Sud de la France : Fusion nucléaire : réacteur expérimental sur le plateau montagneux

Il y a 15 ans, lors d’une première visite à Cadarache, le réacteur de recherche Iter prévu là-bas était encore en phase de conception, et il fallait beaucoup d’imagination pour l’imaginer dans ce contrefort des Alpes. Beaucoup de choses s’y sont passées depuis, mais le principe du réacteur thermonucléaire expérimental international, ou Iter en abrégé, n’est toujours pas facile à comprendre pour le profane. “Il s’agit de tester et de démontrer que la fusion nucléaire peut être mise en œuvre scientifiquement et technologiquement comme source d’énergie du futur”, a déclaré le porte-parole du projet, Robert Arnout. « On sait immédiatement où va le voyage. » Le mot latin pour voyage est « Iter ».

Contrairement aux centrales nucléaires, qui reposent sur la fission, la technologie de fusion utilise la fusion de deux noyaux atomiques. La fusion est considérée comme plus sûre, avec moins de risques de catastrophes comme celle de Fukushima et moins de déchets radioactifs. Les partisans parlent d’une source d’énergie durable et sans carbone, tandis que les critiques s’arrachent les cheveux devant de telles affirmations.

Beaucoup de choses ont changé dans le centre de recherche nucléaire, situé dans la petite commune de Saint-Paul-lès-Durance au nord-est de Marseille et qui abrite un projet énergétique international valant des milliards. Le réacteur en forme de cube, qui pèse 23 000 tonnes et mesure environ 30 mètres cubes, est en cours d’assemblage final. Il devrait être achevé l’année prochaine et commencer ses opérations d’essai en 2025. On sent la pression des délais : il y a beaucoup d’activité dans l’immense bâtiment réacteur, qui est éclairé comme le jour à l’intérieur, mais est peint en noir mat à l’extérieur et décoré de rails réfléchissants en acier inoxydable. Une grue se déplace sur des rails sous le plafond du hall et peut soulever des charges allant jusqu’à 1 500 tonnes. «Nous en avons besoin quotidiennement pour assembler les éléments volumineux et lourds du réacteur, mais parfois aussi pour le démontage si un contrôle de réception révèle un défaut – par exemple au niveau d’un cordon de soudure – et que la réparation sur site de la pièce déjà assemblée n’est pas possible. ce serait”, précise Arnout.

Le hall du réacteur domine le plateau montagneux, sur lequel sont également regroupés les autres bâtiments et installations nécessaires à l’exploitation de l’Iter. Il constitue le centre d’un site de 120 hectares cédé par l’État français à l’organisation internationale Iter en 2006 et devenu depuis une zone extraterritoriale strictement gardée, comparable aux sites de l’ONU à New York et Genève ou de l’UNESCO à Paris. L’organisation Iter, responsable du projet, qui finance la construction et est censée exploiter le réacteur, comprend 35 pays : l’Union européenne avec tous ses États membres ainsi que les États-Unis, la Russie, la Chine, le Japon, la Corée du Sud et l’Inde. . Ils représentent la moitié de la population mondiale et 85 pour cent du produit intérieur brut mondial. Ces pays ont envoyé à Cadarache 3 000 ingénieurs et scientifiques qui vivent sur place avec leurs familles.

“L’Iter sera de loin le réacteur de fusion nucléaire le plus grand et le plus puissant au monde”, souligne le responsable des relations publiques Arnout. » Le soleil et les autres étoiles produisent leur énergie selon ce principe. Il s’agit donc d’un processus tout à fait naturel et sans fusion nucléaire, la vie sur Terre ne serait pas possible.

Lorsque les atomes d’hydrogène légers sont chauffés à des températures extrêmement élevées, ils fusionnent et libèrent de l’énergie, explique l’orateur. Dans les conditions actuelles, la fusion des isotopes de l’hydrogène, le deutérium et le tritium, promet le meilleur rendement énergétique. C’est pourquoi ils sont destinés à servir de combustible pour le réacteur Iter.

