Ces cinq réacteurs de recherche qui ont fait le nucléaire français
Des premières réactions en chaîne contrôlées aux recherches sur la fusion, les réacteurs expérimentaux ont joué un rôle matriciel dans la construction de la filière nucléaire française. Retour sur cinq installations emblématiques : Zoé, Mélusine, Rapsodie, Osiris et TA 2000.
Note : Cet article est tiré de la RGN été 2026 dans le dossier sur la R&D
À travers cinq installations emblématiques – Zoé, Mélusine, Rapsodie, Osiris et TA 2000 – la série « Nom de code : réacteurs nucléaires1 », réalisée par le CEA à l’occasion de son 80e anniversaire en 2025, éclairait l’histoire de la recherche nucléaire française à travers un patrimoine photographique exceptionnel. Les superbes clichés de Pierre Jahan (1909-2003), photographe qui accompagne dès les années 1950 les premiers développements du Commissariat à l’énergie atomique, donnent la mesure de cette aventure collective industrielle et savante. Derrière ces cinq réacteurs, aux noms parfois mystérieux ou poétiques, se cachent des installations qui ont permis de former des générations d’ingénieurs, de qualifier des combustibles et des matériaux, d’explorer les neutrons rapides ou encore de poser les premières bases de la fusion nucléaire. Plus que de simples outils expérimentaux, ces réacteurs ont constitué autant de laboratoires d’idées dont l’héritage continue de nourrir les programmes nucléaires français actuels.
ZOÉ – Trois lettres, un secret bien gardé
Mise en service le 15 décembre 1948 à Fontenay-aux-Roses, dans une France en reconstruction et aux moyens limités, Zoé (Zéro énergie, Oxyde d’uranium, Eau lourde) est le premier réacteur nucléaire français. Alimentée en uranium naturel, à une époque où la France ne maîtrise pas encore les technologies d’enrichissement isotopique et modérée à l’eau lourde, elle permet d’accéder à la maîtrise de la réaction en chaîne contrôlée quelques années seulement après la création du CEA. Au-delà de la production de radioéléments destinés à la médecine et à la recherche, Zoé constitue surtout une école de neutronique. Les expériences menées sur cette installation permettent d’acquérir les premières connaissances françaises sur la physique des réacteurs, le comportement des matériaux sous irradiation et les méthodes de contrôle des piles atomiques. Elle forme ainsi les équipes qui concevront les réacteurs expérimentaux et les premières filières industrielles françaises.
Mélusine – La fée des eaux au service du nucléaire français
Divergé en 1958 sur le site de Grenoble, Mélusine est le premier réacteur français de type « piscine » à cœur ouvert. Fonctionnant avec de l’uranium enrichi et atteignant ultérieurement une puissance de 8 MWth, il est conçu comme un outil scientifique polyvalent au service de la recherche fondamentale et appliquée. Grâce à ses nombreux canaux expérimentaux, Mélusine contribue au développement des techniques de diffraction neutronique, à l’étude des matériaux irradiés et à la production de radioéléments. Le réacteur joue également un rôle déterminant dans l’émergence du pôle neutronique grenoblois. Plusieurs instruments et méthodes développés sur Mélusine serviront de base aux futurs grands équipements de l’Institut Laue-Langevin, faisant de Grenoble l’un des centres mondiaux de la science neutronique.
Rapsodie – La mélodie rapide qui a accéléré l’innovation
Mis en service à Cadarache en 1967, Rapsodie marque l’entrée de la France dans le domaine des réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium. Conçu sous l’impulsion de Georges Vendryes, il vise à démontrer la faisabilité technologique d’une filière capable de valoriser plus efficacement les ressources en uranium et de valoriser le plutonium issu du retraitement des combustibles irradiés. Rapsodie ne produit pas d’électricité. Sa mission est d’abord expérimentale : qualification des combustibles à oxyde mixte uranium-plutonium, étude du comportement des matériaux sous irradiation rapide, maîtrise des technologies du sodium liquide et analyse des situations accidentelles. Les enseignements tirés de son exploitation constitueront le socle scientifique et industriel des réacteurs Phénix puis Superphénix, faisant de Rapsodie le véritable précurseur de la filière française des réacteurs rapides.
Osiris – Quand la mythologie égyptienne rencontre la recherche
Entré en service à Saclay en 1966, Osiris est l’un des réacteurs de recherche les plus importants exploités en France. D’une puissance thermique de 70 MW, ce réacteur piscine est conçu pour fournir des flux neutroniques élevés destinés à l’irradiation de matériaux et de combustibles. Pendant près d’un demi-siècle, Osiris participe à la qualification des combustibles des réacteurs à eau sous pression, à l’étude du vieillissement des matériaux des centrales et au développement de nouvelles solutions pour l’industrie nucléaire. Il assure également une production significative de radio-isotopes médicaux et industriels, tout en contribuant au dopage neutronique du silicium utilisé dans l’électronique de puissance. Son exploitation a permis de maintenir en France une expertise reconnue dans le domaine des essais sous irradiation, aujourd’hui appelée à être prolongée par le réacteur Jules Horowitz (RJH).
TA 2000 – Aux origines de la fusion
Mis en œuvre à Fontenay-aux-Roses à partir de 1957, TA 2000 occupe une place singulière dans l’histoire nucléaire française. Contrairement aux autres installations présentées ici, il ne relève pas de la fission mais des premières recherches sur la fusion contrôlée. Cette machine torique est destinée à l’étude des plasmas produits par décharge électrique et des phénomènes de confinement magnétique associés, l’un des principaux verrous scientifiques de la fusion nucléaire. Les travaux réalisés dans le cadre du programme « Striction », soutenu par Euratom, permettent de mieux comprendre le comportement des plasmas chauds et d’explorer différentes configurations de confinement. TA 2000 inaugure ainsi une lignée de dispositifs expérimentaux qui conduiront au tokamak TFR, puis à Tore Supra, WEST et, plus largement, à la contribution française aux grands programmes internationaux de fusion, jusqu’à Iter. ■