donc Qu’est-ce qu’ITER ?

ITER (« La Voie » en latin) est l’un des projets énergétiques les plus ambitieux du monde actuel.

Dans le sud de la France, 35 nations collaborent pour construire le plus grand tokamak du monde, un dispositif de fusion magnétique conçu pour prouver la faisabilité de la fusion en tant que source d’énergie à grande échelle et sans carbone, selon le même principe que celui qui fait fonctionner notre soleil et nos étoiles. Les membres d’ITER – la Chine, l’Union européenne, l’Inde, le Japon, la Corée, la Russie et les États-Unis – se sont engagés dans une collaboration de 35 ans pour construire et exploiter le dispositif expérimental ITER et, ensemble, amener la fusion au point où un réacteur de fusion de démonstration pourra être conçu.

ITER sera le premier dispositif de fusion à produire de l’énergie nette. Ce sera aussi le premier dispositif de fusion capable de maintenir la fusion pendant de longues périodes. Enfin, ITER sera le premier dispositif de fusion à tester les technologies intégrées, les matériaux et les régimes physiques nécessaires à la production commerciale d’électricité issue de la fusion.

QUE FERA ITER ?

1) Produire 500 MW d’énergie de fusion
Le record mondial de puissance de fusion est détenu par le tokamak européen JET. En 1997, le JET a produit 16 MW d’énergie de fusion à partir d’une puissance de chauffage totale de 24 MW (Q=0,67). ITER est conçu pour produire un rendement énergétique décuplé (Q=10), soit 500 MW d’énergie de fusion à partir de 50 MW de puissance de chauffage. ITER ne transformera pas l’énergie qu’il produit en électricité, mais, en tant que première expérience de fusion de l’histoire à produire un gain énergétique net, il ouvrira la voie à la machine qui le pourra.

2) Réaliser un plasma de deutérium-tritium dans lequel la réaction est entretenue par un chauffage interne
La recherche sur la fusion est aujourd’hui sur le point d’explorer un « plasma brûlant », c’est-à-dire un plasma dans lequel la chaleur de la réaction de fusion est confinée de manière suffisamment efficace pour que la réaction soit maintenue pendant une longue période. Les scientifiques sont convaincus que les plasmas d’ITER produiront non seulement beaucoup plus d’énergie de fusion, mais resteront stables plus longtemps.

3) Tester la reproduction du tritium
L’une des missions prévues pour les dernières étapes de l’exploitation d’ITER est de démontrer la faisabilité de la production de tritium dans l’enceinte à vide. L’approvisionnement mondial en tritium (utilisé avec le deutérium pour alimenter la réaction de fusion) n’est pas suffisant pour couvrir les besoins des futures centrales électriques. ITER offrira une occasion unique de tester des maquettes de couvertures de reproduction du tritium dans la cuve dans un environnement de fusion réel.

QU’EST-CE QUE LA FUSION ?

La fusion est la source d’énergie du soleil et des étoiles. Dans la chaleur et la gravité considérables qui règnent au cœur de ces corps stellaires, les noyaux d’hydrogène entrent en collision, fusionnent en atomes d’hélium plus lourds et libèrent ainsi d’énormes quantités d’énergie.

La science de la fusion du vingtième siècle a identifié la réaction de fusion la plus efficace en laboratoire comme étant la réaction entre deux isotopes d’hydrogène, le deutérium (D) et le tritium (T). La réaction de fusion DT produit donc le gain d’énergie le plus élevé aux températures les plus « basses ».

Trois conditions doivent être remplies pour réaliser la fusion en laboratoire : une température très élevée (de l’ordre de 150 000 000° Celsius), une densité de particules de plasma suffisante (pour augmenter la probabilité que des collisions se produisent) et un temps de confinement suffisant (pour maintenir le plasma, qui a tendance à se dilater, dans un volume défini).

À des températures extrêmes, les électrons se séparent des noyaux et un gaz devient un plasma – souvent appelé le quatrième état de la matière. Les plasmas de fusion constituent l’environnement dans lequel les éléments légers peuvent fusionner et produire de l’énergie.

Dans un tokamak, de puissants champs magnétiques sont utilisés pour confiner et contrôler le plasma.

 

QU’EST-CE QU’UN TOKAMAK ?

Visualisation avec l’aimable autorisation de Jamison Daniel, Oak Ridge Leadership Computing Facility.

Quelle que soit la source d’énergie, les centrales produisent de l’électricité en convertissant l’énergie mécanique, comme la rotation d’une turbine, en énergie électrique. Dans une centrale à vapeur alimentée au charbon, la combustion du charbon transforme l’eau en vapeur et cette dernière entraîne à son tour des turbogénérateurs pour produire de l’électricité.

Le tokamak est une machine expérimentale conçue pour exploiter l’énergie de la fusion. À l’intérieur d’un tokamak, l’énergie produite par la fusion des atomes est absorbée sous forme de chaleur dans les parois de la cuve. Tout comme une centrale électrique classique, une centrale à fusion utilisera cette chaleur pour produire de la vapeur, puis de l’électricité au moyen de turbines et de générateurs.

Le cœur d’un tokamak est sa chambre à vide en forme de beignet. À l’intérieur, sous l’effet d’une chaleur et d’une pression extrêmes, l’hydrogène gazeux se transforme en plasma – l’environnement même dans lequel les atomes d’hydrogène peuvent être amenés à fusionner et à produire de l’énergie. Les particules chargées du plasma peuvent être façonnées et contrôlées par les bobines magnétiques massives placées autour de la cuve ; les physiciens utilisent cette propriété importante pour confiner le plasma chaud loin des parois de la cuve. Le terme « tokamak » nous vient d’un acronyme russe qui signifie « chambre toroïdale avec bobines magnétiques ».

Mis au point par la recherche soviétique à la fin des années 1960, le tokamak a été adopté dans le monde entier comme la configuration la plus prometteuse de dispositif de fusion magnétique. ITER sera le plus grand tokamak du monde, deux fois plus grand que la plus grande machine actuellement en service, avec un volume de chambre à plasma dix fois supérieur.

 

QUAND LES EXPÉRIENCES COMMENCERONT-ELLES ?

Le premier plasma d’ITER est prévu pour décembre 2025.

Ce sera la première mise sous tension de la machine et le premier acte du programme opérationnel d’ITER, qui s’étendra sur plusieurs décennies.
 

Chronologie du projet ITER

Déc. 2025                    Premier plasma

2025-2035                   Montée en puissance progressive de la machine

2035                             Début de l’exploitation du deutérium et du tritium

Nous vous invitons à explorer le site web d’ITER pour obtenir plus d’informations sur la science d’ITER, la collaboration internationale d’ITER et le projet de construction à grande échelle qui est en cours à Saint Paul-lez-Durance, dans le sud de la France.

STS fournit des capteurs de pression ainsi que des sondes de niveau adaptés aux applications nucléaires

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