Le Problème du Recyclage Que l'Énergie Nucléaire Ne Peut Pas Résoudre
L'énergie nucléaire connaît une véritable renaissance, avec de nouveaux réacteurs en construction ou en phase avancée de planification dans des dizaines de pays, des conceptions de réacteurs avancés attirant des investissements privés sans précédent, et les gouvernements s'engageant à la nucléaire comme composant central de leurs stratégies d'énergie propre. Cependant, l'un des défis pratiques les plus persistants de l'énergie nucléaire — que faire avec le combustible usé — reste largement non résolu, et une analyse détaillée par MIT Technology Review examine pourquoi la solution évidente du retraitement et du recyclage de ce combustible n'a pas été plus largement adoptée.
La chimie basique du combustible nucléaire usé rend le recyclage conceptuellement simple. Après que les barres de combustible d'uranium aient été utilisées dans un réacteur, seule une fraction de leur matière fissile a réellement été consommée. Le combustible usé contient de grandes quantités d'uranium-238, des quantités plus petites de plutonium-239 fissile et d'uranium-235, et une collection de produits de fission à vie courte et d'actinides à vie longue. Séparer ces composants par retraitement chimique permet à l'uranium et au plutonium d'être recyclés en nouveau combustible, réduisant à la fois le volume de déchets de haut niveau nécessitant une disposition permanente et la demande d'uranium nouvellement extrait.
Pourquoi la France le Fait et les États-Unis Non?
La France opère le retraitement commercial du combustible nucléaire à son installation de La Hague depuis 1976, recyclant le combustible usé de ses propres réacteurs et de clients au Japon, en Allemagne et dans d'autres nations. Le programme français a traité des milliers de tonnes de combustible usé et a démontré que le retraitement est techniquement viable à l'échelle industrielle. Le Japon a également investi massivement dans l'infrastructure de retraitement à Rokkasho, bien que cette installation ait connu des retards répétés.
Les États-Unis, en revanche, ont explicitement interdit le retraitement commercial en 1977 sous le Président Carter, motivés par des préoccupations concernant le risque de prolifération de la séparation du plutonium — qui peut être utilisé dans les armes nucléaires — dans les installations nucléaires civiles. Cette politique a été nominalement annulée sous le Président Reagan, mais le retraitement commercial n'a jamais repris, et le combustible usé américain s'est accumulé sur les sites des réacteurs en stockage de conteneurs secs en attente d'un dépôt permanent qui n'a pas été construit.
L'économie est une partie significative de l'explication. Le retraitement est plus cher que l'extraction d'uranium frais aux prix actuels de l'uranium, qui sont restés assez bas pour que les services publics aient peu d'incitation financière à payer la prime pour le combustible recyclé. Sans un prix du carbone qui comptabilise le coût à long terme de l'exploitation minière d'uranium ou un mandat politique pour le retraitement, le signal du marché pointe vers la poursuite de l'utilisation de combustible frais et l'accumulation continue de combustible usé dans le stockage provisoire.
La Préoccupation de Prolifération
La préoccupation de prolifération qui a animé l'interdiction originale de Carter n'a pas disparu. Le processus PUREX utilisé dans le retraitement conventionnel sépare le plutonium dans une forme pure qui pourrait théoriquement être détourné pour un usage dans les armes — une préoccupation particulièrement aigüe lorsque la technologie de retraitement est recherchée par des nations aux intentions nucléaires ambiguës.
Des technologies alternatives de retraitement qui maintiennent le plutonium mélangé avec d'autres actinides — le rendant moins adapté à un usage armement tout en permettant toujours qu'il soit recyclé en combustible de réacteur — ont été développées et démontrées à plus petite échelle. Les approches UREX+ et le traitement pyrométallurgique entrent dans cette catégorie, mais aucune n'a été déployée commercialement, et la transition de la démonstration en laboratoire à l'opération à l'échelle industrielle nécessite un investissement soutenu et une approbation réglementaire qui n'a pas été fournie dans la plupart des pays.
Les Réacteurs Avancés Changent l'Équation
La génération émergente de réacteurs nucléaires avancés — en particulier les réacteurs à neutrons rapides — change le calcul des déchets de manières importantes. Les réacteurs rapides peuvent utiliser les actinides qui constituent le composant à vie la plus longue des déchets nucléaires de haut niveau comme combustible, transmutant efficacement les composants de déchets les plus problématiques en produits de fission à vie plus courte. Une flotte de réacteurs rapides associée à des installations de retraitement pourrait, en principe, réduire considérablement le volume et la durée de vie des déchets nécessitant une disposition géologique permanente.
Ce scénario alimente l'intérêt renouvelé pour le retraitement parmi les développeurs de réacteurs avancés et les analystes de politique nucléaire. Mais cela nécessite un investissement au niveau du système — à la fois en capacité de retraitement et en déploiement de réacteurs rapides — qui va bien au-delà de ce à quoi n'importe quel pays s'est engagé, et le calendrier pour que ce système arrive à maturité est mesuré en décennies plutôt qu'en années.
Cet article est basé sur des reportages de MIT Technology Review. Lire l'article original.
Originally published on technologyreview.com
