Fusion nucléaire et ITER : l'énergie des étoiles sur Terre ?

Le Soleil brille grâce à la fusion nucléaire : des noyaux légers s'assemblent et libèrent une énorme énergie. Reproduire ce phénomène sur Terre de façon contrôlée est l'un des plus grands défis scientifiques. Le projet international ITER, en construction en Provence, doit en démontrer la faisabilité.

Fusion ou fission ?

	Fission (centrales actuelles)	Fusion
Principe	Casser des noyaux lourds (uranium)	Assembler des noyaux légers (isotopes de l'hydrogène)
Combustible	Uranium	Deutérium (eau de mer) et tritium
Déchets	Déchets à vie longue	Matériaux activés, durée de vie plus courte
Emballement	Possible, d'où la sûreté stricte	La réaction s'arrête d'elle-même en cas de problème

Le tokamak

Pour fusionner, les noyaux doivent être chauffés à plus de cent millions de degrés, sous forme de plasma. Aucun matériau ne résiste à cette température : le plasma est donc confiné par de puissants champs magnétiques dans une chambre en forme d'anneau, le tokamak.

Le défi n'est pas de déclencher la fusion, mais de produire durablement plus d'énergie qu'on n'en consomme pour l'entretenir.

ITER, le projet international

• Situé à Saint-Paul-lez-Durance, près de Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône.
• Associe notamment l'Union européenne, les États-Unis, la Chine, l'Inde, le Japon, la Corée du Sud et la Russie.
• Objectif : produire dix fois plus de puissance de fusion que la puissance de chauffage injectée dans le plasma.
• Le calendrier a été révisé à plusieurs reprises, avec un début des opérations de recherche visé dans la décennie 2030.

Les avancées récentes

• Fin 2022, une installation américaine utilisant des lasers (et non un tokamak) a obtenu pour la première fois plus d'énergie de fusion que l'énergie laser envoyée sur la cible.
• Plusieurs tokamaks dans le monde ont battu des records de durée ou d'énergie.
• De nombreuses start-up développent des approches alternatives, plus compactes.

Les défis restants

• Des matériaux capables de résister aux neutrons très énergétiques.
• La production du tritium, rare, à partir du lithium.
• Le bilan énergétique global de l'installation.
• Le coût et la durée de construction.

La fusion ne devrait pas contribuer significativement à la production d'électricité avant la seconde moitié du siècle : elle ne remplace pas les solutions actuelles contre le changement climatique (voir l'effet de serre).

Pour l'énergie d'aujourd'hui, lisez notre article sur la batterie lithium-ion.

Questions fréquentes

La fusion est-elle dangereuse ?

Elle ne présente pas de risque d'emballement comme la fission, mais elle met en jeu du tritium et des matériaux activés qu'il faut gérer.

Peut-on visiter ITER ?

Des visites sont organisées sur réservation, selon les conditions du site.