ITER

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher
International Thermonuclear Experimental Reactor
Logo de l'organisation
Carte de l'organisation
Membres d'ITER — L'Union Européenne, l'Inde, la Russie, la Chine, la Corée du Sud, le Japon et les États Unis.

Création 24 Octobre 2007
Siège Cadarache, France
Coordonnées 43° 42′ 18″ N 5° 46′ 09″ E / 43.704955555556, 5.7691944444444 ()43° 42′ 18″ N 5° 46′ 09″ E / 43.704955555556, 5.7691944444444 ()  
Dirigeant(s) Osamu Motojima
Site web iter.org

Géolocalisation sur la carte : France

(Voir situation sur carte : France)
International Thermonuclear Experimental Reactor

ITER (originellement en anglais : International Thermonuclear Experimental Reactor ou en français : « réacteur thermonucléaire expérimental international ») est un projet de machine expérimentale de type tokamak visant à démontrer la faisabilité d'un réacteur nucléaire utilisant le principe de la fusion. Le projet associe trente-cinq pays : ceux de l'Union européenne ainsi que l'Inde, le Japon, la Chine, la Russie, la Corée du Sud, les États-Unis et la Suisse.

Selon les promoteurs du projet, ITER pourrait être une expérience permettant de mettre au point une alternative aux procédés actuellement utilisés dans les centrales nucléaires, de produire moins de déchets nucléaires et de fonctionner de manière plus sûre[1]. Cependant, le budget du projet, passé de 5 à 16 milliards d'euros, ainsi que son utilité, sa dangerosité et ses effets sur l'environnement font l'objet de controverses[2].

Coupe du tokamak ITE
Maquette d'implantation des différents bâtiments constituant ITER

Nom[modifier | modifier le code]

D'après le site officiel du projet, se référant lui-même à la première lettre d'information de l'AIEA concernant ITER (septembre 1988), le nom ITER, mot latin qui signifie « le chemin » (the way en anglais), a été choisi par les participants au début des activités de conception d'ITER (1988-1992) pour exprimer leur espoir commun que le projet aboutirait à une coopération internationale sur le développement d'une nouvelle forme d'énergie. Le nom ITER était également l'acronyme de International Thermonuclear Experimental Reactor (« Réacteur expérimental thermonucléaire international ») mais ce dernier nom n'est plus utilisé aujourd'hui[3].

But[modifier | modifier le code]

Le projet ITER est destiné à vérifier la « faisabilité scientifique et technique de la fusion nucléaire comme nouvelle source d’énergie[4] ».

Un réacteur de fusion produit de la chaleur. Dans une utilisation industrielle cette chaleur serait utilisée pour la génération de l'électricité, par production de vapeur, comme dans la plupart des centrales électriques. Mais, l'expérience de fusion ITER qui aura, selon ses concepteurs, une puissance thermique de 500 MW, ne produira pas d'électricité. De catégorie tokamak, le réacteur ITER est basé sur les technologies déjà utilisées dans les expériences de fusion DIII-D, TFTR, JET, JT-60 et T-15, qui ne produisent pas non plus d'électricité.

ITER, avec sa puissance beaucoup plus grande que ces autres réacteurs, sera la première expérience capable en théorie de produire autant d'énergie que ce qui est nécessaire pour permettre une fusion soutenue.

La mission d'ITER est de tester les technologies nécessaires à la fabrication du réacteur expérimental DEMO (d'une puissance prévisionnelle de 1 500 MW électrique), dont l'objectif sera de démontrer la faisabilité industrielle de la production d’électricité par la fusion nucléaire[5]. DEMO est destiné à être le premier réacteur de fusion produisant plus d'énergie que nécessaire pour son fonctionnement.

Situation actuelle[modifier | modifier le code]

Il est actuellement en construction à proximité de Cadarache (France).

ITER qui devait, selon ses concepteurs, être achevé en 2019, soit trois ans de retard sur le calendrier initial[6],[7],[8], va être à nouveau décalé en février 2020, les délais s'étant avérés trop optimistes[9]. Le budget, initialement estimé à 10 milliards d'euros (50 % pour la construction et 50 % pour l'exploitation), va subir une augmentation de 3 milliards[10] à 20 milliards[11]. En juin 2009, la BBC avait déjà affirmé que le doublement du coût du projet à 16 milliards de dollars pourrait inciter les responsables du programme à diminuer de façon notable la taille du projet[12].

Histoire[modifier | modifier le code]

Proposition initialement soviétique[modifier | modifier le code]

C'est lors du Sommet de Genève, en novembre 1985 que Mikhaïl Gorbatchev propose de réaliser un programme international pour construire la prochaine génération de tokamak. L'Union soviétique travaillait, depuis plusieurs années, sur ce type de réacteur exploitant la fusion nucléaire, phénomène qui existe en permanence au sein des étoiles.

En octobre 1986, les États-Unis, l'Europe et le Japon acceptent de rejoindre l'Union soviétique au sein de ce projet. C'est ainsi qu'il a été décidé de créer ITER, qui fut placé sous l'autorité de l'AIEA. Initialement, seuls quatre membres participaient à ITER : la Russie, les États-Unis, l'Europe (en association avec le Canada) et le Japon.

Phase d'étude, de conception et de coordination[modifier | modifier le code]

En avril 1988, débuta la phase de conception (appelée Conceptual design activities ou CDA). Cette phase avait pour but de faire la synthèse des résultats des différents programmes existants pour les intégrer à ITER. La CDA se termina en décembre 1990.

