{"id":96144,"date":"2025-03-09T18:03:27","date_gmt":"2025-03-09T18:03:27","guid":{"rendered":"https:\/\/www.africa-press.net\/cotedivoire\/politique\/transmutation-reduire-la-duree-de-vie-des-dechets-nucleaires"},"modified":"2025-03-09T18:03:27","modified_gmt":"2025-03-09T18:03:27","slug":"transmutation-reduire-la-duree-de-vie-des-dechets-nucleaires","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.africa-press.net\/cotedivoire\/toutes-les-actualites\/transmutation-reduire-la-duree-de-vie-des-dechets-nucleaires","title":{"rendered":"Transmutation : r\u00e9duire la dur\u00e9e de vie des d\u00e9chets nucl\u00e9aires"},"content":{"rendered":"

Africa-Press – C\u00f4te d’Ivoire. <\/strong><\/span>C’est l’alchimie du 21e sie\u0300cle: la\u0300 ou\u0300 des savants du Moyen A\u0302ge re\u0302vaient de transformer le plomb en or, des physiciens travaillent de\u0301sormais a\u0300 transformer les de\u0301chets nucle\u0301aires en des mate\u0301riaux moins dangereux. Or, cette \u00ab\u00a0transmutation\u00a0\u00bb des temps modernes est devenue re\u0301alite\u0301 a\u0300 Mol, en Belgique.<\/p>\n

Comme on transforme un atome de plomb en un atome d’or en lui retirant trois protons, les scientifiques du projet de recherche nucle\u0301aire Myrrha (Multi-purpose hybrid research reactor for high-tech applications) modifient la structure d’atomes hautement radioactifs gra\u0302ce a\u0300 un bombardement de noyaux avec des particules a\u0300 haute e\u0301nergie. A\u0300 leur te\u0302te, le physicien Hamid Ai\u0308t Abderrahim, qui a mis au point le proce\u0301de\u0301 pour fissionner certains noyaux issus des combustibles use\u0301s afin de re\u0301duire leur radiotoxicite\u0301.<\/p>\n

Les de\u0301chets des centrales nucle\u0301aires sont issus du combustible use\u0301 retire\u0301 des re\u0301acteurs actuels au bout de quatre ans et demi d’utilisation. Celui-ci est forme\u0301 d’uranium 238 (93 %), d’uranium 235 (1 %), de plutonium (1 %) et de \u00ab\u00a0de\u0301chets ultimes\u00a0\u00bb (5 %) dont les plus radiotoxiques sont appele\u0301s \u00ab\u00a0actinides mineurs\u00a0\u00bb. Me\u0302me s’ils ne constituent que 0,2 %, ils repre\u0301sentent pre\u0300s de 99 % de la radiotoxicite\u0301. L’ame\u0301ricium, le neptunium ou bien encore le curium posse\u0300dent une pe\u0301riode active radiotoxique de pre\u0300s de 300.000 ans. \u00ab\u00a0Notre syste\u0300me de transmutation permet de la re\u0301duire a\u0300 seulement 300 ans ! \u00a0\u00bb s’enthousiasme Hamid Ai\u0308t Abderrahim.<\/p>\n

Entame\u0301 en 1998, ce projet colossal, estime\u0301 alors a\u0300 environ 2 milliards d’euros (investis principalement par le gouvernement belge) et re\u0301unissant de\u0301sormais des chercheurs du monde entier, devrait e\u0302tre ope\u0301rationnel en 2036, selon les pre\u0301visions actuelles. Le gigantesque site, en plein chantier, a de\u0301ja\u0300 accueilli un premier prototype Guinevere surnomme\u0301 affectueusement \u00ab\u00a0Baby Myrrha\u00a0\u00bb, dont les premiers tests sur des de\u0301chets ont e\u0301te\u0301 effectue\u0301s avec succe\u0300s de\u0300s 2010.<\/p>\n

C’est au milieu d’un gigantesque terrain vague ou\u0300 travaillent encore les pelleteuses qu’Hamid Ai\u0308t Abderrahim pre\u0301sente la premie\u0300re partie du site: \u00ab\u00a0Nous sommes en train de pre\u0301parer l’installation de Minerva, un acce\u0301le\u0301rateur de particules line\u0301aire dont la construction et le test de son bon fonctionnement viennent de s’achever sur un autre site. \u00a0\u00bb<\/p>\n

Les 4 e\u0301tapes du processus de transmutation<\/b>
\n1 – <\/b>Les protons sont se\u0301pare\u0301s des e\u0301lectrons de l’hydroge\u0300ne dans des chambres a\u0300 aimants. Ils sont alors injecte\u0301s dans l’acce\u0301le\u0301rateur line\u0301aire.<\/p>\n