Sur Terre, la fusion nucléaire peut déjà être reproduite dans des réacteurs dits tokamak. Ils ont été développés dans les années 1950 en Union soviétique, où ont été réalisées les premières tentatives de recherche sur la fusion. Le nom des réacteurs vient également du russe, ce qui est un jeu de mots puisque les trois premières lettres – Tok – forment le mot russe pour électricité. À l’initiative de l’Union soviétique, la coopération internationale a débuté en 1985 pour utiliser la fusion nucléaire pour produire de l’énergie. On espérait notamment qu’une telle coopération pacifique pourrait mettre un terme à la guerre froide entre les blocs.

Il existe aujourd’hui environ 200 réacteurs tokamak dans le monde. Il s’agit notamment du Joint European Torus à Culham, au Royaume-Uni, du JT-60SA au Japon et de l’Asdex à Garching près de Munich. Mais la plupart des centrales sont de petite taille ; seules quelques-unes en Europe, aux États-Unis, au Japon, en Chine et en Russie sont d’une taille significative pour des réacteurs d’essai. Le réacteur JT-60SA de Naka, au nord de Tokyo, a été inauguré il y a quelques jours. Il contient un tokamak qui chauffe le plasma jusqu’à 200 millions de degrés Celsius. Le projet est une collaboration entre le Japon et l’UE et sert de précurseur au Iter français, qui est presque dix fois plus grand que le JT-60SA.

Malgré des décennies de tentatives pour rendre la fusion nucléaire réalisable, l’objectif consistant à utiliser des réacteurs pour générer plus d’énergie qu’elle n’en consomme est encore loin d’être atteint. Rien ne garantit que cette technologie sera un jour prête à être commercialisée, c’est-à-dire que la production d’électricité sera possible dans des conditions économiquement raisonnables. Selon les scientifiques, son utilisation commerciale n’est pas attendue avant 2060. Quoi qu’il en soit, Iter est et reste un défi scientifique et technique. La commissaire européenne à l’énergie, Kadri Simson, est néanmoins déterminée : la fusion a le potentiel de « devenir un élément clé du mix énergétique dans la seconde moitié de ce siècle ».

Mais c’est la théorie. Dans la pratique, il existe encore de nombreuses incertitudes liées à Iter, comme l’admet même le porte-parole d’Iter. C’est pourquoi il n’est pas surprenant que le calendrier ait dû être corrigé à plusieurs reprises et que les coûts aient augmenté, passant des cinq milliards d’euros initialement calculés à 20 milliards aujourd’hui.

La participation financière des États membres est volontaire. La plus grande part provient de la fourniture de pièces pour le réacteur et pour les installations techniques en amont ou en aval de celui-ci. Qui livre ce qui a été décidé ensemble, en fonction de ce dont chaque pays est techniquement capable. Par exemple, l’Inde a fourni le système de refroidissement complet, y compris le vaste réseau de canalisations, les pompes et les batteries des unités d’échange à relativement basse température, qui remplacent les hautes tours de refroidissement qui étaient auparavant typiques des centrales électriques. De nombreuses pièces pour les chambres à vide disposées autour du cœur du réacteur et les aimants associés provenaient de divers pays européens et de Chine. En revanche, l’aimant central du réacteur, une tour de 30 mètres de haut et pesant 1 000 tonnes composée de nombreux anneaux magnétiques, a été développé et construit aux États-Unis. “Les ingénieurs américains sont particulièrement fiers que cette force magnétique puisse être utilisée pour soulever un porte-avions”, explique Arnout.

Parce que presque toutes les parties du réacteur et ses installations de service sont très grandes et lourdes, ils sont arrivés par voie maritime jusqu’au port de destination de Marseille-Fos. Pour les transports spéciaux complexes sur le trajet d’environ 100 kilomètres jusqu’à Cadarache, certaines routes secondaires ont été élargies ou redressées. Afin d’utiliser l’étang de Berre, un lac intérieur qui gêne, et d’éviter de nombreux kilomètres de détour par la route, un large ponton flottant a été spécialement construit, doté d’une capacité de charge inhabituellement grande et pouvant être manœuvré avec un pousseur. bateau comme un convoi de navires. Près du port de Fos, la surbaissée avec les pièces respectives et le tracteur a roulé sur le ponton et, après avoir traversé le grand lac, est redescendu à l’autre extrémité. «Nous avons reçu les dernières grosses pièces cet automne», précise Arnout. “S’ils ne peuvent pas être installés immédiatement, ils seront stockés bien emballés.”