En juillet 1992, à Washington (district de Columbia) aux États-Unis, les quatre membres signèrent un accord qui lança la phase d'ingénierie (appelée Engineering design activity ou EDA) qui dura six ans. Cette phase se termina comme prévu fin 1998.

Les États-Unis quittèrent le projet à la fin de la phase EDA, car ils jugeaient ce projet incertain et ruineux[13].

Suite au retrait des États-Unis fut décidé le lancement de la deuxième phase de l'EDA. Cette seconde phase avait pour but de revoir à la baisse les objectifs d'ITER, de manière à prendre en considération le manque de financement engendré par le retrait des États-Unis. Cette phase se termina en juillet 2001.

La phase de coordination (appelée Coordinated technical activities ou CTA) se termina fin 2002. Elle avait pour but de préparer la phase de conception. Elle souleva la question de l'emplacement du site de construction, mais également celles du financement et du cadre juridique d'ITER.

En janvier 2003, la Chine rejoignit ITER, suivie en février du retour des États-Unis et en juin de l'arrivée de la Corée du Sud.

Choix du site de construction du prototype[modifier | modifier le code]

Initialement, quatre sites de construction ont été proposés :

Le choix du site était très important politiquement, mais surtout économiquement. L'investissement d'ITER est estimé à 10 milliards d'euros sur 40 ans[14]. Une étude réalisée en France en 2002 prévoit qu'ITER créera 3 000 emplois[15] indirects pendant les 10 ans de construction et 3 250 emplois[15] indirects pendant les 20 ans d'exploitation (dont les 3/4 environ en région PACA)[15].

Après une querelle franco-espagnole[16], l'Espagne a retiré sa proposition le 26 novembre 2003. Cadarache est ainsi resté le seul site soutenu par l'Union européenne. La proposition canadienne de Clarington a disparu d'elle-même, faute de véritable financement et de volonté politique des Canadiens, qui ont décidé de rejoindre le point de vue de l'UE. Le site de Cadarache a également reçu le soutien de la Chine et de la Russie tandis que le site de Rokkasho recevait celui des États-Unis et de la Corée du Sud.

Emplacement du site de Cadarache en France

En mai 2005, avant même que le choix du site n'ait été arrêté, le site de Cadarache semblait déjà avoir l'avantage[17], si bien que l'Union européenne avait décidé, quelle que soit la décision, de commencer les travaux à Cadarache. La déclaration discrète du Premier ministre japonais Jun'ichirō Koizumi le 2 mai 2005 semblait déjà confirmer l'installation d'ITER en France. Celle-ci a proposé de doubler son financement pour la phase de construction, qui passerait à 914 millions d'euros. Le gouvernement français a également demandé aux collectivités locales d'augmenter leur financement, qui est actuellement de 447 millions d'euros.[réf. nécessaire][18]

Alors que le gouvernement japonais défendait toujours officiellement la candidature de son site, il laissait entendre à plusieurs reprises qu'il ne se battrait plus pour avoir 100 % du projet. Le 5 mai à Genève en Suisse, un accord technique a été signé entre le Japon et l'Union européenne[19], où il était stipulé que le pays hôte (aucun nom n'est alors cité) assumerait 40 % du prix de construction d'ITER, alors que le pays non hôte obtiendrait :

  • 20 % des contrats industriels pour la construction et 20 % des effectifs permanents d'ITER ;
  • un programme complémentaire de recherche d'un montant de 700 millions d'euros financé à moitié par le pays hôte et non-hôte ;
  • la construction d'un centre d'étude de matériaux pour la paroi d'ITER, baptisé en:International Fusion Materials Irradiation Facility (IFMIF) ;
  • le soutien du pays hôte à sa candidature pour le poste de directeur général d'ITER.

Tous ces avantages seront obtenus sans que la contribution n'augmente par rapport aux autres membres non hôtes, qui est de 10 % du coût de construction. Le Japon renonce alors implicitement à accueillir le réacteur, mais gagne sur de nombreux tableaux.

C'est finalement à Moscou, le 28 juin 2005, qu'a été signée la déclaration commune de tous les membres du programme ITER, désignant Cadarache comme le site de construction du réacteur[20]. en:Kaname Ikeda, ancien ambassadeur japonais, nommé comme directeur général de l'organisation en décembre 2005, prend ses fonctions en octobre 2007, à l'occasion de l'entrée en vigueur de l'accord sur la création de l'organisation internationale ITER.

Phase de construction[modifier | modifier le code]

Le site d'ITER en août 2010
Entrée du site d'ITER en août 2010

Le 21 novembre 2006 est signé au Palais de l'Élysée l'accord final sur la construction d'ITER, par les représentants de la Chine, de la Corée du Sud, des États-Unis, de l'Inde, du Japon, de la Russie et de l'Union européenne[21]. La même journée, après la signature de l'accord, le premier conseil des gouverneurs d'ITER a eu lieu au Centre de conférences internationales à Paris.

La phase de construction débute en 2007 et doit durer dix ans. La première phase consiste à défricher la moitié des 180 hectares du site, l'autre moitié restant à l'état naturel[22]. Durant cette phase, l'archéologie préventive a mis en lumière quelques découvertes comme une nécropole du Ve siècle et une fabrique de verre du XVIIIe siècle[23]. Pour acheminer les équipements nécessaires à la construction des installations, 104 km de routes et de pistes ont été aménagés pour l'occasion[24].

