On parle d'écologie;

On parle de ce qui ne va pas;

On ne parle jamais de ce qui va bien;

On parle de la planète Terre en danger;

On parle du danger potentiel de la fission nucléaire dans les centrales;

On parle peu de la fusion nucléaire qui peut être propre, inépuisable, sans danger.

 

Mais pourquoi donc ne parle-t'on presque jamais d'ITER ?

 

Alors, avec mes copains du « G20 », des « Séniors au Top » nous sommes allés visiter le site de construction d’ITER ce jeudi 16 mars à Cadarache prés de Manosque pour en savoir plus…

 

 

Son site est une ancienne propriété des Comtes de Provence, occupée sur sa bordure Est, qui domine le confluent de la Durance et du Verdon, par le château de Cadarache, vieille bâtisse du 14ême qui a traversé les âges. En dernier, dans l'immédiat après-guerre il a appartenu à une famille d’agriculteurs gavots d’Embrun qui l'avait acquis pour y cultiver des plantes tinctoriales.

 

A l’abandon dans les années 1950, la propriété a été racheté par le CEA pour y installer les premiers bureaux puis le centre d'accueil du Centre d’Études Atomiques de Cadarache. Le Général de Gaulle y a été hébergé en 1962 lorsqu'il est venu visiter l'installation. Depuis, tous les Présidents de la République Française sont venus s'y montrer. Chirac a signé l'accord international en 2005 à l'Elysée. Où en sommes nous après plus de 10 ans ?

 

 

  

 

Le Projet ITER occupe à lui seul 400 hectares des 1800 hectares de la propriété  qui fait du site, avec le CEA qui en occupe la plus grande partie, le plus grand site d’études nucléaires du monde.

 

Aspect du site en juin 2016

 

C’est un projet titanesque qui témoigne, s’il en était besoin, de la mondialisation que nous sommes en train de vivre, car 35 pays se sont associés pour le construire dont l'Union Européenne, l'Inde, le Japon, la Chine, la Russie, la Corée du Sud, les États-Unis et la Suisse.

 

 

Ces pays représentent 50% de la population mondiale et 80% du PIB mondial !

 

Les investissements en machines et appareillages sont également fournis par la  Chine, l’Inde, le Japon, la Corée, la Russie et les USA à hauteur de 9% chacun (soit 55% du total), quant à l’Europe en tant que « membre hôte », elle en fournit 45% dont la quasi-totalité des bâtiments.

 

Répartition des investissements en nature entre les 35 contractants

 

Cela démontre bien que tous ces pays peuvent arriver à s’entendre et dépasser leurs clivages politiques et idéologiques quand l’Avenir avec un grand « A » et l’avenir énergétique de la planète Terre est en jeu, ce qui laisse augurer de façon positive que des ententes sont encore possibles dans d’autres domaines dont l’écologie, face au réchauffement climatique et l’humanisme !

 

N'en déplaise à Donald TRUMP ou Vladimir POUTINE qui, ainsi que sont rédigés les contrats, n'auraient absolument aucun pouvoir pour arrêter là leur participation si l'idée les en prenait !

 

Tout a commencé à Genève il y a 35 ans déjà, le 21 novembre 1985, à l’initiative de... Mikhaïl GORBATCHEV et Ronald REAGAN, les deux leaders du monde d’alors au sommet des superpuissances.

 

 

   

 Les 2 photos ne sont pas terribles mais ce sont les seules disponibles sur l’INA…

 

Le 28 juin 2005, les membres du projet ITER ont choisi le site que la France proposait à Cadarache et qui était en concurrence avec la Catalogne qui proposait un site à Barcelone, et le Japon.

 

 

 

 

Par esprit d’apaisement, d'harmonie et de compensation, après une sévère compétition, il a été décidé que le siège du projet serait installé à Barcelone, et que 20% du personnel serait Nippon, puisque la France avait été choisie pour l’installation du projet sur son territoire, ce qui entrainait pour elle, une foule de retombées économiques et de prestige.

 

L’accord définitif d’ITER a été signé le 21 novembre 2006, au Palais de l’Élysée, entre les chefs d’états des 35 pays qui ont décidé de s’associer pour mener à bien ce projet. 

 

ITER (en anglais : « International Thermonuclear Experimental Reactor », en français : « Réacteur Thermonucléaire Expérimental International » et en latin, « ITER » c'est « le chemin »), est un réacteur de recherche civil à fusion nucléaire du type « tokamak » (on en parle plus loin…).

 

Depuis 2010, entre 4000 et 7000 techniciens s’affairent sur le site pour faire avancer le projet dont le calendrier prévu est le suivant :

 

• 2005 : Choix du site de Cadarache à Saint-Paul-lez-Durance (Bouches-du-Rhône).
• 2006 : Signature de l'Accord ITER.
• 2007 : Création « d'ITER Organisation ».
• 2007-2009 : Préparation de la plateforme (déboisement, nivèlement).
• 2010-2014 : Fondations du Complexe « tokamak ».
• 2012 : Un décret officiel autorise « ITER Organisation » à créer l'Installation nucléaire de base (INB) ITER.
• 2014-2021 : Construction du Bâtiment « tokamak » (accès dès 2019 pour les premières opérations d'assemblage).
• 2010-2021 : Construction de l'installation ITER et des bâtiments auxiliaires nécessaires au Premier Plasma.
• 2008-2021 : Fabrication des principaux éléments et systèmes pour le Premier Plasma.
• 2015-2021 : Transport (via l'Itinéraire ITER) et livraison sur site des éléments.
• 2018-2025 : Assemblage phase I qui mobilise le plus de personnel sur le site.
• 2024-2025 : Tests intégrés et mise en exploitation... Et on est quasiment sûr que ça MARCHE !
  
