L’Inde vient de démarrer un réacteur capable de fabriquer plus de combustible qu’il n’en consomme. Derrière cette prouesse, un principe physique vieux de 80 ans que seuls quatre pays au monde tentent de maitriser.
Un moteur qui produit sa propre essence
Imaginez une voiture dont le réservoir se remplit pendant que vous roulez. L’image est caricaturale, mais elle résume le concept du réacteur surgénérateur. Dans un réacteur nucléaire classique, l’uranium 235 se casse sous l’impact d’un neutron, libère de la chaleur et deux ou trois neutrons supplémentaires. Ces neutrons entretiennent la réaction en chaine, et c’est tout. Quand le stock d’uranium 235 s’épuise, on change le combustible.
Le surgénérateur va plus loin. Il récupère les neutrons « en trop » pour les envoyer percuter de l’uranium 238, un isotope considéré comme un déchet dans les centrales ordinaires. Sous l’impact, l’uranium 238 capture le neutron, se transforme en neptunium 239, puis en plutonium 239 en l’espace de deux jours. Ce plutonium 239 est lui-même fissile : il peut alimenter le réacteur. Résultat, le surgénérateur crée plus de matière fissile qu’il n’en brule.
99,3 % de l’uranium dort dans les réserves mondiales
Pour saisir l’enjeu, il faut regarder la composition de l’uranium naturel. Sur 1 000 atomes extraits d’une mine, 993 sont de l’uranium 238 et seulement 7 de l’uranium 235, le seul directement utilisable dans les réacteurs classiques. Autrement dit, 99,3 % de l’uranium extrait dans le monde finit en « uranium appauvri », entreposé dans des conteneurs sans emploi. La France en stocke plus de 300 000 tonnes sur le site de Bessines-sur-Gartempe et au Tricastin, selon l’Institut de radioprotection et de sureté nucléaire.
Un surgénérateur change la donne. En convertissant l’uranium 238 en plutonium 239, il multiplie les réserves exploitables par un facteur de 60 à 100, selon les estimations du Commissariat à l’énergie atomique. Avec la même quantité de minerai, l’humanité passerait de quelques siècles à plusieurs millénaires de production électrique.
La clé : des neutrons rapides et du sodium liquide
Tout repose sur la vitesse des neutrons. Dans un réacteur classique (dit « à eau pressurisée »), l’eau sert à la fois de caloporteur, pour évacuer la chaleur, et de modérateur, pour ralentir les neutrons. Des neutrons lents fissionnent bien l’uranium 235, mais ils ne parviennent pas à convertir efficacement l’uranium 238 en plutonium.
Le surgénérateur supprime le modérateur. Les neutrons conservent leur énergie d’origine, autour d’un million d’électronvolts, contre 0,025 électronvolt dans un réacteur classique. A cette vitesse, ils provoquent à la fois la fission du plutonium présent dans le cœur et la transmutation de l’uranium 238 disposé en couverture fertile autour du cœur. Deux réactions pour le prix d’une.
Mais sans eau, comment évacuer la chaleur ? La réponse tient en deux mots : sodium liquide. Ce métal fond à 98 °C et bout à 883 °C, ce qui offre une large plage de fonctionnement sans pression excessive. Il conduit la chaleur 80 fois mieux que l’eau. Le problème, c’est qu’il s’enflamme au contact de l’air et explose au contact de l’eau. Chaque circuit de refroidissement doit donc être hermétique, avec un circuit intermédiaire de sodium pour isoler le cœur radioactif de la turbine à vapeur.
De Superphénix à Kalpakkam : 50 ans de paris industriels
La France a été pionnière. Rapsodie, un petit réacteur expérimental de 40 mégawatts thermiques, a fonctionné à Cadarache de 1967 à 1983. Phénix, sa version industrielle de 250 mégawatts électriques, a tourné à Marcoule pendant 35 ans. Puis est venu Superphénix, le géant de Creys-Malville : 1 242 mégawatts électriques, le plus puissant surgénérateur jamais construit. Mis en service en 1986, il n’a fonctionné que 53 mois sur 144, plombé par des fuites de sodium, des contentieux juridiques et un climat politique hostile. Lionel Jospin a signé sa fermeture définitive en 1997. Cout total de l’aventure : 9,1 milliards d’euros, selon la Cour des comptes.
