et Respectueux de l`environnement - What is ITER

Laboratoire de Physique des Plasmas
ERM-KMS
La Fusion: une source d'énergie pour le futur
Inépuisable,
Les combustibles primaires du réacteur sont le deutérium et le tritium. Le deutérium peut s’extraire
en grande quantité de l’eau de mer. Ce qui rend chaque pays moins dépendant de livraisons de
combustible en provenance d’autres parties de la planète. Une faible quantité de ce combustible suffit
d’ailleurs à couvrir les besoins en électricité d’un européen moyen durant toute sa vie: environ 10
grammes de deutérium et 15 grammes de tritium. Avec la fusion thermonucléaire, l’humanité
disposerait d’une source d’énergie pour plusieurs milliers d'années.
Sûr …
La quantité de combustible présente à chaque instant dans le réacteur, quelques grammes, est très
faible. Ce qui s’oppose de manière radicale à la présence de tonnes de combustible pendant plusieurs
mois dans le cœur d’un réacteur de fission nucléaire. Le processus de fusion ne dépend pas d’une
réaction en chaîne et ne peut donner lieu à un emballement du réacteur. La moindre perturbation des
conditions de réaction, par exemple l’extinction du champ magnétique, conduit à l’arrêt immédiat du
dégagement d’énergie. Des accidents semblables à celui de Tchernobyl sont donc totalement exclus.
et Respectueux de l'environnement !
Un des grands avantages de la fusion thermonucléaire réside en l’absence de tout déchet radioactif de
longue durée de vie, tels qu’ils sont produits lors de l’utilisation de substances fissiles. Le produit
des réactions de fusion est l’hélium, un gaz noble, chimiquement inerte et non radioactif. Ne sont donc
pas non plus produits des gaz qui contribueraient à aggraver l’effet de serre, les pluies acides, ou la
disparition de la couche d’ozone.
Un désavantage de la réaction deutérium-tritium est la
production de neutrons très énergétiques qui peuvent
activer les matériaux de construction du réacteur. Afin de
limiter au maximum ce problème, on peut utiliser des
matériaux de parois spéciaux (alliage au vanadium,
SiC,…) qui s'activent moins. Des études récentes ont
montré qu'un réacteur de fusion à basse activation est
environ un million de fois moins radioactif qu'un
réacteur de fission de la même puissance en acier
inoxydable, un an après l'arrêt et après une opération de
trente ans. Après environ 50 ans, le niveau de
rayonnement retombe au niveau, non dangereux, de celui
d'une centrale à charbon classique. La fusion ne pose
donc le problème de la radioactivité qu'à la génération qui
la génère.
D'après les plans mentionnés, il apparaît clairement qu'il faudra encore quelques années avant de
faire de la fusion une source d'énergie à part entière. Les résultats récents de la recherche
internationale montrent les réelles perspectives qu'offrent la fusion.
La génération d'énergie par la fusion voit doucement le jour.

Laboratoire de Physique des Plasmas
ERM-KMS
La Fusion: une source d'énergie pour le futur
Brochure
d'information sur
la Fusion
Jef Ongena, Dirk Van Eester, Frédéric Durodié et Pierre Dumortier
Laboratoire de Physique des Plasmas - Laboratorium voor Plasma Fysica
Association «EURATOM - Etat Belge» - Associatie «EURATOM - Belgische Staat»
Ecole Royale Militaire - Koninklijke Militaire School
30, Av. de la Renaissance - B 1000 Brussels - Kunstherlevinglaan 30
http://fusion.rma.ac.

Laboratoire de Physique des Plasmas
ERM-KMS
La Fusion: une source d'énergie pour le futur
La recherche en fusion :
pour quoi faire ?
D’après de récentes estimations, les réserves de combustible fossile ne permettront de satisfaire
tout au plus que quelques centaines d’années aux besoins en énergie sans cesse croissants de notre
société industrielle.
Mais bien avant qu’une grave pénurie de ces combustibles ne se fasse sentir, un autre problème
surgira: la combustion en masse de ces matières libère en effet des gaz nuisibles qui modifient la
composition de notre atmosphère avec pour conséquence des effets néfastes sur le climat. Des gaz
tels que le SO2 ou les NOx produisent les pluies acides tandis que d'autres participent à la
destruction de l'indispensable couche d'ozone. Le produit de la réaction de combustion lui-même, le
CO2, n'est pas sans poser de problèmes. Cette molécule absorbe une partie du rayonnement
infrarouge renvoyé par la terre vers l'univers et, en d'autres termes, rend plus difficile le
refroidissement de notre planète. Au plus ce gaz est présent dans l'atmosphère, au plus difficile est
le refroidissement et au plus chaude devient notre planète: c'est l'effet de serre.
Combien de temps encore pouvons-nous continuer à produire en masse ce gaz à effet de serre et
quels en seront les effets sur notre climat ? Alors que certains chercheurs énoncent prudemment le
risque d’un changement climatique si un frein n’est pas mis à la production des gaz à effet de serre,
d’autres n’hésitent pas à déclarer que la puissance d’“El Niño”, phénomène climatique périodique,
et des tempêtes et inondations qui l’accompagnent, est une conséquence indirecte de notre politique
énergétique.
Devons-nous vraiment attendre qu'il soit trop tard, alors qu'il semble déjà tard pour intervenir ? Cet
argument pourrait à lui seul justifier de la nécessité de la recherche de méthodes alternatives de
production d’énergie. Il est cependant loin d’être le seul et, parmi les nombreux avantages de celles-
ci, le moindre ne réside certainement pas dans l’utilisation bien plus intelligente qui pourrait être
faite des réserves disponibles de combustibles fossiles. La dépendance des industries chimiques et
pharmaceutiques vis-à-vis des produits dérivés du pétrole fait en effet apparaître la combustion
pure et simple de ces précieuses substances comme une véritable tragédie.
Travailler pour la fusion c’est travailler pour le futur. La fusion offre au chercheur
beaucoup de ces défis scientifiques et technologiques qui rendent la recherche tellement
passionnante.

Laboratoire de Physique des Plasmas
ERM-KMS
La Fusion: une source d'énergie pour le futur
I T E R
Les résultats obtenus sur JET ont permis à la communauté de la fusion de conclure
que la prochaine étape en vue de l’application commerciale de la fusion comme
méthode de production d’électricité peut être entreprise. Ce passage du breakeven à
l’ignition se passera dans ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).
Ce tokamak devrait être construit au début du siècle prochain par l’Europe, les Etats-
Unis, la Russie et le Japon et devrait, comme attendu d’un réacteur commercial de
fusion, développer une puissance de 1000 MW par tranches d’impulsions de 1500
secondes. Cette machine devrait rester opérationnelle jusqu’en 2020, voire 2030.
L’étape ultime, après ITER, est la construction d’un réacteur de démonstration,
DEMO, qui devra prouver que la fusion est non seulement réalisable sur le plan
technologique, mais qu’elle peut également être rentable économiquement. Les plans
précis de ce réacteur ne pourront naturellement s’ébaucher que lorsqu’ ITER aura
opéré avec succès.

Laboratoire de Physique des Plasmas
ERM-KMS
La Fusion: une source d'énergie pour le futur
J E T
Les chercheurs du JET (Joint
European Torus, Abingdon, Royaume
Uni), le plus grand tokamak du monde,
ont démontré avec succès qu’il est
possible de produire de grandes
quantités d’énergie (16 millions de
Watts) grâce aux réactions de fusion
dans un plasma deutérium-tritium.