressources informatiques et, par conséquent, de très grandes quantités d’énergie. Parallèlement, les grandes entreprises technologiques sont soumises à une pression croissante pour réduire l’empreinte carbone de leurs activités. Cette situation suscite un intérêt grandissant pour des solutions énergétiques capables de fournir, de manière fiable et continue, une électricité bas carbone à grande échelle.

L’énergie nucléaire est de plus en plus considérée comme l’une des rares technologies capables de répondre à ces exigences. Parmi les technologies nucléaires, les petits réacteurs modulaires (Small Modular Reactors, ou SMR) suscitent une attention particulière. Les SMR sont des réacteurs nucléaires dont la taille ne représente qu’une fraction de celle des centrales nucléaires conventionnelles de l’ordre du gigawatt. Ils sont conçus pour être fabriqués sous forme de modules pouvant être déployés individuellement ou combinés afin de répondre à une demande croissante.

Par rapport aux centrales nucléaires traditionnelles, les SMR présentent intrinsèquement plusieurs avantages potentiellement intéressants, notamment :

• Des coûts initiaux moins élevés.
• Un déploiement progressif à mesure que la demande augmente.
• Une complexité de construction réduite.
• La possibilité d’assurer une redondance grâce à l’utilisation de plusieurs modules distincts.
• La possibilité d’un déploiement sur site grâce à une emprise au sol réduite.

Ces caractéristiques correspondent bien aux besoins des exploitants de centres de données modernes, dont les besoins en énergie peuvent augmenter considérablement au fil du temps et pour lesquels la résilience et la redondance sont essentielles.

En conséquence, les grandes entreprises technologiques ont commencé à investir massivement dans les technologies nucléaires. Google s’est associé à Kairos Power, Amazon a soutenu des projets impliquant X-energy, et Meta a publiquement manifesté son intérêt pour des infrastructures alimentées par l’énergie nucléaire. Les gouvernements ont également reconnu l’importance stratégique de combiner la production d’énergie bas carbone et les infrastructures d’IA, avec l’émergence d’initiatives visant à accélérer le déploiement de technologies nucléaires avancées (États-Unis).[1], [2], [3]

L’innovation à l’interface ?

L’augmentation des investissements dans les technologies nucléaires se reflète dans le nombre de familles de brevets déposées à l’échelle mondiale dans les classes G21C et G21D de la Classification internationale des brevets (CIB), relatives respectivement aux « réacteurs nucléaires » et aux « centrales nucléaires ». (À noter que les années 2025 et 2026 n’ont pas été incluses, car une grande partie de ces demandes n’a pas encore été publiée.)

Outre les technologies SMR de manière générale, il semble probable que des innovations apparaissent également à l’interface entre les SMR et les centres de données. Les technologies de refroidissement pourraient notamment constituer l’un de ces domaines d’innovation.

Refroidissement des centres de données

Les centres de données modernes dédiés à l’IA convertissent une grande partie de l’électricité consommée en chaleur. À mesure que la densité de calcul augmente, le refroidissement devient l’une des principales contraintes de conception auxquelles sont confrontés les exploitants de centres de données. Il est donc essentiel de maintenir une capacité de refroidissement suffisante au sein de ces installations.

Contrairement à de nombreuses autres sources d’énergie bas carbone, les réacteurs nucléaires produisent à la fois de l’électricité et d’importantes quantités d’énergie thermique. Certains développeurs étudient donc des systèmes capables d’utiliser directement la chaleur résiduelle des réacteurs pour contribuer au refroidissement des centres de données, ce qui pourrait améliorer l’efficacité énergétique globale.

Deep Atomic constitue un exemple notable et a attiré l’attention pour ses SMR, qui seraient optimisés pour des applications de centres de données colocalisés, ainsi que pour ses architectures de refroidissement intégrées utilisant la chaleur résiduelle des réacteurs.[4]

Bien que Deep Atomic ne semble pas encore avoir communiqué les détails de son système de refroidissement intégré, plusieurs technologies de refroidissement émergentes pourraient offrir des solutions intégrées. Parmi celles-ci figurent[5] :

• Le refroidissement par absorption et adsorption
• Les technologies de récupération de chaleur résiduelle
• L’intégration du refroidissement liquide direct
• Les architectures de refroidissement hybrides

Si l’on prend ces technologies de refroidissement comme exemple, il apparaît clairement que les dépôts de brevets dans ce domaine ont considérablement augmenté depuis 2015, une évolution qui coïncide opportunément avec l’adoption croissante de l’IA. Cette tendance est illustrée par le graphique ci-dessous, qui montre l’augmentation du nombre de familles de brevets déposées dans le monde sous les codes CIB F25B15, F25B35, F25B37 et F25B39 relatifs au refroidissement.