La Russie a tenu bon. Son réacteur BN-600, lancé en 1980, reste en service à Zarechny, dans l’Oural. Le BN-800, 880 mégawatts électriques, a rejoint le réseau en 2016 et fonctionne avec du combustible MOX (mélange d’oxydes d’uranium et de plutonium). Moscou prépare déjà le BN-1200, un modèle commercial prévu pour la décennie 2030.
La Chine a raccordé son premier CFR-600 en 2023 à Xiapu, dans la province du Fujian. Un second réacteur identique doit démarrer cette année. Pékin investit massivement dans la filière, avec du combustible fourni par la Russie dans un premier temps.
L’Inde, elle, a attendu 22 ans. Son Prototype Fast Breeder Reactor de 500 mégawatts électriques, à Kalpakkam dans le Tamil Nadu, a atteint la criticité le 6 avril 2026 à 20 h 25. La réaction en chaine contrôlée a démarré. Le raccordement au réseau est prévu pour septembre 2026, ce qui ferait de l’Inde le deuxième pays après la Russie à exploiter un surgénérateur de taille commerciale.
Pourquoi l’Inde mise gros sur cette technologie
New Delhi dispose de très peu d’uranium. Ses réserves prouvées couvrent à peine les besoins de ses 23 réacteurs classiques en service. En revanche, le pays détient environ 25 % des réserves mondiales de thorium, un autre élément fertile. Le plan nucléaire indien, conçu dans les années 1950 par le physicien Homi Bhabha, repose sur trois étapes. La première utilise des réacteurs classiques pour produire du plutonium. La deuxième, celle du PFBR, utilise ce plutonium dans des surgénérateurs pour produire de l’électricité et convertir du thorium 232 en uranium 233. La troisième étape, encore théorique, exploitera cet uranium 233 dans des réacteurs dédiés au thorium.
Le surgénérateur indien s’inscrit donc dans une stratégie d’autonomie énergétique sur plusieurs générations. Le Département de l’énergie atomique prévoit de construire six réacteurs rapides supplémentaires de 600 mégawatts chacun, selon son rapport annuel 2025.
Les risques restent sur la table
Le sodium liquide inquiète les ingénieurs autant qu’il les fascine. Superphénix a connu deux fuites majeures : 20 tonnes de sodium dans le barillet de stockage en 1987, puis une fuite dans le circuit secondaire en 1990. Le réacteur japonais Monju, à Tsuruga, a été définitivement fermé en 2016 après une fuite de sodium qui avait provoqué un incendie en 1995, seulement quatre mois après sa mise en service.
Le plutonium pose un autre problème. Matériau fissile de qualité militaire, il alimente les craintes de prolifération nucléaire. Le traité de non-prolifération n’interdit pas la production de plutonium civil, mais la frontière entre les deux usages reste mince. Le cas indien est d’autant plus sensible que le pays n’a jamais signé ce traité.
Enfin, le cout reste élevé. Construire un surgénérateur revient deux à trois fois plus cher qu’un réacteur à eau pressurisée de puissance équivalente, selon l’Agence internationale de l’énergie atomique. Le PFBR indien, initialement budgété à 34,9 milliards de roupies (environ 380 millions d’euros), a couté presque le double.
Une technologie en sursis ou en renaissance
Quatre pays exploitent ou construisent des surgénérateurs : la Russie, la Chine, l’Inde et, dans une moindre mesure, le Japon qui démantèle Monju mais étudie de nouveaux concepts. La France a tourné la page avec Superphénix, même si le CEA a travaillé sur le projet ASTRID (Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration) avant son abandon en 2019, faute de financement.
Le débat revient pourtant sur la table. Les surgénérateurs peuvent « bruler » une partie des déchets nucléaires les plus toxiques, les actinides mineurs, en les transmutant en éléments à durée de vie plus courte. Un argument de poids alors que la question du stockage des déchets à haute activité reste l’un des principaux obstacles à l’acceptation du nucléaire. Le projet Cigéo, à Bure, prévoit d’enfouir ces déchets pour des centaines de milliers d’années. Les surgénérateurs pourraient réduire ce délai à quelques siècles.
La criticité du PFBR indien relance un débat que Superphénix avait gelé en Europe. La filière des neutrons rapides n’est plus un rêve de physicien : elle produit de l’électricité en Russie depuis 1980 et s’industrialise en Asie. La Commission européenne intègre le nucléaire dans sa taxonomie verte depuis 2022, et six réacteurs rapides supplémentaires sont déjà planifiés en Inde. Le prochain chapitre de cette histoire s’écrira sans doute en Asie.