Phase d'enquête publique et autorisation[modifier | modifier le code]

L'enquête publique relative à la création de l'installation à Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône, est ouverte (4 ans après le début de la construction) du 15 juin au 20 juillet 2011 dans les communes de : Jouques, Gréoux-les-Bains, Corbières, Beaumont-de-Pertuis, Saint-Julien-le-Montagnier, Sainte-Tulle, Vinon-sur-Verdon, Ginasservis, Rians, Saint-Paul-lès-Durance, Mirabeau et Manosque. Le décret autorisant la construction du projet est paru au Journal Officiel le 10 novembre 2012[25]

Projet[modifier | modifier le code]

Phase d'exploitation[modifier | modifier le code]

Le comité de direction du projet ITER à Cadarache a désigné l'organisme de contrôle agréé belge AIB-Vinçotte International comme organisme de contrôle agréé pour l'inspection de la cuve sous vide dans laquelle s'opérera la fusion, cœur du projet. En effet, AIB-Vinçotte dispose du statut d'« organisme de contrôle agréé par les autorités de sûreté nucléaire françaises ».

La phase d'exploitation devrait commencer en 2020 (premier plasma)[26] et durer 21 ans[27].

La durée effective d'utilisation d'ITER prévue est de 400 h[28], réparties en de multiples expériences et tests de quelques minutes, et ce pour des problèmes de matériaux.

Rejets radioactifs[modifier | modifier le code]

La Commission européenne estime que les rejets d'effluents radioactifs, sous quelque forme que ce soit, provenant de l'ITER en France, ne seront jamais susceptibles d'entraîner, même en cas d'accident nucléaire, une contamination radioactive à l'extérieur des frontières françaises[29].

Phase de démantèlement[modifier | modifier le code]

Une fois la phase d'exploitation terminée, il faudra démanteler l'installation. Les sous-produits de fusion nucléaire issus d'ITER sont peu voire pas du tout radioactifs, ce qui n'est pas le cas de la chambre, qui devra être traitée comme il se doit pour respecter les normes de sécurité qui seront alors en vigueur. Des déchets vont également être indirectement produits par la dégradation de la chambre sous irradiation (rayonnements alpha échappant au confinement, neutrons). Par exemple, des atomes de carbone seront arrachés aux céramiques des parois, ce qui conduit à la production d'hydrocarbures tritiés, dans l'enceinte de confinement. Cette phase devrait durer cinq ans[30].

Après ITER[modifier | modifier le code]

Après la phase d'exploitation et suivant les résultats obtenus, ("break event" dépassé) un autre réacteur expérimental de puissance équivalente à un réacteur industriel pourrait être créé. Nommé DEMO (pour DEMOnstration Power Plant, ce qui, en français, signifie Centrale électrique de démonstration), il sera destiné à étudier la possibilité d'une exploitation commerciale à proprement parler. DEMO devra atteindre le seuil "d'ignition" dans lequel le chauffage du plasma est réalisé par l'énergie des alphas produits sans apport d'électricité.

Après quoi un véritable prototype de réacteurs industriels pourrait être construit, sans doute pas avant 2050[31].

Par la suite, les premiers réacteurs d'application pourront être fabriqués. Les prototypes à construire sont de taille et puissance importante.

Caractéristiques annoncées[modifier | modifier le code]

Les principales caractéristiques d'ITER sont[32] :

  • puissance thermique de la fusion : 500 MW ;
  • puissance électrique consommée au démarrage : 500 MW ;
  • puissance électrique pour chauffer le plasma : 50 MW ;
  • puissance électrique pour le fonctionnement : 120 MW ;
  • petit rayon du plasma : 2 m ;
  • grand rayon du plasma : 6,20 m ;
  • hauteur du plasma : 6,80 m ;
  • volume plasma : 840 m³ ;
  • masse plasma : ... ;
  • courant plasma : 15 MA ;
  • champ magnétique toroïdal : 5,3 T ;
  • durée de maintien : de 6 min à 1 heure ;
  • bilan énergétique : Q = 10 (rapport entre l'énergie fournie par le plasma et l'énergie extérieure fournie au plasma).

Les puissances électriques mises en jeu sont importantes et supposent l'existence d'un réseau électrique solide pour faire face aux appels de charge.

Les objectifs techniques[modifier | modifier le code]

Deux objectifs principaux[modifier | modifier le code]

  • Le premier est de générer une puissance de 500 MW en n’en consommant que 50, durant 400 s (6 min 40 s), donc dépasser le "break even". Le record mondial est, à ce jour, de 16 MW générés pour une puissance fournie de 25 MW, durant 1 s, réalisé par le tokamak européen JET.
  • Le second objectif vise à maintenir les réactions de fusion dans le plasma pendant au moins 1 000 s (16 min 40 s) et jusqu'à 3000 s. Dans ce cas, pour 50 MW fournis, seuls 250 MW seraient produits. Le record mondial de durée est, à ce jour, de 6 min et 30 s, réalisé par le tokamak français Tore Supra en 2003.

Autres objectifs[modifier | modifier le code]

  • Démontrer la capacité du système à régénérer le tritium au moins de façon théorique
  • Démontrer la capacité du système à l'extraction de l'hélium produit

Organisation d'ITER[modifier | modifier le code]

La gestion d'ITER est réalisée par un ensemble d'instances où se réunissent les différents membres.

La principale instance est le Conseil ITER. Les membres du Conseil sont des représentants de tous les partenaires.

Le Conseil ITER est assisté d'un comité scientifique et technique (appelé le Scientific and Technical advisory committee ou STAC) et d'un comité de gestion (appelé le Management advisory committee ou MAC).

