Le LPSC à la pointe de la recherche sur les réacteurs à sels fondus

Face aux défis de la transition énergétique, le Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC) de Grenoble mise sur les réacteurs à sels fondus, une technologie nucléaire innovante combinant sûreté, durabilité et valorisation des déchets.

Contrairement aux réacteurs conventionnels à combustible solide refroidis à l’eau, qui reposent sur l’uranium enrichi – ressource rare représentant seulement 0,7 % de l’uranium naturel – les réacteurs à sels fondus (RSF) utilisent un combustible liquide. Celui-ci consiste en un sel fondu dans lequel le matériau fissile est dissous. Cette particularité permet non seulement une gestion plus souple du combustible, mais aussi un retraitement plus direct et efficace des déchets. Plus encore, les RSF offrent une flexibilité inédite en termes de combustibles : ils peuvent fonctionner à l’uranium, au thorium, au plutonium, voire avec des déchets issus d’autres réacteurs, élargissant ainsi la palette des ressources exploitables et réduisant considérablement les volumes de déchets radioactifs à longue durée de vie.

Sous la direction d’Elsa Merle, enseignante-chercheuse à Grenoble INP - Phelma, UGA, l’équipe du LPSC concentre ses efforts sur les RSF à neutrons rapides. Ce type de réacteur permet une meilleure exploitation du combustible tout en brûlant les déchets nucléaires les plus problématiques, comme le plutonium et les actinides mineurs. « On transforme ainsi des déchets actifs pendant des centaines de milliers d’années en résidus bien plus faciles à gérer », expliquent les scientifiques dans un communiqué.

La sûreté intrinsèque constitue un autre atout majeur. En cas de dysfonctionnement, le combustible liquide peut être évacué automatiquement vers des réservoirs passifs où il se solidifie sans intervention humaine, éliminant le risque de fusion du cœur. Ce concept réduit significativement les besoins en systèmes de sécurité complexes et diminue les risques d’accidents graves.

Une contribution majeure à la transition énergétique
Au-delà des aspects techniques, le LPSC s’attaque également aux questions d’intégration des RSF dans les futurs mix énergétiques. Grâce à des travaux de modélisation et de simulation poussés, les chercheurs explorent la viabilité de ces réacteurs à l’échelle d’un réseau énergétique global, en tenant compte notamment de leur capacité à produire plus de matière fissile qu’ils n’en consomment – une propriété clé pour la durabilité du nucléaire à long terme.

Leur grande flexibilité opérationnelle en fait des alliés précieux dans un mix où les énergies renouvelables, variables par nature, occupent une place croissante.

Une filière d’avenir en construction
Les enjeux de corrosion des matériaux ou encore de traitement du combustible font l’objet de recherches intensives, en synergie avec des laboratoires comme l’IJCLab à Orsay. En parallèle, le LPSC contribue à la formation d’ingénieurs spécialisés, assurant ainsi la transmission du savoir et la continuité des recherches dans ce domaine stratégique.

Une reconnaissance internationale croissante
Pionnier du domaine, le LPSC a été le premier en 2008 à proposer un concept de RSF à neutrons rapides dans le cadre du Forum International Génération IV. Depuis, l’intérêt mondial s’est amplifié : la Chine a lancé un programme expérimental dès 2013 et plusieurs start-ups, y compris françaises, investissent dans le développement de petits réacteurs modulaires reposant sur cette technologie.

Le LPSC s’est intégré dans un large réseau de collaborations, tant industrielles qu’académiques, avec des partenaires tels que Framatome, Orano, EDF, NAAREA ou encore le CEA, sans oublier sa participation active à des projets européens et au sein de l’Agence Internationale de l’Énergie Atomique (AIEA).