La recherche sur la fusion nucléaire fait un pas de plus
L'Europe, le Japon et l'organisation ITER ont franchi une étape importante dans leur quête pour réaliser un réacteur alimenté par la fusion nucléaire. Avec le soutien de la Commission européenne, de l'Agence japonaise de l'énergie atomique (JAEA) et l'organisation ITER, l'entreprise commune Fusion for Energy (F4E) a testé avec succès un prototype de supraconducteur destiné à un composant majeur du projet. Situé dans le sud de la France, ITER est le plus grand site expérimental de fusion au monde. Son but est de domestiquer l'énergie produite par la fusion nucléaire, afin d'en faire une source d'énergie, abondante, sûre, viable économiquement et qui respecte l'environnement. La fusion nucléaire est le processus par lequel deux noyaux d'atomes légers fusionnent pour en donner un plus lourd. Ce processus se produit naturellement dans les étoiles et libère une grande quantité d'énergie. La fusion engendre bien plus d'énergie et bien moins de produits radioactifs que la fission. L'énergie générée est des millions de fois supérieure à la combustion du charbon. Depuis les années 1950, les chercheurs essaient de contrôler ce processus dans un volume confiné, afin de produire de l'électricité. Le principe de base est de mélanger des ions avec des électrons pour former un plasma. L'une des difficultés à réaliser la fusion nucléaire est de confiner le plasma et de déclencher une réaction qui s'entretienne elle-même. L'expérience internationale ITER utilise un tokamak, un système qui crée un champ magnétique toroïdal pour confiner le plasma. Les composants d'ITER sont fabriqués par les divers pays qui participent au projet. L'un des principaux composants est un ensemble de bobinages destinés à produire le champ poloïdal, qui sert à maintenir l'équilibre du plasma. Les enroulements sont constitués de titane et de niobium, et leur forme détermine celle de la cavité interne du réacteur. Le système se compose d'un bobinage central et de sept enroulements en anneau, obtenus à partir d'un gros conducteur de type «câble en conduit» (CICS) et recouvert d'une gaine en acier inoxydable. L'ensemble devrait produire les champs magnétiques nécessaires à confiner le plasma et à contrôler sa position, mais aussi contribuer à la pulsation du flux qui génère et maintient le courant de plasma. Réalisé en collaboration avec la Russie, l'Europe et le Japon, le prototype pèse 6 tonnes pour un diamètre de 1,5 mètre. Les chercheurs russes ont fabriqué les brins supraconducteurs, les chercheurs européens ont placé la gaine et enroulé le câble. Le bobinage a été testé par l'Agence japonaise de l'énergie atomique sur son site de Naka au Japon, avec la participation d'experts venus d'ITER, d'Europe, du Japon, de la Russie et des États-Unis. Le récent test du prototype a été une réussite, le bobinage atteignant un régime stable de fonctionnement à 52kA, avec un champ magnétique de 6,3Tesla. Ce résultat montre que la conception du prototype convient à l'utilisation prévue. Ce succès est une étape majeure dans le travail du projet, qui peut maintenant s'atteler à réaliser le composant suivant, les conducteurs pour le champ poloïdal. ITER est l'un des projets scientifiques les plus coûteux au monde. L'UE contribue pour environ la moitié des coûts de construction. Le reste est financé à parts égales par la Chine, les Etats-Unis, l'Inde, le Japon, la République de Corée et la Russie. La contribution de l'UE vient quasiment en totalité du budget d'Euratom. Le projet ITER est prévu pour couvrir 30 ans. L'un de ses objectifs est d'atteindre un premier fonctionnement en 2018, et de réaliser une centrale opérationnelle de taille industrielle pour 2050. Fusion for Energy est une entreprise commune planifiée sur 35 années et établie en avril 2007. Elle vise à renforcer la position de l'Europe comme leader mondial de la mise au point de l'énergie de fusion. Cette technologie promet en effet de répondre à la croissance des besoins en énergie, sans générer de gaz à effets de serre, avec leur impact sur le climat.