La conception d'ITER a été réalisée à Naka, au Japon et à Garching bei München, (près de Munich) en Allemagne jusqu'en 2005. Le nombre total de personnes présentes à Naka et à Garching était d'environ 150. Depuis la décision sur le site d'implantation, l'équipe a été regroupée à Cadarache.[réf. nécessaire]

Pays membres du projet[modifier | modifier le code]

Les trente-cinq pays participant au projet ITER

Actuellement, les pays membres du projet sont :

La Suisse, en raison de son association au programme européen de recherche, participe via Euratom au projet.

Le Brésil a également déposé sa candidature pour rejoindre le projet. Ce financement supplémentaire pourrait devenir essentiel en cas de dépassement (fréquent dans les grands projets nucléaires) du budget alloué initialement au projet.

Depuis 2007, le Kazakhstan a fait savoir qu'il désire être membre à part entière du programme[33], ce qui peut se réaliser, sous réserve de l'accord des gouvernements des autres partenaires[34].

Problématiques scientifiques et techniques[modifier | modifier le code]

Approvisionnement en deutérium[modifier | modifier le code]

Le deutérium constitue 0,015 % des atomes d'hydrogène et peut être extrait de l'eau de mer (≈32,4 g/m3) pour environ 5 000 $ par kilogramme[35].

Approvisionnement en tritium à partir du lithium[modifier | modifier le code]

Généralités[modifier | modifier le code]

La période ou demi-vie du tritium (12,32 ans) est trop courte pour le trouver naturellement autrement qu'à l'état de traces infimes. La conservation du tritium sur de longues durées suppose des extractions périodique de l'hélium 3 produit par radioactivité bêta; environ 5,47% du tritium est ainsi perdu chaque année. On ne sait en fabriquer qu'en faible quantité, notamment dans les réacteurs à eau lourde, et à un coût de 30 000 dollars le gramme en 2004. La charge de tritium d'ITER représente une masse importante en comparaison des stocks détenus par les principaux producteurs l'Inde ou le Canada[36].

Régénération du tritium[modifier | modifier le code]

Un des enjeux d'ITER est justement la production par le réacteur lui-même du tritium dont il a besoin à partir du lithium qui est la matière première de la fusion:

  • La réaction de fusion du deutérium et du tritium libère un et un seul neutron[37] de forte énergie (14,1 MeV), dans tous les cas, accompagné d'une particule alpha (chargée électriquement donc restant dans le tokamak) de 3,5 MeV (total libéré par la fusion nucléaire deutérium tritium = 17,6 MeV).
  • La formation d'un atome de tritium à partir d'un atome de lithium demande un neutron; lorsqu'il capture un neutron, le noyau de lithium 6 se désintègre en une particule α et un noyau de tritium; la réaction est exothermique. Une autre réaction (endothermique, à seuil de 2,466 MeV) existe avec le lithium 7 dont le rendement est moindre.

Idéalement, le neutron formé par la réaction deutérium tritium réagit avec un noyau de lithium, régénérant ainsi le noyau de tritium perdu. Cependant les neutrons émis par la fusion deutérium tritium sont perdus en grande proportion du fait du procédé. Le neutron, ne possédant pas de charge, est insensible au confinement, et finalement le flux de neutrons est presque isotrope. En outre, il est à sa naissance très rapide (14,1 MeV), donc très pénétrant, et sort rapidement du plasma pour aller causer de graves dommages à la structure.

Bilan neutronique[modifier | modifier le code]

L'idée est d'utiliser ces neutrons sortant du plasma pour régénérer du tritium, par réaction avec du lithium. Mais il est illusoire d'espérer récupérer tous les neutrons sortant du plasma avec cette méthode, ce qui serait pourtant nécessaire pour régénérer le combustible. Il faut donc multiplier les neutrons de fuite pour compenser ceux absorbés par la structure. Ce qui est possible par exemple par la réaction d'un neutron sur un noyau de plomb, qui libère deux neutrons. D'où le mélange plomb/lithium envisagé pour les couvertures du tokamak. Cependant, de cette façon, le nombre de neutrons produit ne peut être multiplié que par deux ce qui n'apparait pas très élevé en comparaison des pertes de neutrons a priori importantes (fuites hors du tokamak ou absorption dans des structures inertes).

Reste à extraire les gaz de ce mélange, à les séparer et à réinjecter le tritium dans le plasma. En effet, de l'hélium est également présent dans le mélange plomb/lithium, la particule alpha émise par le lithium lors de sa désintégration va rapidement ralentir, capter deux électrons et donc se changer en hélium classique.

Enjeux d' ITER[modifier | modifier le code]

Ces procédés et méthodes soulèvent les questions suivantes :

  • d'une part la ressource totale à terme en lithium est une difficulté car le lithium est de plus en plus utilisé pour des usages autres comme notamment les piles lithium-ion ; en outre le lithium 6 ne représente que 7,5 % du lithium total présent sur la terre ; on peut imaginer séparer les isotopes 6 et 7 du lithium naturel et réserver le lithium 6 à la production de tritium pour la fusion mais cela complique le procédé.
  • d'autre part la régénération du tritium se traduit par le bouclage d'un bilan neutronique serré ; ce bilan ne présente aucune marge, il est beaucoup plus serré que dans le cas des réacteurs à fission.
  • d'autre part le bombardement neutronique d'un atome de plomb par un neutron de fusion (14,1 MeV) avec émission de deux neutrons de moindre énergie pourrait générer des corps radioactifs instables. Il n'y a cependant pas de fission de l'atome de plomb à proprement parler mais simplement diminution de 1 du nombre de nucléons, donc l'atome formé - dans la plage autour de 206 nucléons - est stable ; l'idée que la fusion ne génère pas de déchets radioactifs de procédé reste toutefois à confirmer complètement.
  • enfin, il reste à établir que la fusion deutérium tritium peut se passer de la fission pour assurer la régénération du tritium nécessaire à un fonctionnement continu. La fission reste aujourd'hui le seul procédé industriel de production de tritium.