• Déc 2025 : Phase délicate : Fabrication du premier Plasma.
• 2035 : Opération en deutérium-tritium.

Lors de sa 19^ème session, en novembre 2016, le Conseil ITER a examiné le calendrier actualisé proposé, fruit d'une analyse exhaustive et approfondie de l'ensemble des opérations de construction, de fabrication et d'assemblage.

 

Le Conseil ITER a adopté ce calendrier actualisé, qui fixe au mois de décembre 2025 la date de production du premier plasma et qui fixe à 2035 le début des opérations en deutérium-tritium. 

 

Les membres d'ITER disposent désormais de l'ensemble des éléments qui leur permettront d'engager les procédures de validation des ressources associées.

  

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Aparté

 

Citons tout de même un des effets bénéfiques des retombées du projet, c'est la création du Lycée International de Manosque

 

 

Ce Lycée accueille désormais des élèves de la maternelle à la terminale auxquels l'enseignement est dispensé en multilingues (dont Anglais, Allemand, Espagnol, Italien, Chinois et Japonais).

 

Les enseignements y sont dispensés selon le principe de la parité : 50% en langue française et 50% dans la langue de section.

 

De plus, dès le niveau du collège, les élèves anglophones peuvent suivre un enseignement européen où les cours sont dispensés à 80% en anglais !

 

Fin de l'aparté

 

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Au printemps 2009, la plateforme parfaitement plane est prête à recevoir les installations...

  

 

Voici le schéma des installations du site ITER en cours de construction

 

ITER vu du ciel en 2014… ça a beaucoup changé depuis !

 

Et la construction des bâtiments a démarré comme prévu depuis 2014… Un chantier gigantesque !

 

 

   Fondations du local du Tokamak, au centre du site,

 

et son environnement à fin 2014 et fin 2015...

 

Alors là, il va me falloir maintenant faire preuve de beaucoup de pédagogie pour expliquer le projet, son objectif et son fonctionnement avec des mots simples… Pas commode pour une telle complexité !

 

Tout d’abord quelques mots sur ce qu’est la « fusion nucléaire » :

 

Elle n’a rien à voir avec la « fission nucléaire » utilisée dans nos centrales nucléaires actuelles, qui est le phénomène par lequel le noyau d'un atome lourd (noyau qui contient beaucoup de nucléons, tels les noyaux d'uranium et de plutonium) est divisé en plusieurs nucléides plus légers, généralement deux nucléides.

 

L’idée du projet ITER, basée sur la « fusion nucléaire » et non plus « la fission » qui a été étudiée en laboratoire et prouvée « possible » en Russie et au CERN de Genève, se traduit par l'émission de neutrons (en général deux ou trois) qui provoque un dégagement d'énergie très important (environ 200 Millions d’eV – l’Électronvolt est une Unité de mesure de l’énergie - par atome fusionné, à comparer aux énergies des réactions chimiques qui sont de l'ordre de un seul eV par atome ou molécule réagissant).

 

La « fusion nucléaire », dite plus justement « fusion thermonucléaire », est un processus où deux noyaux atomiques légers s’assemblent pour former un noyau plus lourd. C’est cette réaction qui est à l’œuvre de manière naturelle dans la masse du Soleil et la plupart des étoiles de l'Univers.

 

La fusion de noyaux légers dégage en effet d’énormes quantités d’énergie provenant de l’attraction entre les nucléons due à leur interaction forte.

 

Elle est, avec la « fission nucléaire » (celle utilisée dans les centrales atomiques actuelles), l’un des deux principaux types de réactions nucléaires appliquées, mais nous allons voir qu’elle est beaucoup plus écologiquement correcte.

 

La masse du nouvel atome obtenu par la fusion est inférieure à la somme des masses des deux atomes légers, ainsi, dans le processus de fusion, une partie de la masse est transformée en énergie sous sa forme la plus simple qui soit à utiliser: la chaleur.

 

Cette perte s'explique tout simplement par la fameuse formule d'Einstein:

E=mc².

 

Un de ses intérêts majeur est de pouvoir obtenir, théoriquement, beaucoup plus d’énergie à masse de « combustible » égale. En effet, la fusion nucléaire libère trois à quatre fois plus d'énergie que la fission, mais hélas, elle est beaucoup plus difficile à obtenir, et vous allez maintenant comprendre pourquoi !...

 

En dépit de travaux de recherche réalisés dans le monde entier depuis les années 1950, aucune application industrielle de la fusion à la production d’énergie n’a encore abouti, faute des moyens énormes qui doivent être mis en œuvre pour cela, en dehors des armes nucléaires avec la bombe H, étant donné que cette application ne visait aucunement à contenir et maitriser la réaction produite (Ce n’est pas pour rien qu’on appelait cette réaction de la bombe H, une réaction sale !).

