SFEN, Société Française d’Énergie Nucléaire

(Compte-rendu de la Conférence SFEN-ST1 du 20 octobre 2004)

Trois orateurs du Département de Recherches sur la Fusion Contrôlée du CEA/Cadarache, MM. Bernard Saoutic, Pascal Garin et André Grosman, ont présenté, devant une assistance particulièrement nombreuse, les enjeux de la fusion thermonucléaire et le projet ITER : International Thermonuclear Experimental Reactor.

Ce réacteur devrait permettre de franchir une étape importante dans la maîtrise de l ‘énergie de fusion nucléaire. Rappelons que la réaction de fusion envisagée, libérant 17 MeV d’énergie, est « deutérium plus tritium donne hélium 4 plus neutron ». Le deutérium est un nucléide naturel, abondant, notamment dans l’eau des océans. Le tritium, radioactif, est obtenu à partir du lithium par la réaction « lithium plus neutron donne tritium plus hélium 4 ». À l’équilibre (en supposant que le neutron de la réaction de fusion est utilisé pour régénérer le tritium consommé, on constate que les deux réactifs sont le deutérium et le lithium ; ce dernier, quoique moins abondant que le deutérium, pourrait couvrir les besoins en énergie de l’humanité pendant des dizaines de millénaires au moins.

Dans un contexte où les sources d’énergie traditionnelles s’épuisent, l’énergie de la fusion thermonucléaire présente des atouts indéniables. Outre donc le fait que les réactifs sont abondants, c’est une source qui, certes, donne des produits radioactifs mais seulement dans le site de la centrale et sans radionucléides alpha de longues périodes, qui présente une sûreté intrinsèque (pas de risque d’emballement de la réaction, puisque seuls trois grammes de réactifs se trouvent dans la machine) et qui ne produit pas de gaz à effet de serre.

Plusieurs procédés sont envisageables pour provoquer les réactions de fusion. Le plus avancé, et celui qui sera mis en œuvre dans ITER, est la « fusion magnétique » dans une chambre ayant la forme d’un tore. La performance d’une telle machine se caractérise par son facteur Q, rapport entre la puissance fournie par les réactions de fusion à la puissance injectée dans le plasma pour le chauffer (ce facteur néglige l’énergie consommée pour réaliser les champs magnétiques). La limite Q=1 est appelée « breakeven » ; à Q=5, la machine est autonome (la puissance des particules alpha, un cinquième de la puissance dégagée par la fusion, permet le chauffage) ; une machine industrielle devrait viser Q=30 à 50 (une valeur infinie, correspondant à l’ « ignition », n’est pas nécessaire). Le record actuel, obtenu au JET, est Q=0,66 ; pour ITER, une valeur de 10 environ est visée.

Si on préfère raisonner en termes de puissance, les ordres de grandeur sont les suivants : ITER : 0,5 GWth ; machine de démonstration (envisagée vers 2030) : 2 GWth ; machine prototype (vers 2050) : 1,5 GWé, soit 4 ou 5 GWth.

La machine ITER ne produira pas d’électricité. Ses principaux objectifs sont les suivants : établir les paramètres opérationnels des machines futures ; qualifier les technologies ; démontrer la sûreté ; étudier les modules tritigènes (sans rechercher une régénération complète du tritium).
Son coût sera de l’ordre de 5 milliards d’euros pour la construction et autant pour le fonctionnement pendant une vingtaine d’années.