ITER: Quand la fusion nucléaire spatiale inspire un projet industriel.


C’est au début du XXe siècle que les réactions en fusion ont été découverte. En 1920, Arthur Eddington a suggéré que l’énergie des étoiles est due à la fusion de noyaux d’atomes d’hydrogène en hélium et en 1934, c’est Ernest Rutherford qui a reproduit la première réaction en fusion en laboratoire.

Une application bien représentative de l’utilisation de la fusion sous forme industrielle est le projet ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).

Situé à Cadarache, dans le Var, sa construction a commencé après l’accord ITER de 2006.



Lieux de production du projet


L’objectif serait à terme de produire plus d’énergie que ce qu’il en consomme, de manière durable et décarbonée. Prenons pour exemple la combustion d’une tonne de charbon d’une centrale. Celle-ci produirait environ 30 GJ d’énergie.

A contrario, une centrale à fusion thermonucléaire pour une tonne de mélange permettrait de produire l’équivalent de la combustion 11 millions de tonnes de charbon.

Les difficultés de ce projet sont énormes ! Premièrement, il faut dissocier tous les électrons de leur noyau en augmentant la température jusqu’à 150 millions de degrés pour obtenir un gaz ionisé : le plasma. Pour que la fusion se produise, il faut vaincre la force électromagnétique qui force à repousser les molécules atomiques et ainsi que l’interaction forte puisse engendrer la fusion des deux atomes.




Vu extérieur du système avec une image de synthèse


Un problème majeur intervient, celui de la résistance des matériaux. Le tokamak semble être la solution technique trouvé par ITER. Elle consiste à confiner à l’aide d’aimants disposé en rond et en forme de D, permettant de confiner la température à l’aide d’un champ électromagnétique. La chambre à vide constitue un environnement sous vide poussé. Elle assure une première protection contre le rayonnement neutronique, participe à la stabilité du plasma et agit comme une première barrière de confinement des radiations.

Pour atteindre les 150 millions de degrés ITER utilise l'injection de neutres (méthode consistant à tirer des particules à haute énergie dans le plasma) et les ondes électromagnétiques à haute fréquence, interviendront en complément du chauffage ohmique induit par un courant à forte intensité (lui-même induit par des variations de champs magnétiques : les aimants).




Schéma sur la partie latéral du système


La fusion du deutérium et du tritium (D-T) produira un noyau d'hélium, un neutron et de l'énergie. Le noyau d'hélium est porteur d'une charge électrique. Il sera donc soumis aux champs magnétiques du tokamak et restera ainsi confiné dans le plasma.

Les neutrons seront absorbés par les parois du tokamak, transférant leur énergie à ces dernières sous forme de chaleur.

Si le soleil maitrise automatiquement la fusion depuis des milliards d’années en utilisant les lois et les 4 interactions fondamentales, nous allons devoir nous en contenter de 2 auxquelles nous pouvons ajouter le travail de milliers de personnes qui depuis un siècle s’efforcent de transformer cette énergie de demain en énergie d’aujourd’hui.

Nous devons tout de même envisager l'échec de ce projet et l'abandon de cette solution énergétique. Il est donc primordial de se lancer dans la recherche d'autres sources énergétiques qui seraient capables de répondre à nos besoins vitaux.


Source :


Photos : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/physique-iter-chemin-vers-fusion-thermonucleaire-sera-plus-long-prevu-19444/

https://www.iter.org/fr/proj/inafewlines

https://www.talenteo.fr/app/uploads/2015/06/IAU.png


Auteur : Couranjou Pierre

57 vues0 commentaire

ARTICLES RECENTS