 

Il existe cependant quelques autres usages moins médiatisés qui fonctionnent et qui donnent l’espoir de réussir, comme les générateurs de neutrons.

 

Actuellement, le Centre d'études scientifiques et techniques d'Aquitaine utilise le principe de fusion au sein du Laser Mégajoule, destiné à assurer la pérennité de la dissuasion nucléaire de la France.

 

De plus, l’aspect intéressant du projet réside dans le fait que, contrairement à la « fission nucléaire », les produits de la « fusion » eux-mêmes (principalement de l’hélium) ne sont pas radioactifs, (sauf lorsque la réaction utilisée émet des neutrons rapides, ces derniers peuvent transformer les noyaux qui les capturent en isotopes pouvant l’être).

 

Nota Bene au passage : il ne faut surtout pas confondre « fusion nucléaire » avec « fusion du cœur d’un réacteur nucléaire », qui est un accident nucléaire particulièrement redoutable (cf. Tchernobyl ou Fukushima).

 

Pour le projet ITER, il s’agit d’utiliser tout simplement les propriétés de deux éléments contenus dans l’eau de mer.

 

Et de l’eau de mer, on en a ! Le stock de « combustible » est tout simplement l’eau des océans :

• Une source d’énergie inépuisable et universellement répandue,
• Sure et d’un impact limité sur l’environnement,
• Ne contenant pas de gaz carbonique ou autre gaz à effet de serre,
• Ne présentant pas d’éléments fissiles tels l’Uranium ou le Plutonium,
• Et ne produisant aucuns déchets de haute activité à vie longue,
• La décontamination des déchets ne nécessite que 14 ans, en l’état actuel.

 

Les océans contiennent naturellement une telle masse des deux éléments en question qui sont le « Deutérium » et le « Tritium » (à raison de 33 g/m³) qu’elle pourrait théoriquement satisfaire la consommation d'énergie actuelle de l'espèce humaine pendant cent millions d'années ! (1 m³ d'eau de mer peut potentiellement fournir autant d'énergie que la combustion de 700 tonnes de pétrole !).

 

Le système étudié avec ITER ne nécessite donc plus de s’approvisionner en Uranium et en Plutonium, deux métaux éminemment dangereux à manipuler et surtout à désactiver.

 

Il y a 50 ans on avançait le chiffre de 1000 ans pour cette décontamination, aujourd’hui, de 300 à 400 ans tout de même, et c’est pourquoi, en attendant que des découvertes permettant de diminuer ce délai voient le jour, ils sont systématiquement vitrifiés et enfouis (on envisageait même il y a quelques années de les envoyer dans l'espace sur d'autres planètes inhabitées, et on en stocke actuellement une partie dans des poches souterraines à plusieurs milliers de mètres sous terre), mais il faut se dépêcher de trouver des solutions acceptables pour les générations à venir !

 

Dans le cas du « Deutérium » et le « Tritium » la décontamination est quasi inutile sauf pour quelques déchets d'hélium mais ne nécessiterait qu'un maximum de 15 années !

 

Enfin dernière difficulté... obtenir un température dix fois plus élévée que celle du soleil !

 

Dans les profondeurs du Soleil, où les réactions de fusion prennent naissance, la température atteint 15 millions de degrés centigrades. Au cœur du plasma d'ITER, elle sera de l'ordre de 150 à 300 millions de degrés.

 

Comment imaginer un tel environnement ? Et dans quelle enceinte contenir un milieu dix, voire vingt fois plus « chaud » que le cœur du Soleil ?

 

C'est ce qu'on va voir dans ce qui suit.

 

 

Utilisation de la fusion nucléaire :

 

Il me faut maintenant vous définir quelques mots et nous les assemblerons ensuite pour comprendre comment le projet ITER se propose d’utiliser la « fusion nucléaire » pour produire de l’électricité.

 

 

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Un peu de géométrie : le chemin suivi par un point se déplaçant vers un autre est une ligne. Le déplacement d’une ligne dont les points ne se remplacent pas sans cesse donne une surface. Le déplacement d’une surface dont les points ne se remplacent pas sans cesse donne « un solide ».

 

En ingénierie ou en géométrie élémentaire, la surface d'un « solide » de révolution de l'espace obtenu à partir d'un cercle, se nomme un « tore ».

 

Par exemple, pour vous permettre d’imager ce qui va suivre, une chambre à air, une bouée, ou encore certains beignets comme les viennoiseries américaines « donuts » ont une forme plus ou moins « torique ».

 

En géométrie dans l'espace, on définit « le solide » comme l'ensemble des points situés à l'intérieur d'une partie fermée de l'espace.

 

On confond souvent « le solide » et sa « frontière », hélas, en français, le même nom est utilisé pour un solide et pour la surface qui le délimite. Il n'y a que pour la sphère que l'on rencontre une distinction entre sphère (surface) et boule (solide).

