Sciences

Projet Iter : l'énergie par fusion thermonucléaire

Dossier - Centrale nucléaire, présent et avenir
DossierClassé sous :physique , nucléaire , réacteur

-

Vingt-cinq ans après l'accident de Tchernobyl, assurément, la question du nucléaire divise toujours autant… Mais dans les faits, la filière, souvent décriée, a de nouveau le vent en poupe.

  
DossiersCentrale nucléaire, présent et avenir
 

La communauté internationale a voulu voir plus loin encore pour disposer de sources d'énergie inépuisables. C'est dans cet esprit qu'a vu le jour un projet international de très grande envergure baptisé Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor). Le site de Cadarache a été choisi pour la construction de ce réacteur expérimental. Son objectif ? Démontrer que la production d'énergie par la fusion thermonucléaire est possible.

Le projet Iter. © Iter

La fusion est la source d'énergie des étoiles : en projetant les uns sur les autres, avec une très grande énergie, des noyaux de deutérium et de tritium (deux isotopes de l'hydrogène), on peut obtenir la fusion de ces deux noyaux, qui produit un noyau d'hélium et un neutron et libère une quantité colossale d'énergie.

La réaction thermonucléaire

Deux procédés permettent de déclencher la réaction thermonucléaire. Le premier consiste à porter à de très hautes pression et température un petit volume de matière grâce à un laser surpuissant. C'est la méthode du confinement inertiel, qu'explorera le laser Mégajoule en construction près de Bordeaux (il sera opérationnel en 2014).

Visualisation 3D de la turbulence dans un plasma de Tokamak obtenue à partir d'une simulation numérique. © LPMIA UMR7040

Seconde possibilité : confiner un plasma dans une boîte immatérielle de forme torique (sorte d'anneau cylindrique) créée par des champs magnétiques (un Tokamak), et faire monter la température à plusieurs centaines de millions de degrés : c'est ce que fait Iter.

Sa construction a commencé en 2006, et son exploitation scientifique débutera vers 2016. Si l'expérience réussit, une nouvelle machine, Demo, devra démontrer vers 2040 ou 2050 la faisabilité industrielle de la production d'énergie électrique par fusion thermonucléaire. Dans tous les cas, celle-ci ne deviendra pas une source d'énergie industrielle avant la fin de ce siècle.

Les objectifs techniques d'Iter

Plusieurs laboratoires du CNRS sont impliqués dans le projet Iter. Les scientifiques qui y travaillent cherchent notamment à dompter un plasma agité de turbulences très difficiles à modéliser. Car on ne pourra pas exploiter cette énergie tant qu'on n'aura pas maîtrisé ces instabilités. « Iter, contrairement aux réacteurs expérimentaux construits depuis les années soixante, permettra de produire des décharges longues (de 5 à 10 minutes). Cette voie de recherche, ouverte par l'instrument Tore-Supra exploité depuis 1988 à Cadarache, permettra de valider, à l'échelle d'un réacteur, nos modèles et un certain nombre de choix technologiques », explique Roland Stamm, directeur d'un des laboratoires CNRS qui participent à Iter, le P2IM (Physique des interactions ioniques et moléculaires).

Mettre au point les matériaux qui devront contenir ce soleil miniature est un autre défi : pour l'instant, il n'en existe aucun qui puisse résister longtemps au puissant bombardement de neutrons de 14 mégaélectronvolts (MeV) produits par la fusion. Par ailleurs, la production de tritium à partir d'atomes de lithium doit encore être développée. En somme, du pain sur la planche pour nos scientifiques, mais tout de même plusieurs décennies pour résoudre ces problèmes.

Le prototype du réacteur thermonucléaire expérimental Iter (dessin). © Iter

Iter : pour ou contre ? Les arguments

L'enthousiasme pour Iter n'est pas partagé par tous. Sébastien Balibar, directeur de recherche CNRS au laboratoire de physique statistique de l'ENS Paris, est l'un des critiques du projet. « Ma crainte est que les dépenses sur Iter se fassent au détriment d'autres secteurs de la recherche. Si un jour on produit de l'énergie par fusion nucléaire - ce qui n'est pas évident, vu les problèmes immenses qu'elle pose -, ce ne sera pas avant 2100. Or les problèmes du réchauffement global et de l'après-pétrole se poseront bien avant cette échéance. Je pense que cet argent aurait été mieux investi dans d'autres chantiers comme le développement du solaire, des matériaux économes en énergie ou des centrales nucléaires de quatrième génération. »

Mais la perspective, même lointaine, d'une énergie propre, inépuisable et peu dangereuse - la réaction de fusion s'arrêtant d'elle-même si on stoppe l'alimentation en combustible - a plus pesé que les critiques. Pour Pierre Bertrand, directeur adjoint du Laboratoire de physique des milieux ionisés et applications (LPMIA), qui participe à Iter, « les recherches effectuées depuis plusieurs décennies ont montré les potentialités de cette voie qui offre un réel espoir de résoudre les problèmes énergétiques du monde entier. On n'a donc pas le droit de ne pas s'y lancer. Vu l'enjeu, la dépense, qui n'est pas si lourde puisque c'est un projet mondial, ne doit pas nous faire reculer. Ce n'est pas pour nous, bien sûr, mais pour les prochaines générations. »

Par Sebastián Escalón