Prenons l’exemple de la classification F25B37, qui comprend notamment le refroidissement par adsorption. Les systèmes de refroidissement par adsorption utilisent de la chaleur résiduelle (à moins de 100 °C) pour entraîner un cycle frigorifique. La chaleur libère un fluide frigorigène (par exemple de l’eau) d’un adsorbant solide (tel que le gel de silice). Le fluide frigorigène s’évapore ensuite sous vide, absorbant la chaleur et produisant ainsi du froid. Il est ensuite réadsorbé et le cycle recommence.

Parmi les demandes récentes relevant de la classification F25B37 (dont la date de priorité se situe entre 2023 et 2024), seule une proportion très faible a été déposée par des demandeurs directement impliqués dans la conception de réacteurs nucléaires. Les dépôts de brevets semblent plutôt être principalement effectués par des spécialistes de la réfrigération, des universités, des instituts de recherche et des entreprises du secteur des énergies renouvelables.

Cela pourrait indiquer un manque d’innovations brevetables dans le développement de refroidisseurs à adsorption spécifiquement destinés à l’interface entre les SMR et les centres de données. À tout le moins, l’innovation pourrait résider dans des technologies de refroidissement plus générales, plutôt que dans des solutions spécifiquement dédiées aux applications nucléaires ou aux centres de données.

Une autre possibilité est que les acteurs innovants dans ce domaine n’identifient et ne protègent tout simplement pas la propriété intellectuelle générée à l’interface entre les SMR et les centres de données. Par exemple, les chercheurs pourraient ne pas identifier les innovations brevetables lorsque des SMR sont spécifiquement adaptés à une utilisation avec des centres de données, ou inversement.

Résumé

Bien que les conclusions ci-dessus ne soient pas définitives, dans un domaine connaissant une croissance aussi rapide, il semble inévitable que des innovations apparaissent à l’interface entre les SMR et les centres de données. Qu’il s’agisse du refroidissement par adsorption, de l’intégration au réseau, du stockage de l’énergie ou de l’intégration des infrastructures numériques, il est essentiel que les innovateurs soient en mesure d’identifier et de protéger leur propriété intellectuelle afin de sécuriser leurs investissements et de préserver leur avantage concurrentiel.

Pour obtenir des conseils spécialisés sur l’identification d’inventions brevetables, la réalisation de recherches et d’analyses de paysage de brevets, ou plus généralement sur la protection de la propriété intellectuelle, contactez l’équipe Energy spécialisée de HGF.

[1] https://www.world-nuclear-news.org/articles/google-and-kairos-power-team-up-for-smr-deployments-in-us-first, https://blog.google/company-news/outreach-and-initiatives/sustainability/google-kairos-power-nuclear-energy-agreement/, https://www.kairospower.com/google

[2] https://x-energy.com/news/amazon-invests-in-x-energy-to-support-advanced-small-modular-nuclear-reactors-and-expand-carbon-free-power/, https://www.aboutamazon.com/news/sustainability/amazon-nuclear-small-modular-reactor-net-carbon-zero, https://world-nuclear-news.org/articles/amazon-invests-in-x-energy-unveils-smr-project-plans

[3] https://www.reuters.com/business/energy/meta-strikes-nuclear-power-agreements-with-three-companies-2026-01-09/, https://introl.com/blog/meta-6-6gw-nuclear-deal-terrapower-oklo-vistra-2026

[4] https://www.world-nuclear-news.org/articles/deep-atomic-launches-smr-for-data-centres

[5] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2949790626001898

Cet article a été rédigé par Craig Morrison, Patent Director, et Jessica Leale, Trainee Patent Attorney.