 

Un « Tore » est donc une forme engendrée par la rotation d'un cercle autour d'un autre cercle, comme ce qui suit :

 

 

Un tore est engendré par la rotation d'un cercle autour d'un autre cercle.

(Ici, R est le rayon du cercle violet ; r est le rayon du cercle rouge)

 

Si on fabrique une bobine électrique en forme de « tore », à savoir une bobine de fil de cuivre (on appelle cela un solénoïde torique), on crée un « électroaimant », lorsque cette bobine de fil de cuivre est parcouru d’un courant électrique. Il crée alors un « champ magnétique ».

 

Et quand deux électroaimants sont placés côte à côte, ou bien ils s’attirent, ou bien ils se repoussent et de toutes façons attirent ou repoussent un corps métallique (en l’occurrence des atomes) qui se positionnerait entre eux. C’est ce que les chercheurs ont voulu faire en concevant le cœur du système d’ITER.   

 

Et la réaction que se propose de produire le projet ITER est exactement ce qui se passe dans un four à micro-ondes ménager, mais c’est un petit peu plus compliqué.

 

L’électroaimant d'un four à micro-ondes ménager, en fonctionnant, crée un champ magnétique qui va « affoler » les atomes de votre tasse de chocolat et en se frottant les uns aux autres, les atomes de votre chocolat au lait vont se réchauffer.

 

Eh bien, à Cadarache, on est en train de construire un four à micro-ondes géant, munis de plusieurs électroaimants que l’on va appeler une « chambre torique ».

 

La chambre torique d’ITER est, en fait, une machine dans laquelle vont être installés des électroaimants gigantesques dont 18 « toroïdal » (horizontaux, en forme de tore), 1 électroaimant « vertical » et 6 électroaimants « poloïdal » qui entoureront une chambre de confinement de gaz qu’ils vont transformer en un autre état de la matière. 

 

L’ensemble se présente comme illustré sur le schéma suivant :

 

Seulement voilà, la difficulté réside dans le fait que ces électroaimants ne vont pas être fabriqués avec du fil de cuivre comme ceux d’un four à micro-ondes ménager parce que trop sensible à des températures élevées, mais d’un faisceau de plusieurs dizaines de fils d’un alliage de métaux précieux et rares aux propriétés proches du titane, qui peut supporter des champs magnétiques de plus de 12 Teslas.

 

Le Tesla est une unité de mesure d’un champ magnétique correspondant à un weber au m² - pour se rendre compte de l’échelle de grandeur, le champ magnétique terrestre est d’environ 58 μT (micro tesla) à la latitude de 50° soit à peu près celle de Lille, valant 58 x 10⁻⁶ tesla.

 

Cet alliage de métaux rares miracle est appelé « niobium-étain » (dont la formule chimique est : Nb3Sn) ; c’est un matériau exotique rarement utilisé dans les grands projets industriels du fait de son cout très élevé (c’est l’alliage utilisé dans les électroaimants des appareils médicaux d’Imagerie par Résonance Magnétique « IRM »).

 

Si cet alliage a été préféré à tout autre, c’est parce qu’il peut générer des champs magnétiques extrêmes sans risquer de se transformer : en effet les électroaimants d’ITER vont produire des champs magnétiques 260 000 fois supérieurs à celui de la Terre.

 

Le câble composé de ce métal devra être isolés par injection de résine composite qui occupera la totalité de l’espace restant à l’intérieur d’une gaine carrée métallique (pour permettre une superposition très précise) d’une dimension de 50mm sur 50mm, afin d’éviter tout espace ou bulle d’air entre les fils du câble et sa gaine qui risquerait de perturber la réaction de « fusion nucléaire ».

 

Le solénoïde central d'ITER fonctionnera strictement de la même manière que les solénoïdes toroïdaux, mais il pèsera mille tonnes, et se tiendra vertical comme une colonne de 13 mètres de haut au centre de la chambre à vide.

  

Sa bobine fera plus de 30 km de long… Enfin les 6 électroaimants poloïdaux disposés sur le pourtour sont en court d’assemblage en Corée et les premiers viennent d’être livrés.

 

Clé de conception d'origine soviétique, les solénoïdes du dispositif enverront d'énormes impulsions électriques à travers le gaz alors transformé en plasma, pour le chauffer et le stabiliser.

 

    
90 Km, 450 tonnes de câble Nb3Sn sont en cours de fabrication et en partie livrés

par l’Union Européenne, le Japon, la Russie, la Corée et les USA !

 

  

Au final voici la composition et la section rectangulaire du cable des électroaimants

 

 

Les 90 Km soit 450 t de câble en Nb3Sn, en partie fabriqué par l’Union Européenne, le Japon, la Russie, la Corée et les USA, et en partie en Corée, sont réceptionné par bateau à Port Saint Louis du Rhône sur des bobines de 30 t.

 

Il était impensable de fabriquer les électroaimants toroïdaux et la chambre de confinement autrement que sur place du fait du poids final de l’ensemble (23000 tonnes à lui seul !) même si certains éléments secondaires sont assemblés en Inde et en Corée.

 

A réception des bobines de câble pour la fabrication des électroaimants en provenance des pays contractants, on commence par vérifier la qualité irréprochable du composant à l’aide d’une cuve spécialement construite pour tester les qualités du câble et être absolument surs qu’ils ne renferme aucune bulle d’air dans sa gaine.

