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L'onde de combustion progresse lentement dans le réacteur (ici de gauche à droite), à raison d'environ un centimètre par an. Un bloc d'uranium 238 de soixante centimètres, comme l'envisage TerraPower, fournirait donc de la chaleur durant une soixantaine d'années. © TerraPower
L'ancien patron de MicrosoftMicrosoft veut aider les pays pauvres. Au sein de Intellectual Ventures, une association d'investisseurs (créée par Nathan Myhrvold, un ancien de Microsoft lui aussi) qui réfléchit à des innovations en tout genre, est née TerraPower. Cette équipe, qui veut devenir une vraie entreprise et dont Bill GatesBill Gates est le principal actionnaire, cherche à mettre au point une pile nucléaire autonome.
Ce « réacteur à onde de combustioncombustion », TWR, en anglais (pour travelling-wave reactor), produirait de l'électricité durant une soixantaine d'années, voire plus. Sa taille serait réduite - quelques mètres de hauteur - et le réacteur ne nécessiterait aucun entretien. Une seule installation pourrait alimenter durant des décennies et à peu de frais un ou plusieurs villages ou quartiers.
Bill Gates aurait déjà investi plusieurs millions de dollars dans ce projet et, le mois dernier, a annoncé un partenariat avec Toshiba. La firme japonaise étudie en effet depuis plusieurs années un tel mini-réacteur, baptisé 4S, pour Super Safe, Small and Simple (censé fonctionner 30 ans et fournir 10 mégawatts, MW). Aux Etats-Unis, la société Hyperion Power Generation a déjà présenté en 2008 de tels réacteurs nucléaires miniatures, de 25 MW, et les destine à la vente.
Le principe d'un réacteur TWR est de brûler de l'uraniumuranium 238 (238U), c'est-à-dire l'isotopeisotope le plus répandu, qui constitue l'essentiel de l'uranium naturel et qui n'est pas fissile (on ne peut pas provoquer la fissionfission de ses noyaux). Dans un réacteur nucléaire conventionnel (ou pour réaliser une bombe atomique de type A), le mineraiminerai doit être concentré en uranium 235, qui, lui, est fissile. C'est ce que l'on appelle l'enrichissement.
Encore bien des années de mise au point
Il faut un peu d'uranium 235 au cœur d'un TWR pour amorcer la réaction en chaîneréaction en chaîne. Les neutronsneutrons libérés par ce matériaumatériau fissile atteignent l'uranium 238 et s'incorporent à ses noyaux, ce qui le transforme en plutoniumplutonium 239. Ces atomesatomes radioactifs finissent par émettre des neutrons quand leurs noyaux se cassent. Ces particules percutent de nouveaux atomes d'uranium 238 et la réaction continue au cœur du réacteur. Selon les concepteurs du principe, cette vaguevague de combustion progresse lentement, à raison d'environ un centimètre par an. Initiée à une extrémité d'un bloc de soixante centimètres de longueur, elle mettra donc soixante ans à parvenir à l'autre bout. Ce bloc d'uranium « brûle comme une bougie » résument ses concepteurs. A la fin de l'utilisation, il reste au sein du bloc de l'uranium 238 et des matièresmatières fissiles, dont des transuraniens comme le plutonium.
La réaction nucléaireréaction nucléaire produit de la chaleurchaleur, récupérée par du sodiumsodium liquideliquide, porté à 550° C. Dans un réacteur nucléaire conventionnel, ce rôle est joué par l'eau. En travaillant à une température bien supérieure, le sodium liquide permet une meilleure efficacité de la conversion en électricité. C'est d'ailleurs la solution retenue pour les réacteurs Superphenix mais qui entraîne de notables complications techniques, le sodium liquide n'était pas des plus commodes à utiliser...
Le principe physiquephysique est connu depuis une dizaine d'années mais personne ne l'a mis en pratique pour l'instant. Pour la mise au point, TerraPower parle des années 2020.
