3ème partie : ITER et les autres...

ARGUMENT : § Situation d'ITER § Autres voies possibles § Interrogations et espoirs

Certains auront passé leur vie entière dans la recherche sur la fusion, et ont pris leur retraite avec amertume, considérant qu'ils avaient gâché leur carrière. Mais cela n'a pas stoppé le recrutement de nouveaux venus associant leurs efforts, chaque année : de jeune diplômés optimistes, pressés de s'attaquer à un problème scientifique complexe ayant un réel impact sur le monde. Leur nombre s'est accru ces dernières années ; leur motivation tient peut-être à deux facteurs : une nouvelle machine est en construction, un effort globalement énorme est fait, qui pourrait enfin démontrer que la fusion peut avoir un bilan positif en production d'énergie. Et le besoin de la fusion n'a jamais été aussi grand, si l'on considère les deux menaces que constituent la raréfaction des ressources en pétrole et le changement climatique.
La nouvelle machine est l'“International Thermonuclear Experimental Reactor” [Réacteur Thermonucléaire Expérimental International], ou plus simplement “ITER”, comme il convient désormais de l'appeler.
Bien des machines, dans les soixante dernières années, ont été déclarées comme “LA” machine, celle qui allait provoquer la grande “percée”, avant de trébucher sans y parvenir. Mais si l'on considère à quel point “JET” son ancêtre direct est parvenu si près du “seuil”, ITER devrait avoir une bonen chance d'y parvenir. Les machines précédentes avaient été contruites presque toutes à la hâte, comme un élément de programme de recherche “casse-cou”. Le projet “ITER”, au contraire, était déjà en développement un quart de siècle avant que sa construction ne démarre vraiment, et du fait de la délicatesse de l'opération qui consiste à mettre sur pied une collaboration internationale, il a été sans cess révisé, vérifié, repensé, redessiné. Ce ne sera peut-être pas le réacteur de fusion parfait, mais c'est le meilleur de e qui a été co,çu par des milliers de chercheurs ayant contribué à son élaboration depuis le milieu des années 80.