 

Enceinte destinée à contrôler la qualité des câbles et l’absence de « bulles » d’air

 

  

  Ci-dessus une « bobine » du câble (30 t !) et à droite sa composition

 

Puis on va dérouler le câble contenu dans sa gaine carrée d’acier, pour le redresser à l’aide de machines conçues tout spécialement pour cela, puis lui redonner la forme arrondi des différents solénoïdes, en spirale, car elles ne souffrent aucun défaut et notamment une obligation d’une précision de seulement quelques microns pour un diamètre de près de 25 m pour certains…

 

  

Déroulement du câble, et solénoïde toroïdal supérieur fabriqué en Corée

 

Pour les assembler il a fallu construire un bâtiment de 60 m de large, de 247 m de long et de 60 m de haut pour abriter les machines imaginées et construites tout spécialement par les différents pays contractant pour son assemblage et les différents stades de montage des solénoïdes des électroaimants qui, une fois terminés représenteront au total une masse de 23000 tonnes.

 

 

 

Vous pouvez imaginer la difficulté des opérations nécessaires pour relier entre elles les différentes bobines de câble qui ne pouvait matériellement pas être livré en une seule bobine (du fait de son poids et des deux pays qui le produisent mais il leur faut du temps) tout en respectant au micron près son enroulage en spirales toriques…

 

  

 

  

 

L’électroaimant torique va être constitué de 18 solénoïdes de champs « toroïdal » qui sont nécessaires pour confiner le plasma combiné avec, en son centre, un électroaimant vertical de 13 m de haut, produisant un champ magnétique 260000 fois plus puissant que le champ magnétique terrestre, et de 6 bobines de champs « poloïdal » nécessaires pour contrôler le courant électrique circulant dans le plasma.

 

Chacun des 18 électroaimants « toroïdal » pèse 360 tonnes et l’électroaimant central pèse 1000 tonnes ! Quant aux électroaimants poloïdal, vous pouvez vous rendre compte de leur gigantisme en observant les trois croquis à l’échelle, suivants…

 

      
Schémas de l’électroaimant central et détail des 18 électroaimants toroïdaux,

(pour avoir une idée du gigantisme,

Observez la taille des 2 petits bonshommes au centre!...)

 

Eclaté de la mise en place des électroaiments poloïdaux

 

Parcourus par un courant électrique de très haute tension cet ensemble de 25 électroaimants va créer un champ magnétique capable, d’une part, de contenir les atomes en fusion sans qu’ils ne touchent la paroi de la machine, et d’autre part, de « claquer » les atomes de deutérium-tritium avec une chaleur telle qu’ils ne se transformeront non plus à l’état gazeux (vapeur) comme cela arrive à votre tasse de chocolat si vous la laissez trop longtemps dans le four à micro-ondes et qu’elle chauffe à plus de 100° Celsius, mais en « plasma ».

 

Le plasma est le 4^ème état de la matière, après les états solide > liquide > gazeux ; comparons cela de façon simpliste à de l’eau qui est solide quand elle est gelée à température négative, devient liquide de 0°C à 99°C puis se transforme en gaz (vapeur) à partir de 100°C et lorsqu'un gaz est porté à très haute température au-delà de 2000° Celsius, les atomes finissent par se dissocier : les électrons et les noyaux sont séparés les uns des autres et le gaz se transforme en « plasma ».

 

Le plasma est un état désordonné de la matière, constitué de charges électriques libres dans un champ de force et a une durée de vie longue comparée aux temps caractéristiques des déplacements. La matière devient un plasma quand elle est chauffée à très haute température ou soumise à un champ électromagnétique intense (à l'aide d'un laser ou d'un générateur de micro-ondes, notamment) ; la couronne solaire, par exemple, est un « plasma ».

 

Dans le projet ITER, pour une efficacité maximale, le plasma d’eau de mer dont on aura extrait les deux composants qui nous intéressent à savoir comme nous l’avons vu du « DT », un mélange de deutérium-tritium sera soumis à la fois à une chaleur d’enfer et un champs magnétique titanesque en dégageant de l’hélium!

 

 

Entre les électroaimants de la machine va exister un espace qui va contenir ce plasma, mais compte tenu de sa température il faut utiliser les propriétés des électroaimants capables de repousser une masse magnétique pour éviter qu’elle ne touche les parois de la chambre, alliée à d’autres moyens nécessaires pour abaisser la température une fois la fusion des atomes du combustible obtenue.

 

Les américains sont arrivés à concevoir des centrales de refroidissement d'une capacité telle qu'elles pourront faire baisser la température de la chambre torique après qu'elle ait fait claquer les atomes du plasma et que l'on ait pu récupérer grâce à des échangeurs de chaleur, la vapeur d'eau nécessaire pour faire tourner des turbines électriques conventionnelles...

 

 

Des moyens de transport très « exceptionnels » !