2<\/b> – Les protons sont acce\u0301le\u0301re\u0301s a\u0300 600 me\u0301gae\u0301lectronvolts en parcourant les 500 me\u0300tres de l’installation jusqu’au re\u0301acteur.<\/p>\n

3<\/b> – Dans le c\u0153ur du re\u0301acteur, le combustible (uranium, plutonium…) est empile\u0301 dans des \u00ab\u00a0crayons\u00a0\u00bb avec des actinides (de\u0301chets ultimes radiotoxiques).<\/p>\n

4<\/b> – Un me\u0301lange de plomb et de bismuth est utilise\u0301 comme liquide de refroidissement, ge\u0301ne\u0301rant des neutrons rapides capables de de\u0301truire les noyaux plus lourds (actinides).<\/p>\n

Des cavite\u0301s radiofre\u0301quence pour acce\u0301le\u0301rer les particules<\/b><\/p>\n

Un gaz d’hydroge\u0300ne sera d’abord irradie\u0301 par des micro-ondes de lumie\u0300re a\u0300 basse fre\u0301quence, ce qui aura pour effet de se\u0301parer les e\u0301lectrons des protons contenus dans le gaz. Les seconds seront injecte\u0301s dans cet acce\u0301le\u0301rateur. Pour acce\u0301le\u0301rer les particules, celui-ci sera dote\u0301 de cavite\u0301s radiofre\u0301quence: des enceintes me\u0301talliques qui abritent un champ e\u0301lectromagne\u0301tique. Au fur et a\u0300 mesure de leur trajet, les protons les franchiront alors qu’elles oscilleront entre charge positive et charge ne\u0301gative. Les conducteurs exerceront ainsi alternativement une re\u0301pulsion et une attraction sur les particules, ces diffe\u0301rents champs magne\u0301tiques provoquant ainsi leur acce\u0301le\u0301ration.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Notre acce\u0301le\u0301rateur, dont l’e\u0301nergie monte a\u0300 600 me\u0301gae\u0301lectronvolts au bout des 500 me\u0300tres de cavite\u0301s, sera connecte\u0301 ensuite a\u0300 un re\u0301acteur situe\u0301 dans une seconde structure \u00ab\u00a0, de\u0301crit le physicien Adrian Fabich, directeur technique du projet Minerva. La\u0300, seront empile\u0301es de petites pastilles de combustible (uranium, plutonium…) et d’actinides formant des \u00ab\u00a0crayons\u00a0\u00bb. Chacun contiendra environ 500 g de matie\u0300re, constituant un total de 90 kg sur six assemblages. A\u0300 terme, il sera possible d’inse\u0301rer pre\u0300s de 45 % d’actinides dans un re\u0301acteur industriel pre\u0301vu a\u0300 cet effet.<\/p>\n

Les neutrons vont rebondir comme dans un jeu de billard<\/b><\/p>\n

Tandis que les re\u0301acteurs classiques fonctionnent avec de l’eau pressurise\u0301e comme liquide de refroidissement, celui de Myrrha, dont la tempe\u0301rature de\u0301passe les 300 \u00b0C, fonctionne avec un me\u0301lange de plomb (45 %) et de bismuth (55 %). Dans une des installations du gigantesque laboratoire re\u0301serve\u0301es aux tests, Hamid Ai\u0308t Abderrahim de\u0301crit la consistance de ce liquide tre\u0300s particulier: \u00ab\u00a0Ce me\u0301lange est essentiel pour la transmutation, car il permet a\u0300 la fois de produire les neutrons primaires [qui viendront amorcer la fission de la matie\u0300re radioactive] et de maintenir une re\u0301action en chai\u0302ne a\u0300 haute e\u0301nergie dans le c\u0153ur du re\u0301acteur. De plus, ses proprie\u0301te\u0301s chimiques permettent d’e\u0301viter les risques de corrosion a\u0300 long terme, car, une fois inte\u0301gre\u0301 au re\u0301acteur, il sera maintenu en circuit ferme\u0301 pendant quarante a\u0300 cinquante ans. \u00a0\u00bb<\/p>\n

