En passant le sas d’entrée du bâtiment où est actuellement assemblé le futur Tokamak d’Iter, le gigantisme et la puissance suggérée par cette installation désarçonnent. « C’est ici qu’on va allumer le petit soleil », présente Robert Arnoux, le directeur de la communication d’Iter. Si le cheminement de l’humanité avait son terminus, peut-être est-ce à cela qu’il ressemblerait. Car c’est dans cette cuve de 30 mètres de haut et 30 mètres de diamètre que la communauté internationale entend reproduire artificiellement la réaction nucléaire qui se produit au cœur du soleil des étoiles. Derrière ce qui pourrait apparaître comme l’ultime vanité d’une humanité de maîtres et possesseurs de la nature, ce programme de recherche ambitionne « d’offrir à l’humanité une source d’ énergie propre, sans déchet nucléaire et virtuellement inépuisable ».
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20 Minutes vous emmène dans les entrailles du plus grand programme de recherche expérimentale que l’humanité n’a jamais connu.
Iter, c’est quoi ?
Iter est une organisation internationale dont le site de recherche et d’expérimentation est installé dans le nord des Bouches-du-Rhône, à la frontière du Var, du Vaucluse et des Alpes-de-Haute-Provence. Environ 1.200 chercheurs et 2.500 personnes sur les chantiers y travaillent. Elle est financée par sept membres, représentant 35 pays (l’Union Européenne, les USA, la Chine, l’Inde, la Russie, la Corée-du-Sud et le Japon), et comptant plus de la moitié de la population mondiale et 80 % du PIB.
Le site s’étend sur 180 hectares – dont 42 de bâtis, sur lequel sont implantés une cinquantaine de bâtiments à vocation industrielle. La pièce maîtresse de cette installation, le tokamak Iter (une chambre sphérique de confinement magnétique dans laquelle sont produites les réactions nucléaires), est en cours d’assemblage. Celui-ci a démarré en mai 2020 et devrait s’achever courant 2025. Avec un volume de 850 m3 (30 mètres de haut pour 30 mètres de diamètre), il présente des dimensions sans équivalent.
La fusion, comment ça marche ?
Les réacteurs nucléaires que nous connaissons actuellement fonctionnent sur le principe de la fission, qui consiste à casser des noyaux atomiques d’uranium et de plutonium en projetant dessus un neutron. La fusion nucléaire, au contraire, vise à réunir deux noyaux de deutérium et de tritium (des variants de l’hydrogène) sous l’effet d’une très haute pression et d’une chaleur dantesque (150 millions de degrés Celsius, soit 10 fois celle du soleil). Des conditions dans lesquelles la matière est à l’état de plasma, celle que l’on retrouve au cœur des étoiles. Cette fusion entraîne la libération d’un neutron qui, en percutant les parois du tokamak, dégage de la chaleur. Celle-ci est ensuite récupérée pour alimenter une turbine, à l’instar des installations électriques classiques.
Quelles sont les difficultés ?
Aucun matériau connu ne résiste à pareille température. Alors les scientifiques ont recours à de monumentaux aimants refroidis par cryogénie qui ceinturent l’intérieur de l’édifice et y contiennent la chaleur par la force de leur champ magnétique.
Pour l’heure, les scientifiques sont déjà parvenus sur de tout petits tokamaks (30 m3), à générer des plasmas non nucléaires, en fusionnant des noyaux d’hydrogène. Mais les scientifiques se heurtent à différents écueils, à commencer par l’instabilité de cette réaction qui a pour l’heure était maintenue au maximum 17 minutes et 36 secondes, le 6 janvier dernier dans le tokamak chinois. Au cours de cette séquence, les scientifiques sont parvenus à produire presque autant d’énergie que celle consommée lors de l’impulsion pour atteindre l’état de plasma.
Aussi, le petit volume de ces tokamaks à hydrogène ne permet pas d’envisager la création de plasma nucléaire. Des écueils que l’envergure du tokamak devrait permettre de surmonter.
C’est pour quand ?
L’assemblage du tokamak Iter, dont la construction a commencé en mai 2020, devrait produire son premier plasma courant 2026. 60 % des pièces, construites dans les différents pays membres, ont déjà été livrées.
Les scientifiques se donnent ensuite dix ans pour prendre en main la machine et vérifier l’alignement des champs magnétiques avant de lancer le premier plasma nucléaire. « L’objectif d’Iter est de démontrer la faisabilité technique, scientifique et industrielle de la fusion nucléaire de l’hydrogène. Celui-ci sera atteint lorsque les réactions produiront dix fois plus d’énergie que celle injectée pour lancer la réaction », explique Robert Arnoux. « Dans un gramme d’hydrogène, se trouve l’équivalant énergétique de huit tonnes de pétrole. Mais ceux qui ont posé les premières pierres de cette aventure n’en verront pas l’application industrielle », conclut celui qui compare souvent le projet Iter avec celui des cathédrales ; une cathédrale pour le XXIe siècle.