La fusion nucléaire, une maîtrise encore incertaine

Les recherches sur la fusion nucléaire occupent des scientifiques du monde entier depuis plusieurs décennies. Si des progrès ont été enregistrés dans différents domaines, le chemin est encore long et rien ne garantit un futur succès. Un effort va être fait au niveau mondial pour passer à une étape supérieure à travers le projet ITER.

50 années de recherches...

Depuis les années 1960¹, des chercheurs sont parvenus à obtenir des réactions e fusion nucléaire dans des boîtes immatérielles en forme d'anneau, créées par des champs magnétiques.

Baptisées "Tokamak" (acronyme du russe "Toroidalnaya Kamera Magnitnymi Katushkami" ou "chambre magnétique toroïdale"), ces installations existent notamment au Japon, au Royaume-Uni et en France.

   • En 1997, le Tokamak JET, de Culham (Royaume-Uni), a établi un record de puissance
en produisant 16 mégawatts (MW) pendant une seconde.^2-3 Mais pour produire cette énergie, 23 MW d'apport extérieur ont été nécessaires !

  • Le Tokamak Tore-Supra (à Cadarache, France) possède un autre record : celui d'avoir maintenu du plasma à plus de trois fois la température du soleil (de l'ordre d'un million de degrés à la couronne) pendant plus de 6 minutes.

  • Le Tokamak JT 60 (Japon) a atteint des températures record de l'ordre de 200 millions de degrés.

Le monde entier coopère pour faire avancer
la fusion nucléaire.

Vrai. De nombreux pays coopèrent en matière de recherches sur la fusion nucléaire à travers le projet ITER ("International Thermonuclear Experimental Reactor", ou "réacteur expérimental thermonucléaire international"). La Chine, l'Union européenne, l'Inde, le Japon, la Corée du Sud, la Russie et les États-Unis⁴ mettent en commun leurs efforts pour construire le prototype de grand réacteur nucléaire à fusion. Celui-ci rassemblera toutes les connaissances et performances développées depuis 50 ans. L'objectif affiché d'ITER est de "démontrer, techniquement et scientifiquement, que la fusion pourrait devenir une source d'énergie à l'horizon 2050".⁵ ITER sera implanté à Cadarache , dans le sud de la France et ses expérimentations débuteront en 2018.

... Et des progrès à accomplir

La communauté scientifique internationale développe actuellement le projet ITER pour mettre au point un réacteur thermonucléaire expérimental. Les défis à relever par la recherche sur la fusion nucléaire sont de plusieurs ordres :

   • obtenir des températures suffisamment élevées pour permettre la fusion ;

   • allonger le temps de fusion, jusqu'à arriver à un fonctionnement en continu du réacteur ;

   • obtenir plus d'énergie après fusion que ce qui est nécessaire pour produire la fusion ;

Il n'est pas envisageable d'obtenir une électricité commerciale par fusion nucléaire avant plusieurs décennies.

   • réaliser des alliages métalliques pour les parois intérieures de la machine, capables de tenir à des températures proches de celles à la surface du soleil (aucun matériau connu actuellement n'en est capable) ;

   • valider des systèmes de chauffage du plasma (état de la matière portée à très haute température) sur la durée ;

   • maîtriser la stabilité du plasma sur la durée. Pour cela, il faudra s'appuyer sur des modélisations par le biais de calculateurs informatiques d'avenir extrêmement performants ;

   • mettre au point des procédés de récupération et de stockage des cendres radioactives du tritium utilisé dans la fabrication.

En raison de tous ces obstacles, il n'est pas envisageable d'obtenir une électricité commerciale par ce procédé avant plusieurs décennies. Si cela devait arriver, il s'agirait d'une véritable révolution sur trois points majeurs :

   • une énergie quasi inépuisable ;

   • une énergie générant peu de déchets radioactifs⁸ ;

   • une énergie ne générant aucun gaz à effet de serre.

ITER a déjà un successeur.

Vrai. Le Commissariat à l'énergie atomique (CEA), associé au projet ITER,
est optimiste. Selon lui, "les expériences réalisées depuis de nombreuses années permettent d'avoir confiance dans l'atteinte des objectifs fixés, nécessaires à la mise au point du processus de production d'énergie par fusion nucléaire". Pour preuve de cette confiance en l'avenir, les promoteurs d'ITER envisagent déjà la suite : un outil qui démontre la faisabilité de la fusion nucléaire à l'échelle industrielle. Ils lui ont même donné un nom : Demo. Ce prototype, opéré par l'Union européenne et le Japon, n'est pourtant pas attendu tout de suite. Il ne sera en effet pas mis en route avant la fin de la phase d'exploitation d'ITER, vers l'an 2040.

[1]http://www.itercad.org/projet_1.php
[2]http://www.achats-industriels.com/dossiers/227.asp
[3]http://www.cite-sciences.fr/francais/ala_cite/science_actualites/sitesactu/question_actu.php?id_article=668&langue=fr
[4]http://www.iter.org/default.aspx
[5]http://www.itercad.org/question_1.php
[6]http://www.itercad.org/question_7.php
[7]http://www.itercad.org/question_1.php
[8]http://www.itercad.org/question_3.php
[9]http://www.itercad.org/question_3.php