Environnement Lançonnais

ITER (Cadarache) : "La conquête du soleil ne se fait pas en un jour"

mardi 19 février 2013 par Alain KALT (retranscription)

Voici les nouvelles officielles d’ITER. Elles diffèrent quelque peu des nouvelles officieuses. A comparer avec notre article précédent...

La 17 janvier dernier a eu lieu l’inauguration officielle du siège d’ITER, à Cadarache, en présence de Geneviève Fioraso, Ministre de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, de Günther H. Oettinger, Commissaire européen à l’Energie et Osamu Motojima, marquant ainsi une étape clé dans les engagements tenus par la France.

Avec un retard de 3 années, ITER possède désormais ses bâtiments administratifs dessinés par l’architecte régional Rudy Ricciotti, auquel on doit le Musée des civilisations de l’Europe et de la Méditerranée (MUCEM), à Marseille.

Sur fond de polémique, cet événement a été surtout l’occasion pour Geneviève Fioraso de rappeler que le projet de réacteur thermonucléaire expérimental international, demeurait la plus grande collaboration scientifique jamais mise en place insistant sur ses enjeux sociétaux, scientifiques et technologiques.

"Nous bénéficions d’une quarantaine d’années d’expériences scientifiques menées simultanément à travers le monde sur la fusion" a t-elle précisé. "Il était urgent de mettre à profit l’expertise acquise. Ce projet est à la fois un défi sur le plan technologique, une opportunité sur le volet industriel, un levier pour l’économie et pour notre compétitivité, et une chance formidable pour les scientifiques du monde entier à travailler ensemble sur du long terme. Nous pouvons raisonnablement espérer des ruptures technologiques majeures".

Dans son discours inaugural elle a ajouté que la machine ITER constituait "une étape expérimentale indispensable pour développer, à terme, un réacteur de fusion de démonstration (...) La conquête du soleil ne se fait pas en un jour, c’est une aventure au long cours qui commence ici."

Sur le chemin de l’énergie de fusion

Le soleil est une boule de plasma chaud et dense. En fusionnant, les atomes d’hydrogène qui le composent majoritairement se transforment en hélium. Ces réactions de fusion libèrent de grandes quantités d’énergie. La tendance du plasma à se disperser et à se refroidir est contrebalancée par la gravitation.

Sur Terre, les forces de gravitation sont insuffisantes et il est impossible d’obtenir une réaction de fusion entre deux atomes dans ces conditions. Il n’est pas envisageable, non plus, de confiner un plasma atteignant plusieurs millions de degrés à l’aide de parois matérielles.

Pour faire face à ces obstacles, les chercheurs ont mis à profit les propriétés du plasma et ont pensé à le maintenir dans une « boîte immatérielle ».

Construit selon ce concept, Iter (le chemin en latin) sera la plus grande installation de recherche du monde destinée à prouver que la fusion pourrait devenir une source d’énergie à l’horizon 2050.

Iter sera le plus grand tokamak du monde.

Un tokamak est une installation capable de produire les conditions nécessaires pour obtenir une énergie de fusion.

Une étoile commence à briller quand la matière en son sein est capable de déclencher des réactions de fusion, libérant de grande quantité d’énergie, sous l’effet de forces de gravitation, de densités et de températures suffisantes. Dans une étoile, la tendance du plasma à se disperser et à se refroidir est contrebalancée par la gravitation. Sur Terre, les forces de gravitation sont insuffisantes et il est impossible d’obtenir une réaction de fusion entre deux atomes dans ces conditions. Il n’est pas envisageable, non plus, de confiner un plasma atteignant plusieurs millions de degrés à l’aide de parois matérielles.

Mettant à profit les propriétés du plasma (le plasma est un gaz ionisé qui conduit l’électricité), les chercheurs ont très vite pensé à maintenir le plasma dans une « boîte immatérielle ». Les particules ayant la propriété de s’enrouler autour des lignes de champ magnétique, ils ont compris qu’il fallait les agencer afin qu’elles les suivent lorsqu’elles étaient en mouvement. En refermant les lignes de champ magnétique sur elles-mêmes, ils sont parvenus à mettre au point le concept du tokamak, une installation en forme de tore.

Les scientifiques russes sont parvenus en 1968 à porter un plasma d’hydrogène à une température de l’ordre de 10 millions de degrés, jamais atteinte jusqu’alors. Ce sont les inventeurs du tokamak, acronyme russe de Toroidalnaya Kamera c Magnitnymi Katushkami. L’intérêt de ce concept pour produire des plasmas ne s’est pas démenti depuis, puisque les principales installations construites dans le monde furent des tokamaks : TFTR aux Etats-Unis, JT60 au Japon, JET en Angleterre et Tore Supra, en France, sur le centre du CEA à Cadarache et maintenant le projet international ITER.

Au cœur de toutes les machines toroïdales, le confinement du plasma est assuré principalement par des bobines s’enroulant autour du tore : les bobines de champ toroïdal.

Iter en possèdera 18 qui représentent les plus gros composants à transporter. L’idée de génie des Soviétiques a été de faire circuler un courant très intense dans le plasma, avec une double conséquence : "il chauffe fortement celui-ci et il génère un autre champ magnétique qui contribue au confinement du plasma. Ce courant est créé grâce à la bobine, appelée solénoïde central, au centre de la machine. Enfin, les bobines poloïdales qui encerclent le tore servent à stabiliser le plasma ; 5 de ces six bobines dont la taille ne permet pas de les transporter seront fabriquées sur place pour Iter."

Outre le confinement, au sein d’un tokamak, il faut également parvenir à créer une étanchéité parfaite de l’enceinte où est produit le plasma (enceinte à vide). Celle d’Iter, sera composée de 9 secteurs qui constituent les pièces les plus lourdes à transporter. Et il faut aussi évacuer la chaleur. La puissance dégagée par le plasma et les réactions de fusion, est évacuée par un caloporteur qui refroidit les composants face au plasma (de l’eau pour Tore Supra et ITER), placés entre le plasma et l’enceinte à vide. Parmi ces composants, il faut mentionner le divertor qui assure une fonction d’évacuation des impuretés du plasma.

Le coût de construction de ce projet pharaonique est actuellement évalué à 14,6 milliards d’euros, dont 45% est financé par l’Union Européenne, soit un plafond fixé à 6,6 milliards d’euros. Initialement, le coût prévisionnel avait été estimé à 12,8 milliards d’euros pour la seule phase de construction puis de 5,3 milliards d’euros pour celle de son exploitation sur 20 ans.

La France assume quant à elle une contribution financière pour la construction d’ITER à hauteur de 20% de la part européenne.

Le critère de Lawson

Afin de domestiquer sur terre l’énergie de fusion, l’homme doit porter à plus de 100 millions de degrés un mélange de deutérium et de tritium. Outre la température, deux autres conditions sont à remplir :

► Il faut que le milieu soit suffisamment dense pour obtenir de nombreuses réactions par unité de volume ;

► Il faut une très bonne isolation thermique : à l’instar d’une pièce d’habitation qui doit posséder des murs calfeutrés et des fenêtres étanches pour éviter toute déperdition de chaleur, le plasma doit être confiné pour que l’énergie apportée ou celle créée par les réactions de fusion elles-mêmes reste confinée et ne fuie pas.

La valeur de ces trois critères (température, densité et confinement) a été définie il y a 50 ans par le physicien britannique John D. Lawson. Un des principaux objectifs d’ITER est de dépasser le critère de Lawson pour que les réactions créent dix fois plus d’énergie que celle qui servira à chauffer le plasma.

Voir en ligne : Source de l’article...

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