11.01.2019

1/8 - ITER : vers une révolution énergétique

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Entretien avec Bernard Bigot, directeur général d'ITER Organization, propos recueillis par Tristan Hurel

Pourquoi le programme ITER ?

Bernard Bigot : Le projet ITER a une raison simple. Le monde doit trouver une alternative à la consommation massive des énergies fossiles dont nous dépendons encore beaucoup trop et dont les effets sur le réchauffement climatique et notre société ne seront plus tenables dans les décennies à venir. De surcroît, leurs réserves ne sont pas inépuisables. Ce projet est donc né de cette aspiration, partagée par les sept partenaires d’ITER (Union européenne, États-Unis, Japon, Chine, Inde, Russie, Corée du Sud). Il s’agit de progresser dans la démonstration de la faisabilité de la fusion d’hydrogène à des fins de production d’énergie.

Le coût du projet est parfois reproché : qu’en est-il ?

B.B. : Disposer d’une installation opérationnelle pour produire un premier plasma en 2025 et finaliser son équipement en vue des opérations nucléaires à partir de 2035 représente un coût approximatif de 20 milliards d’euros. Ce coût est modeste au regard de l’ambition du projet et de la machine en cours de construction, dont la taille et la complexité sont inédites. Si nous réussissons à faire la démonstration de la fusion nucléaire à l’échelle industrielle grâce à ITER, cet investissement de départ paraîtra dérisoire. Rappelons qu’ITER pourrait permettre de développer une technologie qui se substituera à des énergies fossiles dont le coût économique et l’impact sur l’environnement, le climat et la santé des populations sont sans commune mesure avec les moyens mis en oeuvre pour maîtriser la fusion nucléaire. Si nous ne faisons pas cet investissement majeur, nous condamnons nos générations futures à réduire leurs choix en matière d’énergie. Il faudra revenir au temps où les énergies fossiles n’existaient pas, c’est-à-dire ne dépendre que des énergies renouvelables. Ce serait incompatible avec une population estimée à près de 10 milliards d’habitants d’ici 2050, notre organisation sociale, la concentration urbaine, etc.

Au début de la deuxième partie du XXIe siècle, je pense que nous verrons la connexion d’un réacteur de fusion commercial, capable de produire de l’électricité et de l’injecter sur le réseau

En France, les grands chantiers nucléaires connaissent des retards. Avez-vous rencontré des difficultés similaires sur ITER et pourquoi ?

B.B. : Les grands chantiers de la fission connaissent du retard parce qu’il y a eu une rupture de construction pendant plus de vingt ans en France, autant d’années où le savoir-faire n’a pas été transmis.

ITER est différent. C’est le premier du genre. Nous devons inventer non seulement la technologie de la fusion, mais aussi anticiper, créer son industrialisation. Ce projet a démarré en 2005 avec la motivation, l’ambition – et peut-être la croyance – que parce qu’il était bien défini sur le papier, il serait possible de le construire en 10 ans comme n’importe quelle autre installation d’envergure. C’était une mauvaise appréciation, car quand vous utilisez de la cryogénie, du magnétisme, des techniques du vide, du transfert thermique, de la neutronique, vous défrichez un territoire nouveau ! En janvier 2015, nous avons réalisé une revue détaillée du projet et avons redéfini un  calendrier réaliste, tenant compte des premiers retours d’expérience. Depuis, les 36 jalons qui ont été franchis l’ont tous été dans les temps.

Après le premier plasma programmé en 2025, quelles seront les étapes suivantes ?

B.B. : Le premier plasma en 2025 est une étape absolument  « critique ». Si elle se déroule avec succès, elle garantira le bon fonctionnement de la machine. Au préalable, cela voudra dire que tous les grands composants auront été assemblés. Seuls les équipements auxiliaires devront encore être mis en place, afin de permettre la montée en puissance d’ITER et d’obtenir un plasma qui dégagera 500 MW de puissance thermique.