Ce changement de fluide permet de travailler avec ce que les physiciens appellent des \u00ab\u00a0neutrons rapides\u00a0\u00bb. Une solution a\u0300 laquelle la France s’e\u0301tait inte\u0301resse\u0301e avec le re\u0301acteur Phe\u0301nix, de\u0301finitivement arre\u0302te\u0301 en 2009. Joe\u0308l Guidez, qui le dirigeait, explique les enjeux: \u00ab\u00a0Lorsque l’on utilise de l’eau comme fluide caloporteur, ses atomes d’hydroge\u0300ne, du fait de leur le\u0301ge\u0300rete\u0301, absorbent les neutrons et leur font perdre de l’e\u0301nergie en les ralentissant. \u00a0\u00bb Dans ce cas, les neutrons sont dits lents.<\/p>\n

Leur vitesse est de l’ordre de 2 km\/s, ce qui correspond a\u0300 une e\u0301nergie cine\u0301tique d’environ 0,025 e\u0301lectronvolt. \u00ab\u00a0Le sodium ou le plomb-bismuth posse\u0300dent, quant a\u0300 eux, des atomes beaucoup plus lourds, poursuit le physicien franc\u0327ais. Les neutrons vont donc rebondir comme dans un jeu de billard et conserver leur e\u0301lan jusqu’aux atomes du combustible. \u00a0\u00bb La vitesse des neutrons peut alors atteindre les 20.000 km\/s, avec une e\u0301nergie cine\u0301tique minimale de 1 me\u0301gae\u0301lectronvolt !<\/p>\n

C’est ici qu’intervient la phase finale de la transmutation. Ces neutrons rapides sont capables de de\u0301truire des noyaux plus lourds que ceux de l’uranium comme ceux des actinides mineurs en les fissionnant. En effet, en fonction de l’e\u0301nergie des neutrons, ils s’agglome\u0300rent au noyau cible\u0301 et en modifient la structure. \u00ab\u00a0Prenons le cas d’un noyau d’ame\u0301ricium 241, explique Hamid Ai\u0308t Abderrahim. Si le neutron est ‘lent’, l’ame\u0301ricium 241 se transforme en ame\u0301ricium 242 apre\u0300s avoir capture\u0301 ce neutron, son isotope plus lourd. S’il reste suffisamment ‘en vie’, il peut par la suite capturer un deuxie\u0300me neutron et se transformer alors en ame\u0301ricium 243. Par contre, si le neutron est ‘rapide’, le noyau d’ame\u0301ricium 241 est directement casse\u0301 en deux pour donner deux noyaux. On obtient ainsi les ‘produits de fission’ qui, eux, sont beaucoup moins radiotoxiques. \u00a0\u00bb<\/p>\n

Faire fonctionner un tel re\u0301acteur n’est pas sans danger. Rappelons que l’uranium naturel ne contient que 0,7 % de matie\u0300re fissile (de l’uranium 235) pour 99,3 % de matie\u0300re non fissile (uranium 238). Les atomes d’uranium 238 sont dits fertiles car ils peuvent devenir fissiles: en absorbant un neutron \u00ab\u00a0rapide\u00a0\u00bb, ils se transforment en plutonium 239. Il est donc ainsi possible de produire davantage de noyaux fissiles qu’il n’en est consomme\u0301, c’est la \u00ab\u00a0surge\u0301ne\u0301ration\u00a0\u00bb. Elle permet de bru\u0302ler le combustible jusqu’a\u0300 96 % !<\/p>\n

\u00ab\u00a0C’est la\u0300 que tout se corse ! avertit le physicien belge. Une telle puissance doit e\u0302tre mai\u0302trise\u0301e, sinon on risque l’accident par emballement. Pour pallier ce risque, notre re\u0301acteur est dit sous-critique. \u00a0\u00bb Sous-critique ? \u00ab\u00a0Dans un re\u0301acteur classique dit critique, la re\u0301action en chai\u0302ne est auto-entretenue, c’est-a\u0300-dire que chaque neutron consomme\u0301 pour faire une fission est remplace\u0301 par un autre, issu de la fission, explique Annick Billebaud, chercheuse au CNRS. Dans un syste\u0300me ‘sous-critique’, on consomme plus de neutrons que l’on en produit, la re\u0301action en chai\u0302ne s’arre\u0302te tre\u0300s vite. Donc pour fonctionner, un tel re\u0301acteur doit e\u0302tre alimente\u0301 en permanence en neutrons supple\u0301mentaires. Un c\u0153ur est calcule\u0301 pour e\u0302tre critique ou sous-critique en jouant sur le type et la quantite\u0301 de noyaux en pre\u0301sence dans les assemblages combustible-actinides et leur ge\u0301ome\u0301trie. \u00a0\u00bb Et dans le c\u0153ur de Myrrha, \u00ab\u00a0la matie\u0300re fissile n’est pas suffisante pour maintenir la re\u0301action en chai\u0302ne par elle-me\u0302me: elle n’est pas auto-entretenue \u00ab\u00a0, confirme Hamid Ai\u0308t Abderrahim. En effet, au bout de dix re\u0301actions en chai\u0302nes, soit un millionie\u0300me de seconde, le processus s’arre\u0302te.<\/p>\n