A remarquer :

  • que le tritium peut également être produit à partir du bore 10 : n + 10B → T + 2 • alpha, ce qui peut théoriquement pallier le manque de lithium ; mais la réaction a une faible section efficace et ceci ne supprime pas le problème du bilan neutronique.
  • qu'un autre atome lourd que le plomb pourrait être utilisé comme matériau de spallation des neutrons si cela conduisait à un meilleur résultat.

Extraction de l'hélium[modifier | modifier le code]

Lors de la fusion les noyaux d'hélium produits (chargés électriquement) restent dans le tokamak et étouffent progressivement la réaction deutérium tritium. Il faut donc extraire l'hélium produit du mélange deutérium tritium de façon continue ou plus probablement périodiquement de façon pulsée; on parle du "pompage" de l'hélium. Dans la perspective d'un fonctionnement continu, il est nécessaire que cette opération soit faisable assez rapidement sauf à devoir maintenir un stock important de deutérium tritium.

Champs magnétiques intenses[modifier | modifier le code]

La maîtrise de champs magnétiques de plusieurs teslas dans un tore de grandes dimensions reste à démontrer, toutefois les tokamaks précédents mettaient également en œuvre des champs magnétiques intenses.

Fragilisation des matériaux par les neutrons rapides[modifier | modifier le code]

Le prix Nobel de physique japonais Masatoshi Koshiba exprime des réserves[38] au vu des problèmes posés par les neutrons rapides : « dans ITER, la réaction de fusion produit des neutrons de grande énergie, de 14 MeV, niveau jamais atteint encore. […] Si les scientifiques ont déjà fait l'expérience de la manipulation de neutrons de faible énergie, ces neutrons de 14 MeV sont tout à fait nouveaux et personne à l'heure actuelle ne sait comment les manipuler (...) S'ils doivent remplacer les absorbeurs tous les six mois, cela entraînera un arrêt des opérations qui se traduira en un surcoût de l'énergie ».

Richard Majeski[39] et ses collaborateurs ont publié[40] une méthode qui permettrait de supporter le flux des neutrons. Cette méthode consiste en une première barrière de lithium liquide avec pour but de protéger la seconde barrière qui, elle, est solide. Cette méthode aurait été expérimentée avec succès sur le réacteur d'essai Current Drive Experiment-Upgrade (CDX-U) du laboratoire PPPL de l'université de Princeton. Les performances du réacteur auraient également été améliorées, la tension pour maintenir le courant dans le plasma ayant été divisée par quatre[41],[42].

Par ailleurs, les bobines supraconductrices générant le champ magnétique du tokamak pourront-elles résister au flux de neutrons émis par le cœur du réacteur ? Ainsi Pierre-Gilles de Gennes affirmait : « connaissant assez bien les métaux supraconducteurs, je sais qu’ils sont extraordinairement fragiles. Alors, croire que des bobinages supraconducteurs servant à confiner le plasma, soumis à des flux de neutrons rapides comparables à une bombe H, auront la capacité de résister pendant toute la durée de vie d’un tel réacteur (dix à vingt ans), me paraît fou »[43].

Gestion défaillante des non-conformités[modifier | modifier le code]

Le 26 janvier 2012, l'Autorité de sûreté nucléaire (ASN) a jugé que la gestion des non-conformités n'était pas satisfaisante lors de l'inspection des patins parasismiques.

En 2012, des fissures microscopiques ont été détectées sur les murs de soutènement. Une inspection de l'ASN a permis de montrer que l'organisation interne dans le suivi de ces non-conformités avait été a nouveau défaillante[44].

Ces non conformités restent cependant inévitables dans un projet de cette envergure qui n'est pas un projet industriel mais qui relève de la recherche.

Critiques[modifier | modifier le code]

banderole contre le projet ITER

Stéphane Lhomme, écologiste antinucléaire et sociologue de formation, soutient que l'on ne parviendra jamais à produire de l'énergie de façon industrielle avec la fusion nucléaire[45]. Le projet de recherche ITER serait donc selon lui un moyen de financer indirectement l'industrie nucléaire.

Selon Pierre-Gilles de Gennes, Prix Nobel de physique en 1991, « le projet ITER a été soutenu par Bruxelles pour des raisons d'image politique (...) un réacteur de fusion, c'est à la fois Superphénix et l'usine de retraitement de la Hague au même endroit »[46]. En tant qu'ancien ingénieur du CEA, il a de nombreuses réticences vis-à-vis du réacteur expérimental ITER et les multiples difficultés du projet comme l'instabilité des plasmas, les fuites thermiques et la fragilité des métaux supraconducteurs.

Des physiciens, bien que favorables à l'énergie nucléaire, estiment qu'il est prématuré de construire ITER alors que des « verrous technologiques » n'ont pas été levés : « On nous annonce que l'on va mettre le Soleil en boîte. La formule est jolie. Le problème, c'est que l'on ne sait pas fabriquer la boîte », observe le physicien Sébastien Balibar, de l'École normale supérieure[47].

