Le banc d'essai Moran du Laboratoire national de l'Idaho achève les préparatifs de déploiement de l'unité mobile de dégainage du combustible irradié

Un ensemble mobile sur skid dédié au traitement et au dégainage des gaines de combustible nucléaire irradié (Cladding) a été officiellement déclaré prêt à être mis en service à l'installation d'essai de combustibles nucléaires Moran (Moran Nuclear Fuels Test Facility) du Laboratoire national de l'Idaho (Idaho National Laboratory, INL). Le financement de la fabrication de ce système sur skid provient de l'“initiative Athena” (Athena Initiative), lancée en 2022 par le “programme de gestion de la non-prolifération” (Nonproliferation Stewardship Program) de l'Administration nationale de la sécurité nucléaire des États-Unis (National Nuclear Security Administration, NNSA), visant à fournir un soutien scientifique essentiel à la stratégie de non-prolifération des États-Unis.

Le banc d'essai Moran est situé dans le bâtiment PBF-622 d'origine, au sein du complexe d'essais d'infrastructures critiques (Critical Infrastructure Test Range Complex) du Laboratoire national de l'Idaho. Il s'agit d'une installation de recherche à l'échelle pilote (Pilot-scale), principalement destinée à l'étude approfondie du procédé d'extraction par oxydoréduction plutonium-uranium (Plutonium Uranium Reduction Extraction, PUREX). Bien que la technologie de retraitement hydrométallurgique PUREX soit largement utilisée dans le cycle du combustible irradié commercial dans certains pays étrangers, la voie américaine du retraitement commercial a été pratiquement abandonnée dans les années 1970 en raison de préoccupations liées aux risques de prolifération nucléaire ; le dégainage du combustible irradié (Decladding) réalisé à l'installation Moran vise à fournir un support de validation pour la construction d'infrastructures de sécurité nucléaire et la formation de professionnels de la non-prolifération des matières nucléaires.

Ce système sur skid a été conçu et fabriqué conjointement par le Laboratoire national de l'Idaho, la société Integrated Solutions & Designs et la société Campbell Technical Services au cours de 20 mois ; il a été livré au laboratoire en avril 2026 et a achevé avec succès plusieurs mois de démonstrations et de validations intégrées. Avant la réalisation des expériences, la gaine métallique externe du combustible nucléaire, destinée à la protection contre la corrosion et au confinement des produits de fission, doit être efficacement séparée des pastilles de combustible à base d'uranium internes ; cet équipement sur skid réalise une élimination mécanique efficace de la gaine par l'application de plusieurs étapes successives sur les crayons de combustible irradié : marquage mécanique par compression (Crimping), découpe par cisaillement (Chopping) et dégainage.

En phase de fonctionnement initial, ce dispositif sera d'abord utilisé pour le traitement du combustible Magnox, un type de combustible de réacteur à caloporteur gaz développé au Royaume-Uni au milieu du XXe siècle. Cet équipement sur skid a déjà validé avec succès les fonctions de compression et de cisaillement sur le combustible Magnox les 5 mai et 2 juin de cette année. Bien que le dernier réacteur Magnox au monde ait été mis à l'arrêt définitif fin 2015, le combustible irradié résiduel est encore utilisé par diverses parties pour la conversion en combustible nucléaire d'oxyde mixte (Mixed Oxide Fuel, MOX) ou pour des essais de recherche ; le lot de combustible utilisé pour les essais du Laboratoire national de l'Idaho a été transféré depuis l'Université technique nationale d'Athènes (National Technical University of Athens, NTUA) en Grèce, sous la coordination du programme de conditionnement mobile (Mobile Packaging Program) et du bureau de vérification des matières nucléaires (Office of Nuclear Materials Verification) de l'Administration nationale de la sécurité nucléaire des États-Unis.

Contrairement aux alliages de zirconium (Zirconium alloy) couramment utilisés pour les combustibles des réacteurs commerciaux à eau légère conventionnels, la gaine du combustible Magnox est constituée d'alliages spéciaux composés de métaux tels que le magnésium et l'aluminium. Kevin Lyon, responsable principal de la radiochimie et de la métrologie nucléaire au Laboratoire national de l'Idaho, souligne que cet équipement sur skid adopte une conception hautement polyvalente et modulaire, dont les unités électromécaniques clés pourront à l'avenir être flexiblement démontées, ajustées, repositionnées ou faire l'objet de mises à niveau technologiques, et ne se limite pas au seul traitement du combustible Magnox. Selon la planification à long terme, outre la plateforme Moran déjà en service, le Laboratoire national de l'Idaho prévoit également de construire, dans le cadre de l'“initiative Athena”, une seconde plateforme d'essai à boîte à gants pour les transuraniens (Transuranic, TRU) dénommée “Beartooth”, dont la mise en production est prévue pour 2028.