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Bill Gates promeut le nucléaire pour les pauvres

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Associé à Toshiba, Bill Gates, dans le cadre de ses œuvres caritatives, annonce le développement d'un réacteur miniature fonctionnant à l'uranium appauvri et capable de fournir de l'électricité durant 60 ans. L'idée est loin d'être neuve et certains cherchent à la commercialiser depuis plusieurs années.

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 Microsoft 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 Gates est le principal actionnaire, cherche à mettre au point une pile nucléaire autonome.

Ce « réacteur à onde de combustion », 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'uranium 238 (238U), c'est-à-dire l'isotope le plus répandu, qui constitue l'essentiel de l'uranium naturel et qui n'est pas fissile (on ne peut pas provoquer la fission de ses noyaux). Dans un réacteur nucléaire conventionnel (ou pour réaliser une bombe atomique de type A), le minerai 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 chaîne. Les neutrons libérés par ce matériau fissile atteignent l'uranium 238 et s'incorporent à ses noyaux, ce qui le transforme en plutonium 239. Ces atomes 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 vague 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 matières fissiles, dont des transuraniens comme le plutonium.

La réaction nucléaire produit de la chaleur, récupérée par du sodium liquide, 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 physique 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.

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