Le combustible Mox : une solution à tous nos problèmes ?

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Certaines centrales nucléaires en France pourraient utiliser des combustibles recyclés ! La fin des problèmes liés aux déchets nucléaires ? La fin des débats stériles ? La fin des écolos ? Ou la fin du monde tout court ?

Décryptage !

Rappelle comment fonctionne une centrale nucléaire ?

Premièrement, petit rappel, les centrales nucléaires fonctionnent avec de l'uranium, un minerai composé de trois isotopes : l'uranium 238 (à 99,3 %), l'uranium 235 (à 0,7 %) et l'uranium 234 (à un taux < 0,01 %). Pour être utilisé comme combustible dans les centrales nucléaires actuelles, l'uranium doit être enrichi en isotope 235 (seul isotope nucléide fissile de l'uranium naturel), jusqu'à une teneur comprise entre 3 % et 5 %. Il y a donc un petit temps de préparation tout de même entre l'uranium qu'on récupère et celui qu'on balance dans nos centrales.

Une fois mis dans les centrales, celles-ci vont faire caca :

• De l'uranium non consommé en grande quantité (~94 %), qui peut être recyclé dans certains cas.
• Des produits de fission (~4 %), du césium-137 et du strontium-90, des produits avec des noms barbares mais qui sont radioactifs seulement à court terme.
• Du plutonium (~1 %), qui pourrait potentiellement être réutilisé dans le fameux combustible MOX.
• Et enfin, des éléments comme le neptunium, l'américium et le curium, responsables de la radioactivité à très long terme.

Pour faire simple, environ 6 % du combustible usé est constitué de déchets hautement radioactifs, tandis que 94 % restent réutilisables sous certaines conditions.

Maintenant que vous savez tout ça, nous allons pouvoir nous intéresser à ce fameux combustible MOX, qui fait mouiller toutes les groupies de JANCOVICI !

Le MOX

Le mélange d'oxydes, appelé MOX, est un mélange de 93 % d'oxyde d'uranium et de 7 % d'oxyde de plutonium. Ce qui nous intéresse, c'est le fameux plutonium, qui fait partie des déchets de notre centrale et qui pourrait donc être réutilisé.

Le plutonium n'existe quasiment plus dans la nature mais est créé par l'irradiation du combustible à l'uranium dans les réacteurs nucléaires. Comme l'uranium, le plutonium est une matière à haute valeur énergétique : la fission d'un gramme de plutonium produit plus d'énergie que la combustion d'une tonne de pétrole.

Le plutonium 239, isotope fissile, est produit dans les réacteurs nucléaires à partir d'uranium 238. L'uranium 238 capture un neutron et se transforme en uranium 239. À son tour, l'uranium 239 transmute en neptunium 239 par transformation d'un neutron en proton et éjection d'un électron. Le neptunium 239 se transforme enfin en plutonium 239 par un processus similaire.

Le plutonium apparaît comme le messie, car il permettrait de réduire la toxicité à long terme des déchets nucléaires et de faire des économies d'uranium. De plus, un réacteur qui fonctionne avec 30 % de combustible MOX consomme autant de plutonium qu'il en produit. Il contribue ainsi à l'effort de stabilisation des stocks de matières nucléaires.

Les déchets nucléaires

Aujourd'hui, le traitement du combustible usé consiste à séparer les matières valorisables (uranium et plutonium) des déchets ultimes (produits de fission). Après trois à quatre ans en réacteur, le combustible est stocké dans des piscines pour une désactivation initiale, puis transféré à l'usine de La Hague pour un entreposage prolongé de cinq à huit ans. Il est ensuite cisaillé, dissous dans de l'acide et traité pour extraire les matières valorisables : l'uranium est transformé en gaz (UF6) ou en oxyde pour recyclage, et le plutonium est conditionné sous forme d'oxyde pour des usages futurs. Les déchets ultimes, conditionnés en colis spécifiques, sont ainsi réduits en volume (par 5) et en toxicité à long terme (par 10).

C'est à ce moment-là que le plutonium et l'uranium peuvent être réutilisés pour fabriquer du combustible MOX. Le combustible MOX est également utilisé pour transformer du plutonium militaire en source d'énergie civile. La technologie MOX française a été retenue dans le cadre du programme de non-prolifération mis en place par les États-Unis et la Russie. Ce programme vise à éliminer une partie des stocks de plutonium d'usage militaire excédentaire (68 tonnes) en les utilisant dans du combustible pour produire de l'électricité.

Le combustible MOX, utilisé dans des réacteurs à eau légère depuis plus de 40 ans, n'est pas une nouveauté : il a été introduit en 1972 en Allemagne, en 1984 en Suisse, en 1987 en France et en 1995 en Belgique. À ce jour, 44 réacteurs dans le monde utilisent du MOX, dont 22 en France, avec 2 réacteurs supplémentaires autorisés en 2014. Cependant, ces réacteurs ne sont pas chargés à 100 % en MOX : en France, ils en contiennent en moyenne 30 %. Les discussions autour du MOX s'intensifient avec les nouvelles centrales comme l'EPR de Flamanville, qui pourraient accueillir jusqu'à 50 % de MOX dans leur cœur.

Conclusion

Cette technologie n'est pas née de la dernière pluie : elle est déjà bien rodée en France. Ce n'est pas une révolution écologique ni une baguette magique pour la gestion des déchets nucléaires, même si intensifier son usage aiderait à faire baisser notre stock de plutonium et notre appétit pour l'uranium.

En clair, le MOX ne représente ni une solution miracle à tous nos défis énergétiques, ni un danger incontrôlé, car cette technologie est bien maîtrisée et utilisée depuis des décennies !!