D'autres critiques remettent en cause le choix du site de Cadarache, en raison du risque sismique : Cadarache est situé sur la faille d'Aix-en-Provence - Durance, la plus active de France[réf. nécessaire]. Le site proposé par le Japon était encore plus sensible d'un point de vue sismique[réf. nécessaire]. À la différence d'une centrale nucléaire classique, un réacteur à confinement s'arrête toutefois de lui-même aussitôt que le confinement cesse; le risque de pollution est donc surtout lié aux produits présents dans le réacteur.

Critiques liées à ITER[modifier | modifier le code]

  • La présence de plusieurs kilogrammes de tritium, matière nécessaire à la confection des bombes thermonucléaires. Bien que la technologie des « bombe H » soit très complexe et totalement différente de celle d'ITER, la production de tritium ferait courir un risque de prolifération des armes nucléaires[48].
  • Le tritium est un élément radioactif de période courte, mais son danger vient du fait que lorsqu'il est libéré accidentellement, il s'insinue partout, ce qui crée un risque d'accident du travail grave. Sous forme organiquement liée (OBT), le tritium dans l'environnement semble plus radiotoxique qu'on ne l'avait initialement estimé. Selon l'ASN, dans un avenir proche, « (...) l’installation de fusion ITER devrai(en)t conduire, dans les années qui viennent, à une augmentation des rejets de tritium »[49]. Or, les impacts du tritium dans l'environnement sont discutés, réputés peu importants pour l'eau tritiée, mais ils pourraient être réévalués, au moins pour la forme organiquement liée du tritium (dite TOL ou OBT).
  • Si l'on n'apprend pas à empêcher les disruptions, la détérioration rapide de la chambre de confinement, notamment évoquée ci-dessus par le professeur Masatoshi Koshiba, imposerait des remplacements réguliers (coûteux et nécessitant d'interrompre la production d'énergie) et produirait une quantité importante de déchets radioactifs. Cependant, même si la maîtrise de ces événements violents n'est pas obtenue, une autre configuration que le tokamak, le stellarator permet d'éliminer ce problème. Cette configuration n'a pas été retenue pour ITER car elle n'était aussi avancée que la filière Tokamak à l'époque du choix de la conception du projet.
  • Investissement considérable, aux dépens d'autres axes de recherche (notamment sur les réacteurs à fission surgénérateur au thorium ou au plutonium selon Georges Charpak, ou pour la maîtrise de l'énergie ou les énergies renouvelables selon certaines associations écologistes).
  • G. A. WURDEN[50] physicien au National Nuclear Security Administration (États-Unis) est très critique quant à la durée de vie de ITER principalement à cause des disruptions mettant en jeu d'énormes quantités d'énergie.
  • Le physicien Jean-Pierre Petit dans une interview pour le journal "L'expansion" émet les plus grandes réserves quant à la durée de vie du projet ITER[51]:
  • Le physicien Cédric Reux, dans sa thèse[52], soutenue en 2010 à l’IRFM, l’Institut de Recherche sur la Fusion par Confinement Magnétique, dépendant du Commissariat à l’Énergie Atomique Français (CEA), conclut, au sujet des disruptions, que : "La nécessité de les éviter ou de les maîtriser devient donc indispensable, l'évitement n'étant pas toujours possible.".

Critique de la faisabilité d'ITER[modifier | modifier le code]

D'après des physiciens dont Sébastien Balibar, Yves Pomeau et Jacques Treiner[53], la mise en œuvre d'un réacteur à fusion à l'échelle industrielle suppose de résoudre préalablement plusieurs problèmes :

  • maîtrise des réactions de fusion, particulièrement d'une réaction auto-entretenue ;
  • maitrise et gestion d'une production massive de tritium ;
  • invention d'un matériau résistant aux flux de neutrons (produits par la fusion) pour les enceintes de confinement[54],[55].
  • Maîtrise de l'inhibition de la radiolyse de l'eau par addition d'hydrogène, car cette inhibition est très sensible à la concentration de l'hydrogène, à la température de l'eau, à la nature du rayonnement et à la présence éventuelle d'impuretés chimiques par exemple issue de la corrosion qui peut être exacerbée par la radiolyse (formation d'oxygène et d'eau oxygénée augmentant la corrosion[56]) ou certains dysfonctionnement du réacteur. « Une très faible modification de l'un de ces paramètres lorsqu'on est proche du seuil peut faire brutalement basculer la radiolyse de l'eau »[56]?. L'acide borique est classiquement utilisé, mais au-dessus d'une certaine concentration (seuil variant selon divers paramètres dont température, pression...) la décomposition de l'eau est brutalement accentuée, « avec formation d'hydrogène, d'oxygène et d'eau oxygénée. Ce phénomène brutal est dû à l'empoisonnement de la réaction en chaîne recombinant H2 et H2O2. Dans certains cas, on observe un phénomène de saturation : lorsque les concentrations de O2 et H2O2 augmentent trop, la réaction en chaîne s'arrête. Cette saturation fut confirmée par des simulations sur ordinateur »[56].
  • maitrise de la gestion des impacts de disruptions en situation de très fortes température, pression et rayonnement.

Le tokamak ITER ne s'attaque explicitement qu'au premier de ces problèmes, même si l'installation International Fusion Materials Irradiation Facility a été incluse dans le projet pour l'étude de la résistance des matériaux aux neutrons de 14 1 MeV.

Impact sur l'environnement[modifier | modifier le code]

Frédéric Marillier de Greenpeace dénonçait le projet, affirmant que « la fusion nucléaire pose exactement les mêmes problèmes que la fission nucléaire, y compris la production de déchets radioactifs et les risques d'accidents nucléaires et de prolifération »[57].

Selon ses promoteurs, le niveau de danger d'ITER reste cependant inférieur à celui d'un réacteur nucléaire classique à fission.

