FAST : le Japon lève le voile sur un nouveau projet de réacteur à fusion nucléaire
Le Japon a lancé, le 12 novembre 2024, le projet FAST (Fusion by Advanced Superconducting Tokamak). Celui-ci a pour objectif de démontrer la faisabilité d’une production d’électricité basée sur la fusion nucléaire d’ici la fin des années 2030.
Depuis quelques années, la fusion nucléaire est en plein essor à travers le monde. Bien qu’ITER soit le porte-étendard de ce secteur, plusieurs pays avancent en parallèle avec des projets plus petits. Parmi eux, le Japon est l’un des fervents défenseurs de la fusion puisqu’il participe à de nombreux projets en lien avec la fusion nucléaire et accueille des démonstrateurs sur son territoire. À nouveau, l’archipel fait parler de lui puisqu’un groupe collaboratif d’industriels et d’universitaires, soutenu par le secteur privé, sous le nom de FAST (Fusion by Advanced Superconducting Tokamak) a lancé, en novembre 2024, un nouveau projet de démonstration de production d’énergie grâce à la fusion nucléaire. Leur objectif, très ambitieux, est d’atteindre une production d’électricité [1] d’ici la fin des années 2030.
Un calendrier très ambitieux
Le projet FAST, qui sera implanté au Japon, a choisi une configuration en tokamak pour entretenir un plasma de réaction de fusion deutérium-tritium (DT) par confinement magnétique. Le système vise une production d’énergie de 50 à 100 MW et une durée de décharge [2] de 1000 secondes de combustion de fusion DT. De plus, le tokamak aurait une durée de vie de 1000 heures cumulées de fonctionnement à pleine puissance. Le projet est ouvert à l’international avec la participation de chercheurs britanniques, américains et canadiens.
Modèle 3D du dispositif de fusion du projet FAST, y compris le tokamak supraconducteur et les sous-systèmes intégrés, pour le maintien du plasma, la conversion d’énergie et le cycle du combustible deutérium-tritium. Source : FAST Project
Au niveau du calendrier, FAST se veut très ambitieux puisqu’il prévoit un début de construction avant 2030 et une démonstration de génération d’électricité peu après 2035. Le bureau du projet justifie ces délais grâce à l’adoption d’une configuration tokamak qui « utilise spécifiquement une conception à faible rapport hauteur/largeur et des bobines supraconductrices à haute température (HTS), ce qui permet une conception compacte offrant des coûts inférieurs et un temps de construction plus court ».
Combler les lacunes pour la conversion d’énergie
L’objectif du projet est d’abord de démontrer la réussite des opérations de fusion avec une production d’électricité grâce à une conversion énergétique pour ensuite basculer sur la conception de centrales à fusion commerciales.
« Bien que les expériences de fusion précédentes ou prévues à court terme aient permis, ou permettront bientôt, d’obtenir des décharges de plasma à impulsions moyennes pour réduire les risques liés au confinement et au contrôle du plasma dans une centrale pilote de fusion, des obstacles critiques subsistent pour exploiter le transport d’énergie en vue d’une utilisation externe durable, établir le cycle du combustible au tritium, y compris la surgénération du tritium, et intégrer ces avancées dans une configuration qui représente une centrale électrique à fusion commercialement viable », a déclaré le bureau du projet. Les membres du projet ajoutent que, selon eux, « aucun dispositif expérimental au monde n’est capable de créer l’environnement de fusion nécessaire – le flux de neutrons de fusion et les charges thermiques correspondantes – pour combler l’écart entre les expériences avancées de plasma d’aujourd’hui et l’objectif final souhaité d’extraction pratique d’énergie. » FAST permettra donc de combler ces lacunes en « fournissant une plateforme complète et unique pour développer des technologies applicables aux centrales de fusion dans le monde entier, y compris les dispositifs de démonstration (DEMO) et les centrales pilotes de fusion (FPP)». ■
[1] La production d’électricité fait ici référence à la production d’énergie à partir de réactions de fusion, bien qu’elle n’implique pas une production d’électricité positive nette où la production d’électricité dépasse la consommation d’électricité.
[2] Nom donné à la séquence de fonctionnement du tokamak avec un plasma.