 

L’installation d’ITER engendre un balai de convois routiers exceptionnels (que l'on fait circuler en général en une nuit seulement quand on le peut afin de perturber le moins possible le trafic) entre le port de Lavera / Port-Saint Louis du Rhône où sont déchargés certains énormes composants fabriqués dans les pays contractants sur des remorques routières, qui empruntent une barge pour traverser l’étang de Berre, puis la route entre Berre et le site de Cadarache.

 

Par exemple, la Corée a assemblée les deux électroaimants placés en haut et en bas du Tokamak (on vous en dit plus, plus avant) et qui pouvaient, eux, être transportés assemblés du fait d'un diamètre inférieur à 10m.

 

La Chine a ainsi pu fournir des transformateurs électriques de 278 tonnes ! La Tchéquie des ponts roulants de 47t et 125 m de long, le Japon des installations de cryogénie…

 

Le transporteur DAHER a d’ailleurs été obligé de concevoir et construire pour les besoins d’ITER, une remorque spéciale, autopropulsée, de 33m de long, 9m de large et 10,60m de haut, équipée de 88 essieux en 22 lignes de 4 rangées de roues, toutes motrices et pivotantes, ayant nécessité 352 pneumatiques capables d’acheminer sur le site d’ITER des charges pesant jusqu’à 800 tonnes depuis les quais de Lavéra / Port Saint Louis du Rhône où l'on peut disposer des grues d'une capacité suffisante pour les extraire des cales de cargos en passant par une barge qui traverse l’étang de Berre jusqu’au site de Cadarache distant de Berre de 104 Km !  

 

Pour cela, 35 ponts ont dû être soit renforcés, soit doublés par une déviation parce qu’ils n’auraient pas résisté à de telles charges, l’autoroute A51 et un itinéraire spécial de routes départementales ont dû être en partie élargies avec une troisième voie dans le sens sud-nord, des rangées entière d’arbres de bordure de route ont été complètement rasées et replantées à distance raisonnable… et la traversée et les ronds-points de 16 villages réaménagées pour permettre le passage des convois exceptionnels quelquefois long de 150 m, ou hauts de 11 m et larges de 10 à 15 m !

 

 

  

Passage de la passe de Martigues, et traversée de l’étang de Berre

 

Remorque DAHER automotrice spécialement construite pour ITER…

 

 Pour tester le gabarit sur le parcours,

Le convoi de 35 m a été chargé de 800 t de gueuses en béton

 

équipé d'un gabarit de 10,60 m de haut et de large correspondant aux plus grosses pièces 

 

Contrôle du passage du convoi DAHER sur 35 ponts et des rondpoints,

Ainsi que pour la traversée de 16 villages entre Berre et Cadarache.

 

 

 

... Ne soyez pas désolé comme l'annonce le fournisseur VIMEO, visionnez absolument la vidéo impressionnante de 6 minutes qui suit et vous en dit plus en cliquant sur le lien suivant : Vidéo "vimeo.com" de présentation

 

Vous pouvez la forcer ci-dessous, en cliquant sur le pavé bleu  « En savoir plus » ! et éventuellement vous vconnecter sur VIMEO avec votre adresse mail (ça n'engage à rien).

 

 

   

Déchargement d'un premier transormateur chinois (278 tonnes)

 

Réception à quai du premier transformateur chinois de 278 tonnes !

 

 Traversée de l’étang de Berre de 2 poutres tchèques de 47 t et 125m de long sur la barge

 

  

Transport et livraison des 2 poutres de 47 tonnes chacune à Cadarache

 

Reprenons le projet avec son élément central, le « tokamak »:

 

L’élément central du projet qui contiendra l’ensemble des électroaimants est appelé « chambre torique » nommée par commodité « tokamak ».

 

Ce terme a été inventé de toutes pièces au début des années 1950 par les chercheurs Russes Igor TAMM et Andreï SAKHAROV.

 

Ce mot « tokamak » vient en effet du russe « тороидальная камера с магнитными катушками » (à savoir : toroïdalnaïa kamera s magnitnymi katushkami : en français, chambre toroïdale avec bobines magnétiques).

 

Le 1^er tokamak, dénommé « T1 », a été construit en 1955 à l'institut Kurchatov à Moscou qui en a construit 27 au fil des recherches sur le nucléaire dont 19 réacteurs sont encore en service en 2016.

 

Un « tokamak » est donc « une chambre torique de confinement magnétique destinée à l'étude des plasmas », imaginée à l’époque de la guerre froide par les dirigeants de l’Union Soviétique pour étudier la possibilité de la production d'énergie par « fusion nucléaire ».

 

Pour vulgariser, c’est une sorte de four à micro-ondes géant dans lequel on va faire chauffer non pas une tasse de chocolat à 90° Celsius, température qui précède la transformation en gaz du liquide, mais du « plasma » constitué d’atomes éclatés en noyaux d’une part et électrons d’autre part comme décrit plus haut.

 

Ce faisant, cette fusion d’atomes va fournir une énorme énergie dont on se servira pour fabriquer de l’électricité exactement comme cela se passe dans une centrale nucléaire pour faire tourner des turbines à vapeur conventionnelles.

 

Les difficultés proviennent du fait que dans le « tokamak » d’ITER les chercheurs se proposent de générer une chaleur de… 150 millions de degrés Celsius, à savoir près de 10 fois la température du soleil.