  • La quantité, l'activité et la durée de vie des déchets nucléaires seraient plus faibles[58].
  • Les risques d'accidents nucléaires seraient plus faibles, car il n'y aurait ni risque d'explosion nucléaire, ni risque de contamination à grande échelle[58].
  • Contrairement aux réacteurs à fission où tout le combustible nucléaire est placé dans le cœur du réacteur dès le début, un réacteur à fusion serait alimenté au fur et à mesure en combustible. La réaction nucléaire pourrait être arrêtée immédiatement : il suffirait d'arrêter d'injecter du combustible dans l'enceinte à vide[59].
  • Il n'y aurait pas de rapport entre une bombe H et un tokamak. Dans une bombe H on réalise une explosion en comprimant le mélange de tritium et de deutérium jusqu'à une densité supérieure à celle de l'état solide[60]. Dans un réacteur à fusion, la densité du mélange deuterium-tritium serait 10 million de fois plus petite que celle de l'air ambiant[61]. La recherche sur la fusion par confinement magnétique, dont ITER est une étape importante, n'aurait pas d'applications militaires, contrairement à la recherche sur la fusion inertielle, telle que menée sur le laser mégajoule à Bordeaux. Un pays qui maîtriserait une technologie de type ITER ne serait pas plus avancé si son objectif est d'obtenir une bombe H.

Budget du prototype[modifier | modifier le code]

Le coût de l'ITER est actuellement estimé à 16 milliards d'euros, soit plus de trois fois les estimations de 2006, ce qui pose des problèmes de financement au niveau européen[62]. L'effort financier reste cependant faible en rapport avec le PIB des pays impliqués: 0,00217% annuellement, soit environ 1/1000ème du budget de recherche des pays concernés.[non pertinent]

A titre de comparaison la centrale solaire d'Andasol, pour un coût de 260 Millions permet d'alimenter en énergie 200.000 personnes. Si on avait utilisé le même budget alloué pour la construction d'Iter pour construire des centrale solaires de ce type en Espagne, on aurait pu subvenir sans aléa technologique aux besoins de 12 Millions d'Espagnols en Electricité.

La technologie aurait en particulier consisté à exploiter la réaction de fusion de l'hydrogène en Helium, déjà existante dans le Soleil, tout en se préservant des éruptions solaires en utilisant le champ magnétique terrestre.[réf. nécessaire]

Autres projets[modifier | modifier le code]

