L'industrie américaine de l'énergie nucléaire est confrontée à un autre développement clé : le premier réacteur de nouvelle génération développé par une entreprise privée et utilisant la technologie des réacteurs à eau non légère a atteint un fonctionnement critique aux États-Unis pour la première fois depuis plus de 40 ans et a franchi l'étape importante de « l'allumage » au Laboratoire national de l'Idaho. Ce microréacteur d'essai, baptisé Antares Nuclear Mark-0, marque une nouvelle étape dans le développement de l'énergie nucléaire occidentale. Il s’agit également de l’un des premiers réacteurs avancés à atteindre les objectifs de criticité dans le cadre du « Reactor Pilot Program » du ministère américain de l’Énergie.
Selon l'introduction, le microréacteur Mark-0 a atteint ce que l'on appelle la « criticité initiale » ou « criticité alimentée à puissance nulle » le 4 juin 2026. Cela signifie que le réacteur est contrôlé à un niveau de puissance minimum juste suffisant pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne, non pas dans le but de générer ou d'exporter de l'énergie thermique, mais pour valider des paramètres critiques tels que le modèle physique informatique du réacteur, la géométrie du cœur, les performances des barres de commande et le comportement neutronique initial, sans avoir besoin d'une puissance thermique importante. débits de sortie et de refroidissement actif. Les initiés de l'industrie comparent cette étape à "l'allumage en douceur d'un moteur de voiture pour la première fois". Bien que la puissance ne soit pas élevée, elle revêt une importance fondamentale pour les opérations globales ultérieures.
Ce développement fait directement écho à l’objectif du DOE dans le cadre du Reactor Pilot Program visant à démontrer le fonctionnement critique d’au moins trois modèles de réacteurs avancés d’ici le 4 juillet 2026. Le projet, qui doit être lancé en 2025, vise à « dénouer » l’industrie nucléaire américaine, qui stagne depuis longtemps. Depuis les années 1970, en raison de l’évolution de l’opinion publique, des pressions politiques et de la recherche d’une sécurité extrême, le processus réglementaire d’approbation de l’énergie nucléaire aux États-Unis est devenu de plus en plus complexe et coûteux, le rendant inabordable pour les projets commerciaux, ce qui a entraîné un quasi-arrêt des nouveaux projets. Le projet pilote de réacteur vérifie les premiers prototypes technologiques en utilisant le processus indépendant d'autorisation et de supervision de sécurité du ministère de l'Énergie sur le campus des laboratoires fédéraux, contournant ainsi certaines des charges initiales de la voie traditionnelle d'autorisation commerciale de la NRC (Nuclear Regulatory Commission) et accélérant la mise en pratique d'un certain nombre de types de réacteurs de nouvelle génération.
Parmi les candidats à ce projet, le réacteur R1 et son réacteur d'essai frontal à puissance nulle Mark-0 développés par Antares se positionnent comme des microréacteurs à semi-conducteurs à haute température avec une plage de production d'énergie conçue entre 100 kilowatts et 1 mégawatt. Son idée de conception modulaire est la suivante : les modules de réacteur sont standardisés et fabriqués en usine, puis transportés dans leur ensemble vers le site électrique pour installation et exploitation. La capacité d'alimentation peut être étendue selon les besoins en empilant plusieurs modules. Ces micro-réacteurs sont destinés aux installations éloignées, aux bases militaires et aux scénarios qui nécessitent une sécurité et une continuité énergétiques extrêmement élevées.
Sur la voie de la technologie des combustibles, Antares utilise une combinaison d’uranium faiblement enrichi en grande quantité (HALEU) et de particules de combustible TRISO (triple coaxial isotrope). La taille d’une seule particule est à peu près de la taille d’un « maïs ». L'intérieur est en uranium 235 enrichi à 19,75 % sous forme d'oxycarbure d'uranium. L'extérieur est recouvert de plusieurs couches de revêtements de carbone et de céramique, puis pressé pour former une briquette de combustible cylindrique et chargé dans le bloc central. Cette structure de combustible a naturellement la capacité de maintenir l’intégrité de la gaine à haute température, améliorant ainsi l’auto-stabilité et la résistance à la fusion du cœur.
Le rapport souligne que cette configuration contribue à réaliser « l'autorégulation inhérente » du réacteur et réduit considérablement le risque de fusion dans des conditions de températures extrêmement élevées. De plus, la conception permet à une structure centrale similaire à une « trémie » de libérer en continu des pastilles de combustible ou des blocs de combustible par le haut et d'évacuer le combustible brûlé par le bas, ce qui rend le processus de ravitaillement relativement simple et continu.
Un autre point fort technique du réacteur Antares est son système de refroidissement. Le réacteur est refroidi à l'aide de caloducs au sodium liquide : une série de caloducs fermés en acier remplis de sodium liquide, sans avoir besoin de pompes ni de pièces mécaniques mobiles. Lorsque le cœur du réacteur génère de la chaleur, le sodium contenu dans le caloduc est vaporisé et transporté vers l’échangeur de chaleur. Après condensation et dégagement de chaleur, elle est « aspirée » dans la zone centrale à travers la structure capillaire de la paroi intérieure, formant ainsi une circulation passive. Selon les informations divulguées par la société, même si l'alimentation externe est complètement interrompue, ce système de refroidissement par caloduc passif peut continuer à évacuer la chaleur perdue du cœur du réacteur, offrant ainsi une redondance supplémentaire pour la sécurité en cas de perte de puissance.
Dans le même temps, Antares a été conçu dès le départ pour répondre aux besoins de déploiement de l'armée et de l'air américaines, de sorte qu'il répond à des normes militaires strictes en termes de robustesse, de capacités de déploiement mobile et d'exigences d'exploitation et de maintenance. Actuellement, le réacteur a été sélectionné pour être déployé sur la base commune de San Antonio au Texas vers 2028 afin de fournir une sécurité énergétique hautement fiable aux installations militaires.
Le secrétaire américain à l'Énergie, Chris Wright, a déclaré dans un communiqué : « La réussite d'aujourd'hui constitue un moment important dans l'histoire de l'énergie nucléaire américaine. En amenant au stade critique le premier réacteur américain à technologie sans eau légère développé par le secteur privé depuis plus de 40 ans, Antares montre ce qui peut être fait lorsque le potentiel de l'innovation américaine est libéré. » Il a également souligné que l'administration Trump continuera à soutenir la « renaissance » de l'industrie nucléaire américaine afin de garantir que le peuple américain ait accès à un approvisionnement énergétique abordable, fiable et sûr pour les générations à venir.
Le succès critique de Mark-0 au Laboratoire national de l'Idaho est considéré comme un signal clé dans la promotion par les États-Unis de la commercialisation de petits réacteurs nucléaires modulaires et d'une nouvelle génération de types de réacteurs avancés. Il fournit également un exemple réaliste pour la vérification ultérieure à grande échelle des unités commerciales R1 et des technologies nucléaires avancées encore plus privées.