La fusion nucléaire contrôlée (ITER)

 

Les processus de fission ou de fusion nucléaire consistent à transformer les noyaux atomiques. La masse de la matière après transformation étant inférieure à celle du noyau initial, la fission autant que la fusion s’accompagne, comme l'avait prévu Einstein dans sa célèbre formule (E = mc2), d’une libération énorme d’énergie due à cet écart de masse.

La relation reliant la masse de la matière et l'énergie potentielle contenue dans celle-ci est stupéfiante. L'homme a malheureusement laissé cette quantité d'énergie, terrifiante au sens propre, se libérer instantanément dans les bombes à hydrogène (type H) à fusion. Le projet ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) consiste à fusionner deux noyaux atomique légers (les deux isotopes de l’hydrogène le deutérium et le tritium) en un seul noyau plus lourd (l’hélium).

 

Nombre de particules dans le noyau     

2                 3                    4

 

D    +    T     >    He   + 1n  + 16 MeV   1)

Nb d'élément dans le tableau Mendeleïv    

         1                 1                     2

1) Formule extraite de l'Encyclopédie Universalis

 

Pour comprendre cela, il convient de parler de l'atome d'hydrogène. Cet élément, peut-être l'un des plus abondants au monde existe sous trois variétés isotopiques : l'hydrogène léger, le plus courant dont le noyau ne comporte qu'un proton de masse atomique égale à 1, le deutérium dont le noyau comporte 1 neutron et 1 proton, de masse atomique de environ 2, et le tritium dont le noyau comporte 1 proton et 2 neutrons de masse atomique sensiblement 3. Quant à l'hélium He, il a une masse atomique d’environ 4 avec deux protons et deux neutrons. La théorie permet d'imaginer qu'en accélérant très vivement, dans un accélérateur de particule approprié, les noyaux des deux isotopes de l'hydrogène (deutérium et tritium), on pourrait par agitation thermique puis collision, passer la barrière de potentiel protégeant les noyaux et arriver ainsi à la fusion de ces deux isotopes. Des équipes de chercheurs se sont déjà engagés dans cette voie et ont atteint des résultats suffisamment prometteurs pour engager au niveau mondial un énorme programme de recherche : l’ouverture du programme ITER date de 2007. C’est au confluant de la Durance et du Verdon sur le site de Cadarache que la décision a été prise de construire ce nouveau type de réacteur. A nouveau, et comme cela s’est produit pour la fission nucléaire, la rivière est omniprésente pour le refroidir, si besoin est étant donné les températures considérables mise en jeu. C’est en raison de son avance technologique dans le nucléaire que la France a été choisie il y a maintenant 10 ans par la communauté internationale pour la construction du plus grand réacteur expérimental au monde dans le cadre de ce programme. En contrepartie, la direction du projet est nippone. Juste revanche sur l’atome pour les japonais après les deux terribles drames d’Hiroshima et de Nagasaki. Au moment où la pénurie mondiale de pétrole approche, l’enjeu a semblé considérable lors de la mise en œuvre de l’accélérateur de particules. Une équipe de chercheurs internationaux a été jugée nécessaire pour mener à bien ce projet grandiose qui comprend 2 étapes ; 10 ans de construction suivi de 30 ans de recherche dans un domaine à la limite de nos connaissances en physique. Malgré d'énormes difficultés, on espère disposer, dans quelques décennies, d'une source d'énergie quasiment inépuisable - l'hydrogène étant très abondant - et parfaitement propre, cette nouvelle production d’énergie serait assurée sans déchets radioactifs.  Les anti-nucléaires soulignent les arrières pensées militaires qui peuvent surgir de cette forme de production d’énergie. Ils ont probablement tort sur ce point car nul doute que ces réalisations, fruit d'une volonté internationale commune, ont été décidées et exécutées pour le bien de l'humanité et une main tendue aux générations futures au nom de la solidarité et de la responsabilité. Par contre, lorsqu'ils évoquent la complexité des technologies de l’atome, leur inquiétude est certainement fondée. Il faut en effet après avoir amorcé la réaction de fusion entretenir celle-ci en la contrôlant. L'amorçage nécessite des énergies considérables puisqu'une mini bombe classique à fusion d'uranium 235 est nécessaire. Le bilan énergétique global est jusqu'à présent resté négatif dans la mesure où l'on volontairement limité la réaction de fusion à des temps très courts. Les anti-nucléaires ne manqueront pas d'utiliser le terme d' « apprenti sorcier » en mettant en avant se qui pourrait se passer si la réaction devenait incontrôlable. Quoiqu’il en soit, le récent rapport de Monsieur Mandil, ancien directeur exécutif de l’IEA à l’OCDE, semble plein de bon sens lorsqu'il explique que toute forme de production d’énergie n’utilisant pas la combustion des produits fossiles et exploitables à cours terme mérite examen. Ce n'est assurément pas le cas de la fusion nucléaire. Peut-on reprocher à un chercheur de ne pas trouver? Le responsable du CNRS avait d’ailleurs à l’origine du projet donné sa démission jugeant le projet trop complexe. Depuis 2007 un seul résultat pratique a été obtenu fin 2016 sur un modèle réduit d’ITER nommé selon WIKI « West » dans l’enceinte du CEA.  Si la fusion de l’atome ne vient pas à notre secours avant une cinquantaine d’années, il n’y a pas lieu de s’inquiéter le soleil est là. Il nous offre l’opportunité d’économiser un peu plus l'énergie électrique et surtout de la produire plus intelligemment.

 

Des chercheurs qui cherchent on en trouve,

des chercheurs qui trouvent on en cherche

De Gaulle?