Origine et principe du projet ITER
1) Histoire de la fusion
La découverte de la réaction de fusion et l'idée de son exploitation dans l'espoir d'aboutir un jour à son industrialisation sont plutôt récentes.
Tout a commencé en 1920, lorsque le physicien Aston étudiant le défaut de masse de l'hélium se rend compte qu'on peut récupérer une importante quantité d'énergie en fabriquant un noyau d'hélium à partir d'atomes plus légers.
Cette première découverte et les mesures précises des atomes prises par Aston permettront à l'astrophysicien A. Eddington de suggérer que l'énergie du Soleil viendrait d'une transmutation de la matière, transformant les noyaux d'hydrogènes en atomes d'hélium en libérant au cours de ce processus de fortes quantités d'énergies.
3) Objectif du Projet
L'objectif de ce projet ambitieux est donc de prouver la faisabilité scientifique et technique de l'énergie produite par la fusion des atomes d'hydrogène et ainsi d'apporter les informations qui permettront par la suite au futur projet DEMO (DEMOnstration Power Plant) d'être le tout premier réacteur à fusion à produire de l'électricité. L'exploitation industrielle et commerciale de la fusion nucléaire n'a jamais semblé aussi proche.
Ils prévoient à partir de 2018-2019, suite à l'aboutissement de la construction du site à Cadarache, des tests de matériaux, des expériences pour s'assurer que tous les systèmes fonctionnent et pour préparer la machine afin de réaliser le premier plasma en novembre 2020.
L'équation Q( énergie produite - énergie donnée) ≥ 10 symbolise l'objectif scientifique du programme ITER :
produire dix fois plus d'énergie que la machine n'en aura reçu soit produire 500 MW d'énergie de fusion à partir d'un apport externe de 50 MW. ( Injection d'1g de mélange gazeux)
Il espèrent alors pouvoir vers 2050 débuter la première production industrielle à partir de fusion nucléaire avec DEMO et que celle-ci soit rentable financièrement c'est à dire Q ≥ 40.
Les premiers pays à rejoindre le projet furent l'Union soviétique, les États-Unis, l'Union européenne et le Japon. Malgré de nombreux problèmes qui restent à résoudre et des coûts permettant le financement de ce projet très élevés, ITER n'est pas abandonné pour autant et est tout de même vu comme un projet pertinent. Ainsi, il est rejoint par la Chine et la République de Corée en 2003, puis par l'Inde en 2005.
Le choix de l'implantation d'ITER a abouti le 28 juin 2005. Ce jour-là, les 7 Membres d'ITER se sont réunis à Moscou pour valider, à l'unanimité, le site proposé par l'Union européenne: c'est à Cadarache, près d'Aix-en-Provence en France, que serait construite l'installation ITER. Un site impressionnant que nous avons eu la chance de visiter.
Des rivalités reprennent entre les puissances. Mais, c'est finalement au mois de novembre 1985, à Genève pour une seconde fois, que le parti communiste de l'Union Soviétique dirigé par Gorbatchev propose aux Américains de mettre en place un programme international permettant d'exploiter à des fins pacifiques l'énergie nucléaire issue de la fusion.
Ainsi, suite à cette conférence, le projet ITER ( International Thermonuclear Experimental Reactor) est né.
2) Naissance du projet ITER
Finalement, en 1958 il devint évident que, pour produire de l'énergie de fusion, les pays devraient mettre en commun leurs compétences. C'est pourquoi les américains, les britanniques et les soviétiques décident, malgré une période de guerre froide toujours marquée, de s'unir et partager leur savoir faire lors de la conférence « Atoms for Peace » à Genève. C'est ainsi que les premières collaborations internationales voient le jour, offrant aux scientifiques plus de moyens pour continuer les recherches. Mais celles-ci s’avèrent plus difficiles que prévu. En effet, de nombreux problèmes à résoudre font leur apparition tel que l'instabilité du plasma.
Mais les Etats mondiaux se trouvant au cœur d'un contexte de guerre attendront finalement la fin de la deuxième guerre mondiale avant d'exploiter ces découvertes et d'entreprendre la reproduction sur Terre de cette réaction de fusion nucléaire qui donne vie aux étoiles de l'univers.
Ainsi, en 1946 le premier brevet de réacteur à fusion fut déposé par l'autorité de l'énergie atomique du Royaume-Uni, l'invention étant dû à Sir Georges Paget Thomson et à Moses Blackman. Ce premier reacteur possède déjà certains principes de base utilisés dans le projet ITER : la chambre à vide en forme de tore, le confinement magnétique, et le chauffage du plasma par ondes radio-fréquence.
Dès les années 50, le guerre froide ne va pas arranger les relations entre les États, ni l'avancée commune des recherches. Tout ce qui appartient au domaine de la fusion nucléaire sera classé top secret par les puissances mondiales (États- Unis, Royaume-Uni, France, Russie, Allemagne, Japon). Celles-ci voulant toujours faire mieux face à l’ennemi vont intensifier les recherches chacun de leur côté, sans communiquer, ni publier leurs résultats. Pas à pas la compréhension du processus de fusion s'est affinée.
En fin de compte, dès le début des années 60, les Russes très impliqués, prennent de l'avance, en effet le Physicien russe Andrei Sakharov et igor Tamm inventent le concept du réacteur à fusion nucléaire par confinement magnétique, qu’ils baptisent tokamak (association de trois mots russes : tok=courant, kamera=chambre, mak=magnétique).
Le tokamak s'imposa alors comme le concept privilégié par les chercheurs et les machines se multiplièrent dans plusieurs pays développés. Ainsi le Tokamak apporta encore un peu plus d'espoir à la concrétisation de ce projet.