RÉACTEURS ET FILIÈRES
Qu'est-ce qu'un surgénérateur ?

On appelle surgénérateurs les réacteurs qui produisent plus de matière fissile qu'ils n'en consomment. Il n'y a rien là de miraculeux ou qui contredise les lois fondamentales de la physique. L'idée est au contraire très simple : faire en sorte que chaque fois que, dans le cœur d'un réacteur, un neutron provoque la fission d'un atome fissile, d'autres neutrons transforment plus d'un atome non fissile en autant d'atomes fissiles.
Or il est connu, depuis les premières années des développements nucléaires, que les lois de la neutronique sont telles que cela est possible à condition:

d'utiliser un combustible fait de plutonium (fissile) et d'uranium 238 (non fissile) en proportions convenables
 

et de ne pas ralentir les neutrons par un "modérateur", comme on le fait dans les réacteurs à eau légère, c'est-à-dire de travailler avec des neutrons rapides.
 

Bien entendu un surgénérateur est d'abord un producteur d'énergie comme tout autre réacteur électronucléaire. Cette énergie est produite par la fission des atomes de plutonium. Mais pendant le même temps, des noyaux d'uranium 238 sont transformés en atomes de plutonium et la quantité de matière fissile présente dans le cœur se maintient ou même croît. Lorsque les éléments combustibles seront déchargés du réacteur, ils contiendront plus d'éléments fissiles qu'ils n'en contenaient au départ ; ces éléments fissiles seront récupérés par retraitement, dans le but de les utiliser dans un "cycle" ultérieur.
Ce faisant, les réacteurs surgénérateurs, tout en produisant de l'électricité, réussissent une double opération :

ils utilisent le plutonium en le fissionnant,
 
ils transforment petit à petit l'uranium 238, soit 99,3 % de l'uranium naturel, en matière fissile productrice d'énergie
 

Dans un parc nucléaire comprenant des surgénérateurs, il est possible de produire, avec la même quantité d'uranium, jusqu'à 100 fois plus d'électricité que dans les centrales nucléaires dites classiques.

La France (et la plupart des grands pays nucléaires) s'est intéressée aux surgénérateurs dès le début des années 60. Ces efforts (souvent poursuivis en collaboration avec les pays voisins) ont abouti à la réalisation de Phénix en 1974 et Superphénix en 1986. La propriété de surgénération y a été très clairement établie. Ils ont également permis de démontrer la possibilité de faire fonctionner ces centrales dans des conditions industrielles, avec le même niveau de sûreté que pour les centrales actuelles.

Ces développements, malencontreusement interrompus par la décision d'arrêter Superphénix, devront être repris, si l'on veut pouvoir disposer, dans un avenir pas trop éloigné, d'un parc nucléaire qui, grâce à la juxtaposition des deux types de centrales, consommera le plutonium au fur et à mesure de sa production et évitera ainsi toute accumulation de ce produit dangereux, tout en multipliant par un facteur de l'ordre de 100 la valeur énergétique des ressources en uranium existant sur notre planète. .

N.B. On comprendra aisément qu'en réduisant la quantité d'uranium 238 dans le combustible, il est possible de réduire (jusqu'à pratiquement l'annuler) la formation de nouvelle matière fissile. On a alors un réacteur sous-générateur. Destructeur de plutonium, ce type de réacteur ne permet pas de valoriser l'uranium 238.


Pourra-t-on bientôt fabriquer de l'électricité grâce à la fusion ?

Contrairement à la fission nucléaire au cours de laquelle la fragmentation d'un noyau atomique lourd libère de l'énergie, la fusion produit de l'énergie par assemblage de deux noyaux d'atomes légers. Source de l'énergie du soleil et des étoiles, la fusion dégage une énergie considérable : la fusion d'1kg d'isotopes de l'hydrogène équivaut à la fission d'une tonne d'uranium ou à la combustion de 10 000 tonnes de pétrole.
Mais sa mise en œuvre (recréer sur terre les conditions existant à l'intérieur du soleil ?) pose des problèmes considérables : comment obtenir et contrôler dans la durée cet état particulier de la matière que constitue un plasma ? Quels matériaux utiliser dans les conditions de pression, de champ magnétique et surtout de température (plusieurs dizaines de millions de degrés) nécessaires ? Comment extraire l'énergie, d'un tel milieu de façon à la rendre utilisable ? Faute d'avoir encore établi clairement les conditions de la réaction de fusion, nul n'a pu, à ce jour, proposer un dessin quelque peu réaliste des futures centrales ni en estimer valablement les coûts ou les risques.. Cependant des efforts considérables sont déployés pour surmonter ces difficultés, au sein d'un vaste programme international regroupant Europe, Etats-Unis et Japon (projet ITER). Un prochain investissement devrait permettre d'observer, pour la première fois, une réaction de fusion stabilisée sur une certaine durée. Le chemin est donc encore long à parcourir et les experts ne prévoient pas de développement industriel significatif avant au moins 50 ans.


Ce texte est extrait de la Revue Générale Nucléaire N°5/2000