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ITER à Cadarache : comprendre la fusion nucléaire et son intérêt pour l’aéronautique

Au cœur de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur, entre collines, forêts et installations industrielles de haute technologie, se trouve l’un des chantiers scientifiques les plus impressionnants jamais construits : ITER, l’International Thermonuclear Experimental Reactor. Ce projet a été lancé à l’origine en 1985 à l’issue d’un sommet entre grandes puissances, l’accord international fondant ITER a été signé en 2006 et l’organisation qui le pilote a été créée en 2007 . Implanté sur le site de Cadarache dans le sud de la France à proximité d’Aix-en-Provence et de Marseille, il réunit chaque jour des ingénieurs, chercheurs et techniciens venus du monde entier (35). On y croise des équipes européennes, mais aussi des spécialistes originaires des États-Unis, du Japon, de la Chine, de la Russie, de l’Inde et de la Corée du Sud. Malgré leurs langues et cultures différentes, tous partagent un même objectif : réussir à maîtriser sur Terre la fusion nucléaire, la réaction qui alimente le Soleil et les étoiles. Dans le contexte énergétique mondial actuel, marqué par le réchauffement climatique et la raréfaction des ressources fossiles, la question de l’énergie propre est devenue centrale. 


 

Coupe verticale du tokamak d’ITER . ITER.ORG
Coupe verticale du tokamak d’ITER . ITER.ORG

L’aéronautique, secteur fortement dépendant du kérosène, est directement concernée par cette problématique. Les avions modernes permettent de relier les continents en quelques heures, mais ce progrès technologique s’accompagne d’un coût environnemental élevé  en termes d’émissions de CO₂ et d’autres GES. Trouver des sources d’énergie plus durables est donc un enjeu majeur pour l’avenir de l’aviation.  

ITER est un réacteur expérimental dont la mission principale est d’explorer le potentiel de la fusion nucléaire. Contrairement aux centrales nucléaires actuelles, basées sur la fission, qui consiste à casser des noyaux lourds et qui produit des déchets radioactifs dangereux.

réaction de fusion nucléaire ITER.org   
réaction de fusion nucléaire ITER.org   

ITER cherche à fusionner des noyaux légers d’hydrogène, en particulier le

deutérium et le tritium, deux isotopes de cet élément. Lorsqu’ils fusionnent, ces noyaux forment un noyau plus lourd et libèrent une quantité d’énergie considérable. Dans ITER, la réaction principale est : (Deutérium + Tritium → Hélium-4 + neutron + énergie ) Le noyau plus lourd formé (hélium) est très stable ,Il ne fusionne plus facilement avec d’autres noyaux.

À l’intérieur du réacteur, ces gaz sont chauffés à environ 100 millions de degrés, soit une température dix fois supérieure à celle du cœur du Soleil. À ce niveau de chaleur extrême, la matière ne se présente plus sous forme solide, liquide ou gazeuse : elle devient du plasma, un gaz ionisé dans lequel les noyaux atomiques peuvent se déplacer librement et entrer en fusion. Pour éviter que ce plasma ne touche les parois du réacteur et ne les détruise, ITER utilise un dispositif spectaculaire appelé tokamak, qui confine le plasma grâce à des champs magnétiques extrêmement puissants, parmi les plus forts jamais créés par l’homme.  

  Modélisation du tokman en état de marche, ITER.org

La fusion nucléaire présente de nombreux avantages par rapport à la fission , en fusionnant les noyaux de tritium et de deutérium ensembles elle libère quatre fois plus d'énergie que la fission de l'uranium à masse égale de combustible, et huit millions de fois plus que la combustion du pétrole .Elle ne produit pas de déchets radioactifs à longue durée de vie produit , ne génère pas de réaction en chaîne incontrôlable et en cas de problème, la réaction s’arrête naturellement  citation:« Fusion is a self-limiting process: if you cannot control the reaction, the machine switches itself off. » — Sehila González de Vicente, physicienne spécialisée dans la fusion nucléaire, International Atomic Energy Agency (IAEA)). Un réacteur à fusion ne peut pas entrer en emballement. De plus, les ressources nécessaires à la fusion, comme le deutérium, sont largement disponibles sur Terre.  Meme si ITER n’a pas vocation à produire de l’électricité pour le réseau, il constitue une étape expérimentale essentielle vers les futures centrales de fusion. En prouvant que cette technologie est viable, il ouvrira la voie à une nouvelle ère énergétique( -2034 → Premier plasma (début des tests de fonctionnement -Fin des années 2030 (vers 2039) → Essais de fusion deutérium-tritium et opérations scientifiques à pleine capacité.) Aujourd’hui, les solutions alternatives au kérosène, comme les avions électriques ou les carburants durables, restent limitées par des contraintes de poids, d’autonomie ou de production. La fusion nucléaire, même si elle ne peut pas être embarquée directement dans un avion à court terme, pourrait, à terme, alimenter la production de carburants de synthèse. L’électricité propre permettrait de produire de l’hydrogène par électrolyse de l’eau, puis de le combiner à du CO₂ capté dans l’air afin de synthétiser un kérosène compatible avec les moteurs actuels. Ce carburant, fondé sur un cycle fermé du carbone, offrirait une solution crédible pour réduire fortement l’empreinte climatique de l’aéronautique ,ce qui va réduire l’empreinte carbone globale de l’aviation . 

Image extraite de l’IFPEN illustrant la synthèse de carburant (kérosène pour les avions)  
Image extraite de l’IFPEN illustrant la synthèse de carburant (kérosène pour les avions)  

Ainsi, ITER n’est pas seulement un projet scientifique impressionnant installé à Cadarache, il- représente aussi un symbole de coopération internationale pour accompagner la transition énergétique de secteurs aussi exigeants que l’aéronautique .

 

Quelques sources: 

-ITER – site officiel : iter.org

-Centrale Fusion – Maison de l’énergie 

-Wikipedia – page « ITER » 

pour en savoir plus:



 
 

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