  

C’est la température nécessaire pour entrainer la fusion de la totalité des atomes du plasma que l'on envisage de fabriquer avec des atomes de deutérium-tritium.

 

À l'intérieur du « tokamak » d’ITER, sous la double influence de cette température et d'une pression extrêmes, le gaz constitué du mélange « DT » (deutérium / tritium) sera transformé en plasma dont on récupèrera l’énergie tout comme cela se passe de façon désordonnée dans le soleil et les étoiles.

 

Mais dans le « tokamak », au contraire, les particules qui composent le plasma, électriquement chargées, pourront être confinées et contrôlées grâce au champ magnétique créé par les imposantes bobines magnétiques placées autour de l'enceinte.

 

Et on tirera parti de cette propriété de l’électromagnétisme pour maintenir le plasma chaud à l'écart des parois de l'enceinte par ailleurs réfrigérées car aucun matériau connu ne pourrait résister à une température de 150 millions de degrés Celsius !

 

Et aucune coupure d'électricité n'est permise...

 

C'est pourquoi tout l'approvisionnement du site pour son démarrage (qui ne servira qu'une seule fois pour fournir l'énergie nécessaire pour obtenir les 150 millions de dégrés) a été prévu en double, à savoir que ce sont deux centrales nucléaires différentes qui fourniront l'électricité et deux lignes de 400000 volts ont donc été construites pour acheminer l'electricité de démarrage...

 

Après que le processus de la mise en route aura été enclenché, c'est ITER qui viendra apporter sa production au réseau !

 

Le Tokamak d’ITER en coupe (et en cours d’assemblage)

 

Comme vous avez pu le constater, le « Tokamak » d’ITER est la pièce maitresse du projet.

 

Et une fois les différentes parties du « tokamak » fabriquées, elles seront assemblées dans le local qui doit le contenir et qui est actuellement en construction ; c’est un cube de 60m de haut, de 60m de large et 120m de long !

 

   

 La carcasse du local Tokamak… et son état lors de notre visite en mars 2017

 

  

Dans le local du Tokamak, 1500 tonnes à bout de bras grâce à un pont roulant Tchèque...  

 

 

Conjointement à l’assemblage du tokamak et de tous les bâtiments nécessaires à la fusion nucléaire sont assemblés tous les appareils auxiliaires nécessaires pour le refroidissement des parois, l’alimentation électrique haute tension (d’où la fourniture de ces énormes transformateurs par la Chine) et à la production de vapeur qui pourra alimenter les turbines qui pourront produire à leur tour de l’électricité dans la proportion de 1 pour 10.

 

A consommation de fluides égale et sans presque aucun déchet radioactif, si ce n’est des déchets à vie courte, la centrale ITER à fusion nucléaire pourra produire 4 fois plus que nos centrales atomiques actuelles.

 

 

Comment ça marche ?

 

D'abord il a fallu aussurer un socle antisismique parfait pour que le tokamak ne risque pas de subir des déformations à la suite d'un séisme, même de très petite amplitude.

 

C'est pourquoi cette énorme masse de 21000 tonnes est placée sur un support de centaines de verrins qui ont nécessité des fondations exessivement robutes pour supporter la masse considérable de l'élément :

 

  
Ferraillage de la fondation du Tokamak

   
Socle antisismique de la base du tokamak,

 

Détail des socles verrins antisismiques (3 m de haut !)

 

Support du cryostat (assemblé chez Larsen et Toubro LTD en Inde)

 

Puis re-démonté et transporté en 6 secteurs de 60° pesant chacun 360 tonnes...

 

 

Pour enclencher le processus, il faut parvenir à créer une étanchéité parfaite dans la chambre à vide ; à ITER, de puissantes pompes mécaniques et cryogéniques évacueront la totalité de l'air et des impuretés présents. Elles sont en cours d’assemblage :

 

 

 

Les systèmes magnétiques, qui assurent le confinement et le contrôle du plasma, sont alors activés puis le combustible gazeux à basse densité est introduit dans la chambre à vide par un système d'injection de gaz. 

 

On fait alors circuler un courant électrique dont l'action déclenche un « claquage » puis une ionisation du gaz (les électrons sont séparés des noyaux), et enfin sa transformation en plasma.

 

Les électrons et les ions du plasma, excités par le courant électrique, entrent en collision et la température du plasma monte.

 

Plusieurs techniques de chauffage complémentaire interviendront alors pour porter le plasma d'ITER à la température à laquelle les réactions de fusion deviennent possibles (on l’a dit, de l’ordre de 150 millions de degrés Celsius), à savoir :

• un chauffage par effet Joule,
• un chauffage par ondes électromagnétiques,
• un chauffage par injection de neutrons.

 

En combinant ces trois modes de chauffage, on atteint la température désirée de… 150 millions de degrés Celsius.

 

Des particules « accélérés » de la sorte franchissent la barrière que les forces électrostatiques dressent entre des charges électriques et ils fusionnent, libérant des quantités d'énergie considérables.

 

Issu de la recherche soviétique des années 1950, le « tokamak », avec des résultats surprenants, s'est depuis imposé comme le concept dominant parmi les chercheurs qui travaillaient sur la fusion par confinement magnétique.