Cette première étape franchie, les équipements de collecte de l’énergie seront installés. Cette étape majeure devrait se terminer vers 2028. Elle permettra de valider la phase de pré-fusion, c’est-à-dire de production d’énergie avec de l’hydrogène classique, du deutérium  ou de l’hélium. Cela permettra de vérifier que ce premier système de collecte d’énergie fonctionne.

Après cette phase, la machine sera disponible pendant 18 mois pour les scientifiques qui souhaiteraient mener des expériences.

Dans un deuxième temps, à partir de 2030, nous installerons des systèmes de chauffage complémentaires indispensables pour parvenir à un plasma de fusion. C’est le cas du système de chauffage par injection de particules neutres qui permet d’accélérer les noyaux d’hydrogène à très grande vitesse pour augmenter le chauffage du plasma et réussir à le porter à la température de fusion de 150 millions de degrés. C’est la température nécessaire pour un plasma auto-entretenu.

En 2032 une nouvelle campagne de travail sur la machine sera offerte aux physiciens. En parallèle sera finalisée la construction de l’installation du cycle du combustible, qui séparera l’hélium produit au sein du plasma par la fusion de l’hydrogène et recyclera le tritium et le deutérium produits par la fusion pour les stocker temporairement et les réinjecter dans la machine. L’objectif est qu’en 2035 ITER atteigne sa pleine puissance.

Si le rêve ITER devient réalité en 2035, quel est le déploiement envisagé à l’échelle industrielle ?

B.B. : Après 2035, pendant 5 ans, les différents paramètres du fonctionnement de la machine seront explorés au maximum. J’ai l’espoir qu’aux alentours de 2040 nous seront suffisamment convaincants pour que les industriels s’intéressent à la machine qui suivra, « DEMO ». Ce sera le premier démonstrateur industriel, c’est-à-dire fonctionnant en continu pour produire de l’énergie, et qui sera cette fois connecté au réseau électrique. Après une dizaine d’années de concertation avec les industriels et de conception d’un réacteur bénéficiant de tous les retours d’expérience d’ITER et de DEMO, nous pensons que dès 2045-2050, la construction de la première centrale à fusion pourra être lancée. Cela prendra sans doute au minimum une dizaine d’années. Au début de la deuxième partie du xxie siècle, je pense que nous verrons la connexion d’un réacteur de fusion commercial capable de produire de l’électricité et de l’injecter sur le réseau. Si le succès est au rendez-vous, cette technologie, sûre, pilotable, se déploiera rapidement.

Quel regard portez-vous sur les start-up qui développent d’autres concepts de fusion ?

B.B. : Un regard extrêmement bienveillant. Ce sont très souvent des entreprises privées qui ont obtenu un financement auprès d’investisseurs ou de mécènes. C’est la démonstration que le monde considère que la fusion est l’option qu’il nous faut explorer. Evidemment, à ce jour, aucune de ces entreprises n’est capable d’atteindre le niveau d’ITER, qui, au regard de nos connaissances actuelles, est pourtant la condition sine qua non pour avoir de la fusion.

Ces projets explorent des pistes totalement innovantes. S’ils réussissent, c’est tant mieux. S’ils démontrent que nous pouvons faire de la fusion avec un coût 10 fois moins élevé, j’en serai ravi. Nous pourrons arrêter le projet ITER. Mais nous ne pouvons bien évidemment pas nous contenter de ces projets parallèles. La conception, la construction, les expériences en cours et à venir concernant ITER nous donnent déjà des résultats extrêmement intéressants d’un point de vue scientifique et technique.

Si ces projets de start-up n’aboutissent pas à un projet complet mais à des principes globaux innovants, cela pourra dans tous les cas apporter des améliorations sur ITER, tels que les composants (bobines magnétiques supraconductrices, transferts thermiques, etc.). En tant que projet de référence, ITER n’a de sens que s’il y a beaucoup d’autres programmes nationaux qui préparent son utilisation.

Crédit photo : RA_IO

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