§ Situation d'ITER

ITER n'est pas un site de production ; il ne sera pas connecté au réseau, et ne générera aucune électricité ; mais ses concepteurs visent à dépasser, et de loin, le “seuil d'équilibre” et à déclencher suffisamment de réactions de fusion pour obtenir une température dix fois supérieure à celle qu'ils auront dû établir pour la mise en route. Pour cela, il faut un réacteur de proportions gigantesques.
Le bâtiment contenant le réacteur aura 60 m de haut et sera enfoui sur 13 m dans le sol — en tout, il sera plus haut que l'Arc de Triomphe. le réacteur situé à l'intérieur pèsera 23000 tonnes. En poursuivant la comparaison parisienne, disons que ce sera plus que trois Tour Eiffel. Le cœur du réacteur, l'espace vide dans lequel le plasma chaud, on l'espère, brûlera, est haut comme environ 4 fois la taille d'un adulte, avec un volume de 840 m3. Pour le “nain” “JET”, il était de 100 m3.
Au moment où ce livre est écrit, les ouvriers travaillant sur le site d'ITER à Cadarache, dans le sud de la France, creusent les fondations, élèvent des bâtiments, installent des câbles, et préparent la surface du terrain. Dans des usines un peu partout dans le monde, les différents éléments qui composeront le réacteur sont construits, seront envoyés en France et installés sur le site. les dimensions et les quantités sont prodigieuses. Dans les six pays membres d'ITER, des usines sont en train de préparer des emballages de niobium pour les cables supra-conducteurs qui constitueront les aimants du réacteur. Quand ils auront terminé, ils auront fait 80000 km de câbles — suffisamment pour entourer deux fois l'équateur de la Terre. Les bobines géantes en forme de “D” constitués avec ces câbles qui sont les aimants permettant de contenir le plasma, font chacun 14 m de haut et pèsent 360 tonnes, autant qu'un “Jumbo-Jet” plein. ITER requiert dix-huit de ces aimants. Le chiffre le plus époustouflant peut-être à propos d'ITER, et l'une des raisons pour lesquelles sa construction est faite en collaboration internationale, est son coût : entre 13 et 16 milliards d'euros. Ce qui en fait l'expérimentation scientifique la plus coûteuse jamais réalisée — deux fois autant que le “Large Hadron Collider” [Grand collisionnneur de Hadrons] du CERN. L'Union Européenne, en tant que hôte du projet, paiera 45% de la facture, et le reste sera réparti entre la Chine, l'Inde, le Japon, la Russie, la Corée du Sud, et les États-Unis. Selon le calendrier actuel, le réacteur sera terminé en 2019 ou 2020.
Cette somme énorme constitue, pour les pays concernés, un pari sur le futur dans lequel l'accès aux ressources en énergie sera un problème de séxurité nationale. Il y a encore quantité de charbon un peu partout, mais le brûler en très grosses quantités accroît le risque d'un changement climatique catastrophique. Cela ne laisse pas beaucoup d'options possibles pour les ressources futures en énergie dans le monde. L'énergie nucléaire conventionnelle cause des soucis aux populations pour toutes sortes de raisons, dont la sécurité, le sort à réserver aux déchets, la prolifération des sites nucléaires, et le terrorrisme. Le désastre de la centrale de Fukushima Daiichi au Japon, à la suite du temblement de terre et du tsunami, en mars 2011 a eu pour effet de rappeler au monde que l'installation la plus sécurisée demeurait vulnérable. Les sources d'énergie alternatives telles que le vent, les vagues, et le soleil constitueront à coup sûr une part de notre énergie dans le futur. Ce ne sont, en somme, que des façons de récupérer l'énergie émise par notre réacteur de fusion local géant, le Soleil. Le coût de l'électricité provenant de sources alternatives est élevé, mais il a décliné de façon importante dans les dernières décades, et avec les incessants porpgrès technologiques, devrait continuer à descendre. Il est pourtant très difficile de penser que notre société moderne avide d'énergie puisse fonctionner sur les énergies alternatives seules, pour la bonne raison qu'elles sont intermittentes : le soleil ne brille pas toujours, et il y a des jours sans vent — et qu'elles sont aussi diffuses : elles requièrent beaucoup d'espace pour produire unz énergie en quantité limitée.
Il existe diverses solutions pour l'aspect intermittent des l'énergies alternative, comme son stockage et des générateurs de sauvegarde. Mais tout cela renchérit les coûts. Trouver suffisamment d'espace pour les éoliennes et les “fermes solaires” est plus problématique encore, spécialement depuis que l'espace libre et ouvert tend à s'éloigner des grandes cités où l'essentiel de l'énergie est consommée, et le transport de l'électricité sur de grandes distances induit des pertes de rebdement considérables.
Le Royaume-Uni, par exemple, a favorisé activement la mise en place d'une production éolienne, et en 2011, dispose d'environ 300 fermes éoliennes avec un total de 3500 turbines. Mais l'énergie éolienne ne contribue que pour 5% à la production totale d'électricité du Royaume, et, en tenant compte de la difficulté rencontrée pour surmonter les oppositions locales à l'implantation de nouvelles fermes, ils n'est pas sûr du tout, à l'heure actuelle, que l'énergie éolienne puisse fournir une part substantielle des besoins du pays.
Des choix difficiles se présentent à nous au sujet de l'énergie, et certains redoutent que des guerres n'éclatent dans les prochaines décades à propos de l'accès aux ressources d'énergie, et particulièrement si l'on songe que les immenses populations de pays comme le Chine et de l'Inde voient leur prospérité augmenter, et donc leur demande en énergie.
Tous les endroits où le pétrole est produit ou transporté — le détroit d'Ormuz, la mer de Chine du Sud, la mer Caspienne, l'Arctique — peubvent constituer des points de départ de conflagrations.
Soutenir la fusion est comme effectuer un tir à longue portée : il peut ne pas atteindre son but, mais s'il l'atteint, le résultat sera payant. Personne ne promet que l'énergie de fusion sera bon marché : les réacteurs sont des choses coûteuses à installer et à entretenir. Mais dans un monde où l'énergie proviendrait de la fusion la géopolitique ne serait pls déterminée par l'industrie du pétrole, il n'y urait plus d'embargo possible sur lui, plus de mouvements rapides sur le prix du brut, et plus besoin de s'interroger sur le fait de savoir si la Russie va touner ou non le robinet de ses pipelines de gaz...

