Entre Manosque et Aix-en-Provence, fruit de la coopération de 35 nations, le plus gigantesque projet d’expérimentation de la fusion nucléaire est en train de sortir de terre. Comment fonctionne cette technologie connue depuis les années 1950.
Le procédé à l’œuvre dans les centrales nucléaires en service à travers le monde est celui de la fission nucléaire, qui permet à la France notamment de produire 80% de son électricité. Il a pour défaut de générer quantité de déchets radioactifs très encombrants.
Le procédé de la fusion nécessite lui une très petite quantité de gaz et donc génère potentiellement peu de déchets. Le gaz est composé par parts égales de deutérium et de tritium. En appliquant un puissant courant électrique à cette mixture, le gaz est transformé en plasma : les électrons sont extraits de leurs noyaux et le léger mélange devient un milieu conducteur.
Le courant électrique circulant dans le plasma augmente sa température progressivement, sur le même principe qu’un radiateur électrique ou un grille-pain. Sauf que dans le cas d’un réacteur le réchauffement ohmique va amener le plasma à la température de 10 millions °C.
10 fois plus chaud que le soleil
Pour dépasser cette limite, deux méthodes auxiliaires sont développées sur le réacteur ITER : l’utilisation de micro-ondes de radiofréquence et l’injection de particules à haute énergie.
Chacune de ces méthodes devrait amener le cœur du plasma d’ITER à une température plus de 10 fois supérieure à celle du soleil, 150 millions °C !
Sur la machine expérimentale, le réacteur en cours de construction à Saint-Paul-lez-Durance, on va tester les deux procédés pour trouver lequel est le plus efficace pour produire de l’énergie.
En dépit de la légèreté du mélange gazeux, aucune cage physique n’est à même de contenir le plasma chauffé à de telles températures. S’il entrait en contact avec les parois interne du réacteur, les réactions de fusion stopperaient immédiatement.
La solution qu’ont trouvée les physiciens est d’emprisonner le plasma dans un champ magnétique. C’est le principe du tokamak, inventé dans les années cinquante, le concept d’une « bouteille magnétique » qui contient au sein de l’enceinte à vide les particules brulantes du plasma.
Pour ce faire, 10 000 tonnes d’aimants, répartis en 48 éléments de différentes formes vont équiper les boucliers intérieurs du réacteur.
Ces aimants eux-mêmes sont enfermés dans un cryostat, sorte d’énorme frigo dans lequel circulera de l’hélium super critique. C’est la société Air Liquide à Sassenage qui a été retenue pour fournir les systèmes de cryogénie extrême.
L’ensemble de la machine est en cours de fabrication dans les différents pays du consortium, mais déjà les premiers des 39 bâtiments prévus pour accueillir le centre expérimental à Cadarache, sortent de terre.
Le bâtiment du tokamak, la structure la plus élevée du site ITER, culminera à 60 mètres de hauteur avec un sous-sol de 13 mètres (soit 73 mètres au total). Ce bâtiment sera légèrement plus haut que l’Arc de Triomphe de Paris, pour un poids de trois fois la tour Eiffel.