Désormais, tout est concentré sur l’assemblage final. Durant cette phase, jusqu’à 5 000 personnes travaillent chaque jour sur le chantier. “Iter est un investissement dans une technologie révolutionnaire qui pourrait devenir partie intégrante du mix énergétique européen dans la seconde moitié de ce siècle”, assure un porte-parole de la Commission européenne à Bruxelles. »Comme CO₂-une solution médiocre et respectueuse du climat, la fusion nucléaire associée à des sources d’énergie renouvelables pourrait garantir un mix énergétique équilibré et durable. » Interrogé sur les dangers, un expert de l’autorité alourdit : « La fusion nucléaire est largement inoffensive. Une radioactivité gazeuse relativement légère n’est créée que pendant une courte période, qui se décompose à nouveau rapidement. En cas de dysfonctionnement, la réaction s’arrête tout simplement. Aucun déchet nucléaire radiant n’est généré.

Les opposants à l’énergie nucléaire voient cela d’un œil plus critique. C’est ce qu’affirme Martial Château, porte-parole du réseau « Sortir du nucléaire », qui regroupe environ 900 clubs et plus de 60 000 personnes à travers le pays : « Le projet scientifique de fusion nucléaire est utilisé pour créer l’illusion d’une production d’énergie illimitée. , ce qui est au départ ce qu’il est “C’est juste un gouffre abyssal dans lequel 20 milliards d’euros ont déjà été engloutis, et plusieurs milliards supplémentaires devraient suivre.” La France doit couvrir au moins neuf pour cent de ce montant, soit jusqu’à présent plus de 2 milliards d’euros. . Depuis le milieu des années 1970, la crise a englouti plus de dix pour cent du financement total de la recherche et du développement dans le secteur de l’énergie. » Les mêmes sommes dépensées en énergies renouvelables et en mesures d’économie d’énergie créeraient bien plus d’emplois, tout en réduisant efficacement et durablement la pollution et le CO2.₂-émissions », en est convaincu Château.

De nombreux experts en énergie voient les choses de la même manière que Chateau : l’Iter est une expérience ouverte, risquée et coûteuse, basée uniquement sur des promesses hypothétiques et il est loin d’être certain qu’elle sera un jour capable de produire de l’électricité. “C’est surtout un détour coûteux, long et incertain, compte tenu de l’urgence de trouver des solutions rapides et efficaces au réchauffement climatique”, estime l’opposant au nucléaire. Il souligne également que le site de Cadarache est situé dans une zone sismique, où 42 hectares de forêt ont déjà été sacrifiés pour le projet, sans compter les zones concernées par les dépendances, les voies d’accès et les lignes à haute tension indispensables. pour son fonctionnement.

Martial Chateau ne croit pas non plus aux promesses de respect de l’environnement de cette technologie : l’un des combustibles iter est le tritium, un hydrogène radioactif qui n’est présent qu’en très petites quantités dans la nature. La plus grande partie doit donc d’abord être produite dans un réacteur nucléaire à fission classique, ce qui comporte des risques et produit des déchets radioactifs.

Rien de tout cela ne dérange les promoteurs. Ils souhaitent poursuivre la mise en service du réacteur de recherche. Le projet devrait actuellement avoir une production énergétique de 500 mégawatts (MW) avec un apport énergétique de 50 MW requis pour le processus. Dans un réacteur industriel à fusion, le rendement énergétique devrait correspondre ensuite à 30 à 40 fois l’énergie consommée et un gramme de masse de fusion devrait correspondre au potentiel énergétique de huit tonnes de pétrole brut. C’est ainsi que le conférencier Arnout calcule : « Avec le lithium contenu dans une batterie d’ordinateur portable et le deutérium contenu dans l’eau d’une demi-baignoire, grâce à Iter, 200 000 kilowattheures d’électricité pourraient être produits, soit l’équivalent des besoins énergétiques d’un Européen occidental pour 30 ans soient couverts.

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