La fusion nucléaire se donne le siècle pour faire ses preuves
LE MONDE | 04.04.08 | 14h20  •  Mis à jour le 04.04.08 | 15h39
CADARACHE (BOUCHES-DU-RHÔNE) ENVOYÉ SPÉCIAL
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La garrigue a cédé la place aux préfabriqués. Les sangliers aux engins
de terrassement. Entre Luberon et Alpilles sortent de terre, au bord de
la Durance, les premiers signes tangibles que le réacteur à fusion
nucléaire ITER (International Thermonuclear Expérimental Reactor) n'est
pas qu'un rêve de physiciens. Les travaux de viabilisation du terrain de
180 hectares, propriété du Commissariat à l'énergie atomique (CEA) de
Cadarache (Bouches-du-Rhône), s'achèvent. Le nivellement de la
plate-forme de 35 hectares où sera installée la machine commence. Il
nécessitera le déblaiement de plus de 2 millions de mètres cubes de
matériaux, soit le volume de la pyramide de Khéops. La construction du
réacteur lui-même doit débuter en 2009.

Le chemin (iter en latin) qui conduira peut-être, un jour, à disposer
d'une énergie issue de la fusion thermonucléaire reste encore long. Si
tout va bien, ITER entrera en fonctionnement en 2018, pour vingt ans.
Cet outil expérimental, destiné à établir "la faisabilité scientifique
et technique de la fusion thermonucléaire", ne produira pas
d'électricité. Ce sera la tâche de son successeur, le démonstrateur
Démo, vers 2040. Un prototype industriel n'est pas envisagé avant 2060,
et un éventuel déploiement de réacteurs opérationnels, que les
scientifiques faisaient naguère miroiter pour le milieu du siècle, n'est
plus espéré avant 2070 ou 2080.

C'est dire si la maîtrise de la fusion thermonucléaire - celle qui fait
briller les étoiles - nécessite d'immenses avancées, fondamentales et
technologiques. Depuis les premiers travaux, voilà une soixantaine
d'années, des progrès ont pourtant été accomplis. Russes, Américains,
Européens, Chinois, ont développé des machines en forme de tore - des
tokamaks - où ils s'efforcent de reproduire les réactions de fusion
entre noyaux atomiques qui se produisent dans le coeur des astres, en
libérant une grande quantité d'énergie. Pour y parvenir, ils doivent
porter à 150 millions de degrés des plasmas et les confiner grâce à de
puissants aimants.

Depuis 1983, l'Europe dispose du JET (Joint European Torus) de Culhan
(Grande-Bretagne), qui a signé le record de puissance de fusion : 16
millions de watts (MW), mais pendant une seconde seulement et en
consommant 25 MW pour chauffer le plasma. La France, de son côté,
exploite depuis vingt ans le réacteur Tore Supra, de Cadarache, qui a
établi le record de durée de réaction : 6 minutes et demie, mais avec
une puissance de fusion négligeable.

Gagner simultanément en puissance et en durée : tel est l'objectif
assigné à ITER, qui devra atteindre une puissance de fusion de 500 MW,
pendant 400 secondes, en ne consommant que 50 MW pour amorcer et
entretenir la réaction. Une performance encore insuffisante pour un
réacteur industriel, où la puissance générée devra être 20 fois
supérieure à celle injectée. Un tel résultat ne pourra être obtenu
qu'avec une machine où la réaction de fusion s'entretiendra elle-même,
de façon continue.

L'expérience engrangée avec le JET et Tore Supra va être mise à profit
pour ITER. Mais on ne change pas seulement d'échelle : 25 mètres cubes
de plasma pour le JET, 100 mètres cubes pour Tore Supra, 830 mètres
cubes pour ITER. Dans le futur réacteur, les neutrons de très haute
énergie (14 millions d'électrons-volts) émis lors de la fusion
deutérium-tritium viendront bombarder les parois intérieures de la
machine, où le flux de chaleur pourra atteindre 10 à 15 MW par mètre
carré, une fournaise proche de celle qui règne à la surface du Soleil.
Aucun matériau ne résiste aujourd'hui durablement à un tel régime, et
des alliages nouveaux vont devoir être testés au Japon.

Il faudra aussi apprendre à maîtriser les instabilités des plasmas, en
mobilisant la puissance de modélisation des supercalculateurs du futur.
Valider de nouveaux systèmes de chauffage du mélange gazeux. Mettre au
point des procédés de récupération des cendres radioactives de tritium...

Des améliorations vont être apportées, cette année, à Tore Supra, sur
lequel est aussi testé un bras robotisé d'inspection interne. En
attendant ITER, les équipes du CEA espèrent pouvoir continuer à se faire
la main sur cet outil de recherche, ou sur le JET européen. Mais, pour
des raisons de coût, le maintien en activité de ces deux installations
n'est pas assuré. Une décision devrait être prise fin 2008.
Pierre Le Hir
Article paru dans l'édition du 05.04.08.

Chronologie

1985. Mikhaïl Gorbatchev propose à Ronald Reagan et à François
Mitterrand de construire ensemble un réacteur à fusion de nouvelle
génération.

1986. Les Etats-Unis, l'Europe et le Japon acceptent le projet, dont
l'étude technique est menée pendant dix ans.

1998. Les Etats-Unis se retirent. Le programme est revu à la baisse.

2003. Les Etats-Unis et la Chine rejoignent dans le nouveau projet la
Russie, l'Europe et le Japon, suivis de la Corée du Sud.

2005. La France est choisie pour accueillir le réacteur. L'Inde
s'associe au projet. L'Europe paiera 46 % et chacun des six autres
partenaires 9 % d'une facture de 10 milliards d'euros (4,6 milliards
pour la construction ; 4,8 milliards pour l'exploitation ; 0,5 milliard
pour le démantèlement).

2008. Début du chantier à Cadarache.

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