CEA - Énergie - Fusion contrôlée : la Terre sur les traces du Soleil

Contact

Accueil / Énergie / Fusion contrôlée : la Terre sur les traces du Soleil / Au soleil d'Iter

Retour

Au soleil d'Iter

Suite

Page 5 sur 6

Fusion contrôlée : la Terre sur les traces du Soleil :

Au soleil d'Iter

, Chapitre 4

Iter, projet d'envergure internationale, permettra de valider les concepts. Un objectif réalisable grâce à la maitrise de technologies de pointe.

Iter, projet d'envergure internationale, permettra de valider les concepts. Un objectif réalisable grâce à la maitrise de technologies de pointe.

La Chine, la Corée du Sud, les États-Unis, l’Europe, le Japon et la Russie impliqués, un coût global de dix milliards d’euros, un chantier de dix ans suivi d’au moins vingt ans d’exploitation, un millier de personnes – chercheurs et techniciens – en permanence sur le site…
L’ampleur du programme Iter (International thermonuclear experimental reactor) est à la mesure de ses objectifs : ce tokamak de 12,4 mètres de diamètre servira à étudier la physique du plasma, dans les conditions requises pour la fusion, et à tester les concepts scientifiques et techniques des futurs réacteurs. Il ne produira évidemment pas d’électricité mais constituera une étape incontournable vers la maîtrise de l’énergie en œuvre dans les étoiles.

Plus de volume et d’énergie

Jet, Tore Supra, JT-60U, DIII-D, Asdex… Les tokamaks dédiés à la fusion ne manquent pas. Pourquoi en construire un nouveau ? Tout simplement parce qu’il est impossible de pousser les murs des instruments actuellement en service. En effet, dans ce domaine, la règle est simple : plus la machine est grosse, plus elle est efficace; un plasma volumineux peut abriter de très nombreuses réactions de fusion et dégager ainsi plus d’énergie. Il faut donc du neuf et du grand. Pour être économiquement viables, les futures centrales à fusion devront produire en continu de 30 à 40 fois plus d’énergie qu’elles n’en consommeront. «Deux conditions devront alors être remplies simultanément, explique Philippe Magaud, coordinateur des activités de technologie fusion pour l’association Euratom-CEA à Cadarache. D'une part, une large part des noyaux d’hélium produits par la fusion du deutérium et du tritium servira à chauffer le plasma afin de limiter le chauffage additionnel et donc la consommation d’énergie. D’autre part, les décharges de plasma dans lesquelles se déroule la fusion dureront aussi longtemps que possible, voire indéfiniment.»

Des objectifs clairement définis

À cette double exigence correspondent les deux objectifs scientifiques d’Iter, qui seront poursuivis séparément. Le premier: générer une puissance de 500 mégawatts tout en n’en consommant que 50, durant 400 secondes (6 minutes 40 secondes) 1. Une performance qui implique une part du chauffage par l’hélium d’environ 60% contre tout au plus 10% aujourd’hui dans le tokamak européen Jet. Le record mondial de ce dernier, 16 mégawatts pendant une seconde pour une puissance injectée d’un peu moins de 25 mégawatts, devrait alors être littéralement pulvérisé ! Le second objectif vise, lui, à maintenir les réactions de fusion dans le plasma pendant au moins 1000 secondes (16 minutes 40 secondes). Dans ce cas, impossible d’utiliser la pleine puissance du tokamak : pour des raisons à la fois physiques et techniques, le chauffage du plasma ne peut se faire que par des ondes et l’injection de particules neutres. Pour 50 mégawatts fournis, seuls 250 mégawatts seront produits.


	Tore Supra
	En exploitation depuis 1988 au CEA, à Cadarache, le tokamak Tore Supra détient depuis le 4 décembre 2003 le record mondial de durée de plasma de deutérium...

Le recours aux technologies de pointe

Pour réaliser ses objectifs, Iter mettra en œuvre des technologies de pointe. Ses systèmes magnétiques seront, pour la première fois, exclusivement constitués de supraconducteurs ; les bobines en cuivre chauffant trop au passage des intenses courants électriques nécessaires pour créer le champ magnétique de confinement. De nouveaux matériaux capables de résister au très haut flux d’énergie (10 mégawatts/m²), notamment pour le Divertor – l’aspirateur à hélium – seront éprouvés. Et si la paroi interne du tokamak ne sera pas dotée d’une couverture tritigène, afin de produire du tritium in situ, des modules pourront quand même être testés ça et là.
Enfin, la totalité de la maintenance d'Iter sera robotisée. Bras articulés, “robots serpents” pour la tuyauterie, pourront intervenir pour réparer ou changer n’importe quelle pièce. Aucun homme ne pénétrera dans la chambre à vide du tokamak. Ceci afin d’éviter toute exposition à la radioactivité, générée à la fois par le tritium et par les matériaux potentiellement activés par les neutrons issus de la réaction de fusion. Dans ce domaine, plusieurs dispositifs de filtrage seront installés afin de maintenir d’éventuels rejets de l’installation aussi bas que possibles.

Un programme scientifique ambitieux, des technologies ultrasophistiquées… Pour développer la fusion sur Terre, il faut y mettre les moyens. Iter les aura. Reste aux partenaires à décider où il sera implanté

Facteur d’amplification (Q): rapport de l’énergie dégagée sur l’énergie injectée. Dans Iter, il sera égal à 5 ou 10. Le record de Jet est de 0,65.
Breakheaven:
le plasma produit autant d’énergie
qu’il en consomme pour son
chauffage (Q = 1).
Ignition : le chauffage du plasma est entièrement assuré par les noyaux d’hélium. Les modes de chauffage additionnels peuvent être coupés (Q = infini).