Dis que tu veux pour fabriquer du combustible nucléaire : Prenez de l’uranium et, grâce à la magie moléculaire, transformez cet élément métallique lourd en gaz. Ensuite, mettez-le dans une centrifugeuse et faites-le tourbillonner dans une tornade radioactive, jusqu’à ce que les particules les plus légères se regroupent vers le centre. Ce sont les molécules contenant l’isotope 235 de l’uranium. C’est l’isotope qu’il vous faut, car il peut produire de l’énergie lorsqu’il est divisé. Faites cela encore et encore dans une série de centrifugeuses connues sous le nom de cascade, siphonnant l’U-235 à chaque fois, et bientôt vous aurez de l’uranium faiblement enrichi, combustible pour un réacteur nucléaire traditionnel. Allez assez longtemps et vous finirez par atteindre un enrichissement élevé – et peut-être aurez-vous l’étoffe d’une bombe.
Il y a quelques semaines, si vous aviez demandé à Jeff Navin, qui dirige la politique gouvernementale chez TerraPower, une startup de l’énergie nucléaire soutenue par Bill Gates, où il s’attendait à ce que le premier lot de combustible pour les nouveaux réacteurs de son entreprise soit produit, il aurait avait une réponse directe : la Russie. Les conceptions de réacteurs avancés comme celles de TerraPower ne sont que des propositions pour le moment, mais elles promettent d’être plus sûres et plus sveltes que les centrales massives d’aujourd’hui. L’espoir est qu’ils pourraient revigorer l’énergie nucléaire aux États-Unis et en Europe, où les vieux réacteurs ferment plus vite que les nouveaux ne sont construits. Aux États-Unis, seules deux usines sont en construction, et elles ont connu des retards massifs et des dépassements de coûts. En théorie, les réacteurs avancés pourraient être moins chers à construire, offrant un complément aux sources d’énergie renouvelables comme l’éolien et le solaire.
Mais pour que cela se produise, ils ont besoin d’un type spécial de carburant qui peut fournir de l’énergie dans un ensemble plus petit et plus efficace. Pas de l’uranium enrichi à 5 %, comme le combustible des centrales nucléaires d’aujourd’hui, mais jusqu’à 20 % d’U-235, qui est le seuil pour l’uranium « hautement enrichi ». À l’heure actuelle, le seul endroit qui peut enrichir l’uranium à ce point idéal est la Russie. En particulier, il est fabriqué par une société appelée Tenex, une filiale de la société d’énergie nucléaire du gouvernement, Rosatom. En 2020, lorsque le ministère de l’Énergie a annoncé son programme de démonstration de réacteurs avancés – comprenant un prix de 160 millions de dollars réparti entre TerraPower et son concurrent X-Energy pour construire des réacteurs pilotes d’ici 2027 – il était clair que la Russie serait la première source de carburant.
Puis vint la guerre en Ukraine. « Cela a définitivement changé nos plans », déclare Navin. « Nous n’avons aucun intérêt à soutenir une entité publique russe. » Il y avait toujours des inquiétudes, dit-il, sur la dépendance au carburant russe. Le plan initial de la société était d’alimenter le premier réacteur avec l’aide de la Russie, puis de passer à une chaîne d’approvisionnement nationale qui aurait été construite entre-temps. Maintenant, avec beaucoup de ses collègues et concurrents de l’industrie des réacteurs avancés, Navin se démène pour trouver où trouver ce combustible sans faire dérailler leur calendrier.
Le besoin de ce combustible – appelé HALEU, ou uranium faiblement enrichi à dosage élevé – est principalement théorique, car il n’existe pas encore de réacteurs avancés. Actuellement, la demande américaine pour ce matériel est limitée à l’armée, aux isotopes pour les traitements médicaux et aux applications de recherche spatiale, comme d’éventuels systèmes énergétiques pour les engins spatiaux. L’Administration nationale de la sécurité nucléaire a mis de côté suffisamment d’uranium enrichi pour satisfaire ces besoins jusqu’en 2060. La Russie, cependant, enrichit activement la nouvelle HALEU, en partie parce qu’elle maintient un petit parc d’usines de style ancien qui utilisent un combustible de qualité supérieure. Bien que l’industrie nucléaire soit, de même que les importations de gaz naturel et de nickel pour les batteries de voitures électriques, exemptées jusqu’à présent des récentes sanctions, l’uranium russe est désormais considéré comme radioactif par les entreprises américaines.
« Franchement, soyons réalistes. Je ne pense pas que cette option soit sur la table », déclare Jacob DeWitte, PDG d’Oklo, une startup de la Silicon Valley qui conçoit son propre réacteur dépendant de HALEU. « En ce moment, il y a un véritable écart : nous ne pouvons pas l’importer et nous ne pouvons pas encore le produire. »
De tous les moyens de fabriquer HALEU, le moyen le plus rapide pour les États-Unis d’accélérer la production consisterait à «mélanger à la baisse» l’uranium hautement enrichi dont ils disposent déjà. Ce processus, qui consiste à le mélanger avec du métal non enrichi, a été fait de nombreuses fois auparavant. Il y a quelques décennies, alors que la guerre froide touchait à sa fin, l’armée avait un problème inattendu : trop d’uranium de qualité militaire. Les traités de non-prolifération avec la Russie et d’autres pays signifiaient que le monde voulait moins d’armes nucléaires, alors l’armée a fait le bilan de l’uranium enrichi dont elle disposait et a transformé l’excédent en combustible pour les réacteurs standard, c’est-à-dire un enrichissement de 5 %, ou en dessous du statut HALEU. À l’époque, il y avait peu de protestations. Qui veut avoir un tas d’uranium de qualité militaire assis alors qu’il pourrait être utilisé pour de l’énergie propre ?
Aujourd’hui, l’industrie des réacteurs avancés revient sur ces décisions avec un certain regret. « Personne ne perdrait le sommeil en ce moment si nous avions encore une réserve de carburant », déclare DeWitte. Lui et d’autres acteurs de l’industrie plaident pour que l’armée réexamine si ses stocks restants peuvent être convertis en HALEU, bien que DeWitte reconnaisse qu’« emprunter » des ressources nucléaires au gouvernement serait politiquement risqué.