Un autre projet, alternatif, vise à tester la possibilité d'utiliser un laser pour retirer de l'énergie utile de la fusion nucléaire, HIPER (pour High Power Laser Energy Research), avec un budget initial estimé à 600 M€, puis 735 M€[63],[64],[65].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. La fusion contrôlée, le rêve du nucléaire propre sur le site www.science.gouv.fr
  2. Nucléaire : le siège d'Iter à Cadanche inauguré demain jeudi sous haute tension - Les Echos, 16/01/2013
  3. Glossary (a-z) of iter terms (Glossaire alphabétique des termes utilisés dans ITER) sur le site officiel du projet. Consulté le 31 juillet 2013.
  4. (en) ITER Objectives, sur le site iter.org
  5. A quoi sert le projet ITER ?, sur le site itercad.org
  6. Iter : une valeur plafonnée et un nouveau calendrier sur le site laprovence.com du 29 juillet 2010
  7. communiqué de presse du conseil ITER, sur le site iter.org du 17-18 juin 2008
  8. UN NOUVEL ÉLAN POUR LE PROGRAMME ITER - 18 juin 2008, sur le site iter.org
  9. [PDF]Publication officielle, sur le site iter.org
  10. « ITER: le coût de la fusion nucléaire explose », Le Temps (Suisse), 13 octobre 2008
  11. Revue "Sortir du nucléaire" n° 39, sur le site sortirdunucleaire.org
  12. (en) Personnel de rédaction, « Fusion falters under soaring costs », BBC News,‎ 17 juin 2009 (lire en ligne)
  13. Les chercheurs nous embarquent pour ITER, article du Canard enchaîné du 28 janvier 2004
  14. [PDF] « Débat public ITER - ITER, territoires de vie et aménagement du territoire », Débat public ITER,‎ 23 février 2006 (consulté le 14 novembre 2008)
  15. a, b et c http://www.provence-pad.com/iter/rub_03_en.htm
  16. Le réacteur ITER au forceps, article Le Monde, 16 octobre 2004, sortirdunucleaire.org.
  17. ITER : les questions qu'il faut se poser, sur le site linternaute.com
  18. LE PROJET DANS SON CONTEXTE HISTORIQUE, sur le site ac-grenoble.fr
  19. Implantation du projet ITER dans le site de Cadarache Sur le site senat.fr
  20. (en) Joint Declaration by the Representatives of the Parties to the ITER Negotiations, iter.org, 28 juin 2005.
  21. Signature de l’accord international ITER (21 novembre 2006), sur le site du ministère français des Affaires étrangères
  22. « Le chantier Iter », Commissariat à l'énergie atomique,‎ 13 septembre 2007 (consulté le 8 novembre 2009)
  23. Jean-Luc Goudet, « Iter : des noix de coco pour le réacteur à fusion thermonucléaire », FuturaSciences.com,‎ 8 novembre 2009 (consulté le 8 novembre 2009)
  24. Fanny Costes, ITER, une ambition réaffirmée, site d'Energies Actu, le 6 septembre 2013, consulté le 6 septembre
  25. Décret n° 2012-1248 du 9 novembre 2012 autorisant l'Organisation internationale ITER à créer une installation nucléaire de base dénommée « ITER » sur la commune de Saint-Paul-lez-Durance (Bouches-du-Rhône) [1]
  26. [PDF] UN NOUVEL ÉLAN POUR LE PROGRAMME ITER Communiqué de presse du conseil ITER, 17-18 juin 2008
  27. Planning des opérations prévues sur ITER, sur le site iter.org
  28. « L'Europe s'alarme de l'explosion du coût du réacteur à fusion nucléaire ITER », Le Monde,‎ 12 mai 2010 (consulté le 12 mai 2010)
  29. Avis de la Commission du 11 juin 2012 concernant le projet de rejet d'effluents radioactifs provenant de l'ITER conformément à l'article 37 du traité Euratom - Texte du 11/06/2012, paru au Journal Officiel des Communautés européennes le 12/06/2012
  30. ITER : l'avenir de la fusion nucléaire (14 novembre 2006), sur le site du Programme d'information internationale des États-Unis
  31. (en) Beyond ITER
  32. (en) Technical Parameters with Explanation of Terms, iter.org, 16 novembre 2004.
  33. (en) Staff Writers, « Kazakhstan Offers To Join International Fusion Power Project », sur EnergyDaily.com, RIA Novosti,‎ 13 juillet 2007 (consulté le 23 juin 2008).
  34. « titre », Enerpresse, no 9598,‎ 19 juin 2008, p. 3.
  35. Les ressources énergétiques de la fission et de la fusion nucléaires Sur le site ecolo.org
  36. (en) Scott Willms, Supply Considerations.ppt « Tritium Supply Considerations », Los Alamos National Laboratory,‎ février 2004 (consulté le 14 juin 2008)
  37. En comparaison, la fission, de l'U235 produit 2,4 neutrons en moyenne, celle du Pu 239 en produit 2,9
  38. [PDF] Question nucléaire, 25 septembre 2005.
  39. (en) Page de Richard Majeski sur le site De Princetown university
  40. (en)R. Majeski et al, Recent liquid lithium limiter experiments in CDX-U, Nucl. Fusion 45 519-523 (2005).
  41. Une barrière de lithium liquide pour les futurs réacteurs à fusion, sur le site Futura-Sciences.com
  42. (en) Ed Gerstner, Molten radiation shield, Nature Physics Published online: 7 July 2005 | doi:10.1038/nphys003.
  43. Entretien paru dans Les Échos du 12 janvier 2006, reproduit notamment ici
  44. Fissures dans le béton d'Iter : l'ASN exige des explications La Provence - 7 juin 2012
  45. Il faut arrêter la course-poursuite entre surproduction et surconsommation : interview de Stéphane Lhomme, porte-parole du Réseau Sortir du nucléaire. Article tiré du webzine Linternaute.com, juillet 2005.
  46. Les Échos, 12 janvier 2006
  47. D'importants défis technologiques attendent ITER, dans l'édition du 9 juillet 2005 du quotidien Le Monde
  48. (en) Étude des risques de prolifération liés au développement de la fusion civile : ITER: The International Thermonuclear Experimental Reactor and the Nuclear Weapons Proliferation Implications of Thermonuclear Fusion Energy Systems ArXiv.org (André Gsponer, Jean Pierre Hurni), janvier 2004
  49. Rapport ASN Le tritium dans l’environnement ; Synthèse des connaissances, résumé introductif p1/67 de la version pdf
  50. http://archive.wikiwix.com/cache/?url=http://advprojects.pppl.gov/ROADMAPPING/presentations/MFE_POSTERS/WURDEN_Disruption_RiskPOSTER.pdf&title=[2]
  51. http://energie.lexpansion.com/energie-nucleaire/iter-une-machine-dangereusement-instable_a-32-6716.html
  52. http://www-fusionmagnetique.cea.fr/en_savoir_plus/articles/disruptions/these_c_reux.pdf
  53. La France et l'énergie des étoiles, dans le quotidien Le Monde du 24 octobre 2004
  54. G. Cambi, D.G. Cepraga, M. Frisoni, F. Carloni, Neutron irradiation effects on the ITER-EDA and ITER-RC firstwall/blanket materials, 330-333, 1999.
  55. D. S. Gelles, On quantification of helium embrittlement in ferritic/martensitic steels. Journal of Nuclear Materials. 283-287:838-840.2000.
  56. a, b et c B. Hickel, La radiolyse de l'eau, Phases Magazine ; CEA/DSM, La lettre du DRECAM et du SPht N° 17 Dec 1997 N° 17
  57. « De la fusion, une coopération et des questions »,‎ 29 juin 2005.
  58. a et b ITER et l'environnement, sur le site iter.org
  59. Les combustibles de la réaction de fusion, sur le site iter.org
  60. La Fusion par confinement inertiel, sur le site /www-lmj.cea.fr
  61. Fusion thermonucléaire : deux difficultés en moins pour le projet Iter, sur le site futura-sciences.com
  62. Le financement d'ITER menace l'innovation et la recherche européennes euractiv.fr, 3 janvier 2012
  63. Communiqué de CORDIS ; European physicists propose 735 million euro alternative to ITER, Cordis News ; Press sources (PhysicsWeb.org), daté 2005-09-05
  64. (en) EU researchers kick-start new project on laser driven fusion, sur le site cordis.europa.eu du 2008-10-07
  65. Site Web du projet, sur le site hiper-laser.org

Annexes[modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

  • (en)+(fr) Site officiel ITER
  • Nucléi Développement des PME du Nord-Pas de Calais par le nucléaire civil et le projet ITER