Myrrha, le projet belge qui veut en finir avec les déchets les plus radioactifs

©myrrha

La construction de Myrrha a commencé. Ce nouveau réacteur de recherche, basé à Mol, veut prouver qu'il est possible de diviser par 1.000 la radiotoxicité de la partie la plus problématique du combustible nucléaire. Un projet soutenu par la Belgique, mais à l'envergure internationale.

Avant de pénétrer dans la salle qui abrite Guinevere, Hamid Aït Abderrahim, directeur général adjoint du SCK-CEN, le centre de recherche nucléaire basé à Mol, et responsable du projet Myrrha, veut nous faire voir le BR1, un réacteur de recherche qui a été le premier réacteur nucléaire du pays, et qui ressemble à s'y méprendre à celui dessiné par Hergé dans Objectif Lune. "La BD est parue en 1953, nous avons commencé à construire en 1955, précise-t-il, rigolard. Mais un des conseillers d'Hergé, un ingénieur des Acec, avait visité un réacteur du même type aux Etats-Unis."

Une cinquantaine de mètres plus loin, dans un autre local, en haut d'une volée d'escaliers, nous découvrons un enchevêtrement de tuyaux: c'est la partie supérieure de Guinevere. Mis en service en 1964, ce petit réacteur, qui s'appelait à l'origine Venus, a été profondément transformé pour devenir une sorte de modèle réduit de Myrrha, et baptisé du nom de la femme du roi Arthur. "Nous avons commencé les premières expériences en 2009, qui nous permettent de faire des calculs neutroniques fiables qui viendront soutenir le dossier de sûreté de Myrrha", souligne Hamid Aït Abderrahim.

La particularité de Guinevere? Il est refroidi au plomb, et piloté par un accélérateur de particules, construit par le CNRS, qui permet de produire les neutrons qui vont provoquer la réaction de fission. "C'est ce qu'on appelle un réacteur sous-critique: il ne contient pas suffisamment d'uranium pour avoir une réaction en chaîne soutenue, décode le patron du projet Myrrha. Dès qu'on coupe l'accélérateur de particules, il s'arrête." L'avantage? Cela permet de piloter un réacteur plus "nerveux", un réacteur à neutrons rapides, plus difficile à contrôler.

La transmutation des déchets

"Le but de Myrrha, c'est de faire de la transmutation des déchets nucléaires, c'est-à-dire de casser les noyaux des actinides mineurs, les résidus hautement radiotoxiques qui se forment lors de l'irradiation du combustible nucléaire, poursuit l'ingénieur en énergie nucléaire, qui est aussi physicien. Pour cela, il faut des neutrons rapides."

Dans un réacteur nucléaire classique, destiné à produire de l'électricité, il arrive en effet qu'un neutron frappe un noyau d'uranium, mais qu'au lieu de le casser, il soit absorbé par ce noyau. L'uranium devient ainsi du neptunium. Si celui-ci capte à son tour des neutrons, il se transforme en plutonium, puis en américium, puis en curium...

Pour une tonne d'uranium enrichi utilisé en réacteur commercial, on se retrouve avec 935 kilos d'uranium, 12 kilos de plutonium, environ 1 kilo de neptunium-237, 800 grammes d'américium et 600 grammes de curium. "Si nous parvenons à casser ces noyaux lourds qui nous ennuient tant dans le combustible usé, leur radiotoxicité va être ramenée de 300.000 ans à 300 ans. Et en récupérant l'uranium, le plutonium et les actinides du combustible nucléaire, nous allons réduire d'un facteur 100 la quantité de déchets ultimes à placer en stockage géologique. Cette transmutation des actinides mineurs a déjà été réalisée à l'échelle du laboratoire, nous devons maintenant passer à l'échelle préindustrielle pour démontrer que c'est faisable: c'est l'objectif de Myrrha", résume Hamid Aït Abderrahim. "Cela pourrait conduire ensuite à la construction d'un réacteur industriel pour la transmutation des déchets nucléaires, pas nécessairement en Belgique: c'est une infrastructure qui devrait se faire à l'échelle de l'Europe."

Mais le chemin est encore long, très long. Alors que l'accélérateur de Guinevere ne fait qu'une dizaine de mètres, celui de Myrrha fera près de 300 mètres. D'ici 2026, il est prévu de construire un accélérateur de particules de 100 MeV (mégaélectronvolts), pour démontrer la fiabilité de l'accélérateur de 600 MeV qui doit être construit dans une deuxième phase.

Les premiers mètres de cet accélérateur sont actuellement assemblés au cyclotron de Louvain-la-Neuve. Une infrastructure qui, dès 2027, devrait produire des radio-isotopes médicaux innovants, et notamment toute une nouvelle gamme thérapeutique, et non plus seulement des radio-isotopes destinés au diagnostic. À partir de 2027, l'accélérateur de particules de 600 MeV et le réacteur lui-même devraient être construits en parallèle, pour avoir une infrastructure pleinement opérationnelle en 2034.

À plus long terme, Myrrha pourrait aussi aider à développer de nouveaux réacteurs, plus sûrs et plus efficaces. "Les réacteurs rapides produisent 100 fois plus d'énergie avec la même quantité de combustible, explique le directeur adjoint du SCK-CEN. Et ils sont aussi plus flexibles, ce qui est fondamental dans un monde qui développe les énergies renouvelables intermittentes."

Des collaborations par dizaines

Le projet, né en terres belges, attire des chercheurs du monde entier et suscite collaborations et partenariats, tant en Belgique qu'à l'international. Myrrha travaille ainsi étroitement avec les universités belges, mais aussi une trentaine d'universités et une vingtaine de centres de recherche situés ailleurs en Europe. Il collabore aussi avec des entreprises comme IBA. Il mobilise actuellement 150 ingénieurs, scientifiques et techniciens d'une trentaine de pays. Depuis 1998, Myrrha a déjà accueilli une quarantaine de doctorants, et donné naissance à la spin-off Magics Instrument, qui a développé des puces électroniques hautement résistantes aux rayonnements radioactifs.

À quelques pas de Guinevere, tout un hall technologique est consacré à des expériences destinées à faire avancer le projet Myrrha. Une équipe internationale de jeunes chercheurs s'y attelle. Belges, Italiens, Français, Espagnols, Marocains ou Russes, ils nous expliquent avec enthousiasme le but de leurs recherches, les découvertes qu'elles génèrent et les nouvelles questions qu'elles suscitent.

Ici, des expériences permettent de mieux comprendre le comportement du plomb bismuth, ce métal qui devient liquide à 122 degrés et qui présente l'avantage de ne pas ralentir le flux de neutrons, et qui va être utilisé pour refroidir Myrrha. Un peu plus loin, la résistance des engrenages, roulements, câbles et ressorts des robots qui vont travailler sur Myrrha est testée. Dans le fond du hall, une maquette de Myrrha à l'échelle 1/6 permet de simuler le comportement thermo-hydraulique du futur réacteur. D'autres installations étudient la chimie du bismuth ou la corrosion des matériaux.

"Myrrha est un projet formidable, qui met la barre très haut et permet de continuer à attirer les meilleurs étudiants, à l'heure où le secteur de l'énergie nucléaire a un problème d'image, conclut Hamid Aït Abderrahim. Chercher des solutions innovantes pour la gestion des déchets nucléaires ou pour de nouvelles applications médicales, c'est passionnant. Cela permet de construire l'avenir, en maintenant en Belgique une expertise indispensable dans le domaine du nucléaire."

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