§ Autres voies possibles

Bien des espoirs reposent sur ITER, mais il se peut qu'il ne soit pas la machine qui ouvre la brèche la première. Il existe une technologie de réacteur à fusion rivale qui a été développée largement dans les laboratoires d'armement pour aiser à la compréhension des explosions nucléaires et qui, plus qu'ITER peut-être, pourrait parvenir au seuil d'équilibre le premier.
ce type de réacteur ne confine pas de gros volume de plasma pour l'élever à la température de fusion. Au contraire, il utilise une petite capsule pas plus grosse qu'un grain de poivre, remplie de deutérium et de tritium et les compresse jusqu'à leur donner une densité mille fois plus élevée que le plomb, en utilisant l'énergie produite par les lasers les plus puissants du monde. Si la compression est faite correctement, et symétriquement, la température et la pression extrêmes produites déclenchent alors une raction explosive du même genre que celle d'une petite bombe à hydrogène. Chaque explosion produit une relativement petite quantité d'énergie, mais si le processus peut être contenu pour obtenir un bon rendement, et une usine créée pour obtenir dix ou plus d'explosions de ce type par seconde, alors on pourrait disposer d'un site de production d'énergie.
La machine la plus avancée dans ce type de fusion est la “National Ignition Facility” [Établissement National de l'ignition] ou NIF, près de San-Francisco. Cette machine de 3,5 milliardsde dollars a été terminée en 2009, et à la date de ce livre, les chercheurs sont toujours occupés à ses réglages de façon à obtenir le meilleur taux de compression possible sur les capsules. Leur objectif est d'obtenir “l'ignition”, un plasma qui brûle en se maintenant lui-même par sa propre température et génère plus d'énergie que ce qui en a été mis pour obtenir la compression initiale. Si les chercurs de “NIF” parviennent à faire ce qu'ils ont prévu, en utilisant la technologie existante, ils pourraient construire une usine prototype en douze ans.
Tout le monde, dans cette branche de la recherche sur la fusion n'est pas persuadé que cela soit possible, mais ils croient tous passionnément que de telles machines procureront un jour une alternative viable au machines à fusion magnétique comme ITER.

Il est encore d'autres voies possibles. D'autres conceptions de réacteurs qui ont été laissées de côté dans la course en avant pour la construction de LA machine, la GRANDE machine. Plutôt que d'utiliser des aimants ou des lasers pour manipuler le plasma, ces projets utilisaient de puissants faisceaux d'ions, des courants électriques d'intensité extrême, ou des chocs hydrauliques... Si ITER et NIF échouaient ou n'obtenaient pas de résultat suffisants, alors ces technologies laissées pour compte pourraient avoir leurs chances. Quelques unes d'entre elles ontt déjà été adoptées par de nouveaux groupes de “start-ups” qui, soutenues par du “capital-risque” se consacrentà la fusion avec de petites équipes de chercheurs spécialisés, dans des laboratoires privés secrets.

§ Interrogations et espoirs

Il y a encore beaucoup de sceptiques qui disent que la fusion ne fournira jamais le moindre kilowatt au réseau, parce qu'il y a trop de d'incertitude en ce domaine aussi bien scientifiques que technologiques. Mais leurs idées n'entament pas la conviction de ceux qui ont dédié leur vie au rêve de l'énergie de fusion, ont supporté les hauts et les bas, échecs, les fausses pistes et les petites catastrophes. L'histoire de la fusion n'est pas de celle qui concerne seulement des scientifiques travaillant isolés dans leurs laboratoires. L'utilisation militaire, la politique internationale, les hasards de l'histoire ont tous contribué à accélérer la recherche dans le domaine de la fusion. Le financement des machines de plus en plus onéreuses que requiert la fusion a connu des hauts et des bas, en fonction de l'empressement manifesté par les gouvernements gouvernements à trouver des sources alternatives d'énergie. L'embargo sur le pétrole du Moyen-Orient des années 70 fut à l'origine d'un gros accroissement des investissements pour la fusion, mais dans les années 80, quand le pétrole redevint bon marché, il fut plus difficile de trouver des financements pour la recherche. L'espionage atomique, kes sommets entre superpuissances, les détournements d'avion par les terrorristes palestiniens, et la guerre d'Irak, tout cela a eu un impact sur le devenir de la fusion. Ce qui l'a maintenuen c'est l'inébranlable conviction, pour les scientifiques qui se sont consacrés à ce champ de recherche, qu'un jour, cela fonctionnera.
La science de la fusion n'est pas une recherche de la connaissance pour elle-même ; elle n'a pas la même aura intellectuelle que le “Big-Bang”, les “trous noirs”, le génome humain ou la chasse au boson de Higgs. Elle consiste à rechercher comment écraser d'un coup de marteau une noix, avec la conviction qu'un jour elle craquera. Il n'y aura peut-être pas un moment “eureka !”, mais quelque jour, un opérateur sur ITER ou quelque autre réacteur trouvera le bon réglage, le plasma sera chaud, femeurera chaud, et brûlera comme un morceau du Soleil.

NOTES

six pays membres : En fait, sept avec L'Union Européenne, qui par la France, est l'hôte du projet.

la plus avancée : En France, le “Laser Mégajoule” de Bordeaux travaille sur la même voie ; mais ses installations étant sous la responsabilité de l'armée, elles ne sont pas vraiment accessibles aux chercheurs. dans son “Programme Présidentiel“, Jacques Cheminade demandait que ce statut soit modifié et cette voie de recherche ouverte à autre chose qu'à l'armement...