Myrrha permettra ainsi de bru\u0302ler l’uranium et le plutonium pre\u0301sents dans les crayons, mais aussi les actinides mineurs, au bout de dix cycles de combustion. Or pour ces e\u0301le\u0301ments, il n’existe a\u0300 l’heure actuelle aucun moyen de les extraire des de\u0301chets nucle\u0301aires. Me\u0301lange\u0301s a\u0300 du verre en fusion porte\u0301 a\u0300 1100 \u00b0C, ils sont vitrifie\u0301s pour l’e\u0301ternite\u0301.<\/p>\n

Des de\u0301bouche\u0301s en me\u0301decine nucle\u0301aire<\/b><\/p>\n

Le projet Myrrha est e\u0301galement un centre de recherche de\u0301die\u0301 a\u0300 la me\u0301decine nucle\u0301aire, notamment pour le de\u0301veloppement de nouveaux traitements contre le cancer. En utilisant le me\u0302me acce\u0301le\u0301rateur de particules, les protons sont projete\u0301s sur une petite cible de me\u0301tal et cre\u0301ent un nuage de diffe\u0301rents atomes. Ceux-ci sont ensuite de\u0301barrasse\u0301s d’un certain nombre d’e\u0301lectrons a\u0300 l’aide d’un laser, ce qui permet d’obtenir des radio-isotopes comme l’actinium 225 ou le terbium 161.<\/p>\n

Ce sont pre\u0301cise\u0301ment ces radio-isotopes, e\u0301mettant un rayonnement d’une tre\u0300s forte intensite\u0301, qui permettent de de\u0301truire les cellules cance\u0301reuses. Pour les conduire aupre\u0300s de celles-ci, on fait appel a\u0300 une mole\u0301cule dite porteuse. Elles se fixent a\u0300 des prote\u0301ines spe\u0301cifiques que ces cellules arborent a\u0300 leur surface en plus grand nombre que les cellules saines. Ainsi, la majorite\u0301 de ces dernie\u0300res sont pre\u0301serve\u0301es et les effets secondaires pour les patients sont conside\u0301rablement re\u0301duits.<\/p>\n

15 machines ne\u0301cessaires pour le parc nucle\u0301aire europe\u0301en<\/b><\/p>\n

Mais pour s’attaquer a\u0300 tous les actinides ge\u0301ne\u0301re\u0301s par les pays europe\u0301ens qui veulent sortir du nucle\u0301aire, il faudra plus d’un Myrrha. Les e\u0301quipes de Sylvain David, chercheur a\u0300 l’Institut national de physique nucle\u0301aire et de physique des particules du CNRS, ont fait le calcul pour le seul parc nucle\u0301aire franc\u0327ais: environ une tonne d’actinides est produite par nos re\u0301acteurs chaque anne\u0301e. \u00ab\u00a0Il faudrait un peu moins de quarante ans pour bru\u0302ler tous ces actinides, ce qui ne\u0301cessiterait 15 machines industrielles de type Myrrha, d’une puissance totale de 6000 me\u0301gawatts \u00ab\u00a0, avertit Hamid Ai\u0308t Abderrahim. Le prix de l’alternative a\u0300 l’enfouissement.<\/p>\n

L’Inde se met au thorium<\/b><\/p>\n

Le gouvernement indien vient d’achever en 2024 son premier prototype de re\u0301acteur surge\u0301ne\u0301rateur a\u0300 neutrons rapides a\u0300 Kokkilamedu, dans l’E\u0301tat du Tamil Nadu. Ce re\u0301acteur refroidi au sodium reposera sur l’utilisation de thorium 232, dont le minerai est beaucoup plus abondant que les gisements d’uranium et dont l’Inde posse\u0300de un quart des re\u0301serves mondiales. Par transmutation, le thorium produira in fine de l’uranium 233, un combustible fissile. Il pourra ainsi ge\u0301ne\u0301rer plus de matie\u0300re fissile qu’il n’en consomme. La production d’actinides mineurs pourrait e\u0302tre environ quatre fois plus faible que celle d’un re\u0301acteur a\u0300 eau pressurise\u0301e. Avec un volume passant de plusieurs tonnes a\u0300 quelques kilogrammes seulement.<\/p>\n

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