Pierre Brassaud (74 ILI) partage son expérience sur le projet Iter

Pierre Brassaud (74 ILI) partage son expérience sur le projet Iter

Le Projet ITER
Pierre Brassaud (74 ILI) – ex Areva

La production d’énergie nucléaire dans le monde est à ce jour exclusivement assurée par des réacteurs utilisant la fission d’atomes lourds. Si ces procédés ont l’avantage de ne pas produire de gaz à effets de serre, ils présentent l’inconvénient majeur de produire beaucoup de déchets radioactifs dont certains, notamment les produits de fission, ont une durée de vie de plusieurs milliers d’années.  Cela constitue un risque inacceptable pour l’humanité qui condamnera à terme cette filière.

A l’inverse, l’énergie nucléaire issue de la fusion de l’hydrogène, présente l’avantage de ne créer que peu de déchets radioactifs, et notamment pas de déchets à longue durée de vie puisque le résultat de la fusion de deux atomes d’hydrogène n’est autre qu’un atome d’hélium. A noter ensuite que le risque d’accident grave par emballement de la réaction est très limité, puisque le « combustible » n’est introduit qu’au fur et à mesure et peut être interrompu instantanément. Enfin, il n’y a pas de puissance résiduelle à gérer après l’arrêt.

La fusion nucléaire

La fusion d’atomes d’hydrogène, si elle se fait naturellement dans le soleil, présente sur terre une difficulté technologique majeure puisqu’il faut amener l’hydrogène sous forme de plasma, à plusieurs millions de degrés pour obtenir la réaction, et ceci dans une enceinte sous vide qui ne doit pas être détruite par la température, puis maintenir la situation le plus longtemps possible tout en évacuant l’énergie produite…

Il existe actuellement deux types d’installations de recherche permettant d’obtenir des réactions de fusion :

Le Laser MEGAJOULES situé près de Bordeaux, qui crée des réactions ponctuelles de fusion, au sein d’une petite enceinte contenant l’hydrogène (ou d’autres atomes à étudier). Les atomes sont chauffés par bombardement laser de grande puissance et la réaction obtenue permet l’étude des phénomènes de réactions nucléaires semblables à ce qui peut se passer dans les étoiles, mais sans possibilité d’en extraire de l’énergie.

Les TOKAMAKS. Apparus dans les années 50, au nombre d’environ 200 dans le monde, basés sur le principe d’une chambre toroïdale sous vide dans laquelle on injecte l’hydrogène, ou plus exactement son isotope « Tritium » plus facile à fusionner. Le gaz est maintenu au centre du tore par des champs magnétiques très puissant, puis chauffé à plusieurs millions de degrés par différents moyens, principalement par ondes électromagnétiques, pour devenir plasma. Il est ensuite maintenu en température par les réactions de fusion. Au fil des décennies, les TOKAMAKS ont été améliorés pour permettre d’atteindre des températures plus élevées sur des durées plus importantes. La France a disposé de plusieurs TOKAMAKS dont le plus récent, Tore SUPRA, mis en service en 1988 sur le centre de Cadarache, a été un précurseur modeste de ce que sera ITER.

Innovation

L’idée d’un grand TOKAMAK international nait en 1985 entre la Russie, la France et les Etats-Unis. Il portera le nom de «International Thermonuclear Experimental Reactor ».

C’est en 2006 que les pays membres du projet (la Chine, l’Union européenne, l’Inde, le Japon, la Corée, la Russie et les États-Unis) décident que sa construction se fera en France sur le site de Cadarache. Au total 35 pays sont engagés dans ce projet avec charge à chacun d’apporter une partie de la réalisation à intégrer à l’ensemble le moment venu, ce qui, vous l’imaginez, malgré une solide maîtrise d’œuvre, n’est pas sans créer des difficultés et des mauvaises surprises au montage qui sont source de dérive des délais et des coûts.

Les performances attendues

L’installation est conçue pour permettre, avec l’apport de 50MW thermique, de produire un plasma de fusion équivalent à 500MW thermiques et ce pendant une période maximum de 20 minutes.

La puissance électrique appelée pourra atteindre 620MWe en pointe pendant quelques dizaines de secondes. La chaleur produite ne sera pas récupérée.

L’objectif d’ITER est de démontrer la possibilité de créer une réaction de fusion auto-entretenue tout en développant une multitude de technologies de pointes nécessaires à cette réalisation.

Il ne s’agit encore que d’un réacteur expérimental pour démontrer la faisabilité d’un futur réacteur de production d’énergie. Il y manquera une partie essentielle que sont les échangeurs de chaleur pour récupérer l’énergie de façon continue autour du plasma.

Compte tenu de la complexité des équipements indispensables tout autour du tore, notamment des bobinages pour maintenir les champs magnétiques, on ne voit pas encore très bien comment mettre en place des échangeurs thermiques, il n’est donc pas encore certain qu’une solution de production d’énergie de façon continue pourra être mise au point sur le principe des TOKAMAKS.

Le coût de cette réalisation

Il s’agit du plus grand projet scientifique au monde, d’un coût initial estimé à 4,5 milliards d’euros, l’estimation se porte actuellement à près de 15 milliards d’euros dont 6,6 milliards à charge de l’Europe.

Les grandes étapes d’ITER

2005 : Choix du site de Cadarache à Saint-Paul-lez-Durance (Bouches-du-Rhône)

2006 : Signature de l’accord ITER

2007-2007 : Préparation de la plateforme (déboisement, nivellement)

2010-2014 : Fondations du complexe tokamak

2014-2021 : Construction du bâtiment tokamak (accès dès 2019 pour les premières opérations d’assemblage)

2010-2021 : Construction de l’installation ITER et des bâtiments auxiliaires nécessaires au Premier Plasma

2008-2021 : Fabrication des principaux éléments et systèmes pour le Premier Plasma

2015-2023 : Transport (via l’Itinéraire ITER) et livraison sur site des éléments

2022 : La chambre à vide est formée

2024 : Fermeture du cryostat

2024-2025 : Tests intégrés et mise en exploitation

Déc 2025 : Premier Plasma

2025-2026 : Montée en puissance progressive de la machine

2035 : Opération en deuterium-tritium