Visite de l’installation ITER par les équipes de la CRE

Le 8 juillet dernier, les membres du Collectif innovation de la CRE ont visité le site du réacteur thermonucléaire expérimental international, (ITER), à Cadarache, un projet international de réacteur à fusion nucléaire. Après une présentation de la fusion nucléaire et de l’organisation internationale ITER, la délégation de la CRE a pu visiter le site de l’installation ITER en construction.

Le programme ITER a officiellement vu le jour après la signature d’un accord international en 2006 entre le Japon, la Russie, la Corée du Sud, les États-Unis, les pays de l’Union européenne, la Chine et l’Inde Il vise à démontrer la faisabilité de la fusion nucléaire – la source d’énergie qui alimente le soleil et les étoiles, par une réaction de fusion de l’hydrogène en leur cœur – pour produire de l’électricité à grande échelle et de manière décarbonée. Les membres d’ITER apportent au programme une contribution financière, mais aussi une grande partie en nature, afin de garantir la réplicabilité à terme de la technologie au sein de chaque pays.

La fusion actuellement accessible sur terre est celle de deux isotopes d’hydrogène, le deutérium et le tritium : par rapport à la fission nucléaire, elle permettrait non seulement d’éviter les réactions en chaîne et les déchets, mais aussi de produire une grande quantité d’énergie – 1 gramme de deutérium et de tritium pourrait produire 8 tonnes équivalent pétrole d’énergie, tandis que pour obtenir la même quantité d’énergie par fission nucléaire, 100 grammes d’uranium sont nécessaires. À l’heure actuelle, la fusion nucléaire n’a pas permis de produire une quantité d’énergie nette, c’est-à-dire avec davantage d’énergie de fusion générée que de puissance de chauffage totale : c’est pourtant l’ambition du projet ITER, avec l’objectif d’un point de fusion de 500 MWth pendant 1 000 secondes avec une puissance d’entrée de 50 MW, qui serait atteint en 2035. Pour l’instant, seul le réacteur JET, opéré au Royaume-Uni, a permis de démontrer un point de fusion important, avec la production de quelques 16 MW pendant 4 secondes – pour une chaleur en entrée de 24 MW soit un ratio de 0,67, qu’ITER doit porter à 10 !

La construction d’ITER a débuté en 2010. Depuis 2020, le projet est passé en phase d’assemblage du tokamak, c’est-à-dire la cage magnétique en forme d’anneau au sein de laquelle est confiné le plasma, obtenu par la transformation du gaz chauffé à plusieurs centaines de milliers de degrés et à très haute pression. Ce plasma est alors un milieu favorable à la fusion de l’hydrogène et à la génération d’énergie de fusion.

La délégation de la CRE a donc pu visiter le chantier d’assemblage du tokamak : dans un immense hall d’assemblage, une première bobine magnétique (servant à confiner le plasma chaud à l’écart des parois de l’enceinte) a déjà été posée à l’intérieur du tokamak, tandis qu’une deuxième est en cours de construction. La délégation a également pu observer les écrans thermiques en cours d’assemblage : ces immenses anneaux, en forme d’oreille, ont vocation à être assemblés pour former les parois de la chambre à vide. D’autres éléments sont en construction, par exemple le cryostat, dont la délégation de la CRE a pu observer le premier élément assemblé.

Cette première phase d’assemblage sera achevée fin 2024, pour une première production du plasma en 2025.

Après le premier milestone en 2025 de la production du premier plasma, plusieurs autres fonctions seront associées au tokamak avant la mise en service d’ITER. ITER a également vocation à démontrer la faisabilité de la production de tritium au sein même de l’enceinte à vide – afin d’éviter d’en importer sur le site.

La phase d’assemblage de tous les éléments d’ITER sera normalement finalisée en 2035 – même si la Covid a perturbé le rythme de progression annuel, faisant craindre un retard du projet.

À l’issue de sa démonstration, ITER a vocation à assurer la diffusion de la production d’électricité à partir de fusion nucléaire dans une perspective commerciale, avec des réacteurs qui pourraient aller jusqu’à 1 200 MWth. Un premier démonstrateur dénommé DEMO est déjà dans les cartons …