 

Celui d’ITER sera le plus grand tokamak au monde, deux fois la taille de la plus grande machine en opération, avec un volume de plasma dix fois supérieur.

 

Dans le tokamak d’ITER, le plasma auto-entretenu génèrera dix fois plus de puissance qu’il n’en aura reçu : à l’entrée 50 Méga Watts, à la sortie 500 Méga Watts.

 

C’est pour cela qu’EDF a, d’ores et déjà, installé une ligne à haute tension de 400 000 volts et à proximité du site un champs de transformation équivalant à celui qui approvisionnerait deux villes de la taille d’Aix en Provence !

 

 

 

 

« PENSEZ PAR VOUS-MÊME, SINON D'AUTRES LE FERONT A VOTRE PLACE »

(et cela risque de ne pas être tout à fait la vérité vraie!)

 

 

Pour en savoir plus, un spécialiste, physicien des plasmas, Jean-Pierre PETIT, vous explique dans une vidéos de 25 minutes de façon simple comment ça marche. Il vous suffit de la visionner ci-dessous :

 

  

 

Le réacteur d’ITER sera opérationnel en 2035…

 

Le projet de recherche d’ITER s'inscrit ainsi dans une démarche à très long terme visant l'industrialisation de la « fusion nucléaire ».

 

Ce réacteur sera opérationnel en… 2035. Il aura fallu 50 ans pour concrétiser ce projet… s’il aboutit !

 

Le projet ITER a été en effet sujet à de nombreuses controverses concernant :

• le budget du projet, passé de l’équivalent de 5 milliards d’euros en 1985 à… 19 milliards d'euros à la signature de l’accord, et il y aura surement besoin de rallonges surprises au fil du temps !
• son utilité,
• sa dangerosité,
• ses effets sur l'environnement.

 

Mais de la bouche même des chercheurs qui bossent maintenant sur le projet actuel, il demeure tout à fait réalisable, réaliste et apportera l’énorme avantage de ne plus produire des déchets nucléaires dangereux pour les générations futures puisqu’ils pourront être désactivés en 14 ans seulement.

 

La plupart d’entre nous ne serons probablement plus là pour le vérifier et utiliser de l’électricité nucléaire produite par « fusion nucléaire » car…

 

L’après ITER de 2035 à 2045 :

 

La démarche ITER prévoit de construire un second réacteur de recherche nommé « DEMO », plus proche d'un réacteur de production, avant la phase industrielle en coopération étroite entre les seuls Japon et la Communauté Européenne.

 

Un accord est intervenu en 2007 qui prévoit d’ores et déjà cette coopération pour une durée de 10 années après 2035.

 

 Aspect du futur réacteur « DEMO »

 

Dans le prototype de réacteur de fusion (DEMO), qui succèdera à ITER, ainsi que dans les futures installations industrielles de fusion, la chaleur sera utilisée pour produire de la vapeur et, au moyen de turbines et d'alternateurs, de l'électricité.

 

En bas, appareillage de refroidissement des parois du tokamak,

à droite : production de vapeur

à gauche : appareillage de chauffage par effet Joule...

 

Le potentiel énergétique des réactions de « fusion nucléaire » est supérieur à toutes les autres sources d'énergie actuellement exploitée sur Terre.

 

La « fusion nucléaire » d'atomes d'une manière contrôlée libère une énergie près de quatre millions de fois supérieure à celle que génèrent des réactions chimiques telles que la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz naturel dans les centrales thermiques d’hier, et quatre fois supérieure à celle de la « fission nucléaire » dans les centrales atomiques actuelles, mais cela, sans déchet irradiés exception faite de neutrons qui pourront être désactivés en  14 ans seulement.

 

CONCLUSION DE LA VISITE...

 

Et si on essayait de voir l'avenir avec un plus d'optimisme que certains pisse-vinaigre politiques dont certains ne se sont jamais intéressé au vrai problème et à ses solutions ?...

 

J'espère qu'après cette lecture vous en savez plus qu'eux, que la fusion nucléaire vous fait moins peur, et je suis prêt à répondre à vos questions si vous les posez... (En fait, j'ai heureusement un bon copain qui a fait toute sa carrière comme ingénieur à EDF qui vient de prendre sa retraite et peut y répondre en connaissance de cause). Alors n'hésitez plus ! Et je vais vous suggérer une des réponses à la question posée en début d'article.

 

« Mais pourquoi donc ne parle t'on presque jamais d'ITER ? »

 

J'ai bien peur de devoir vous dire que cela dérangerait les énormes lobbies qui se complaisent dans la situation actuelle (« pourvu que ça dure ») car l'énergie pas chère pour l'humanité entière, ça risquerait de remettre en cause pas mal de rentes confortables... Si la courbe de Gauss qui, de chapeau devenait entonnoir, si les riches qui deviennent de plus en plus riches versus les pauvres qui deviennent de plus en plus pauvres venait à s'inverser. 

 

Alors ?... Comme je voudrais pouvoir vous donner rendez-vous en 2045 !

 

 

Pour compléter votre connaissance, je vous propose maintenant de découvrir un article qui vous présente le témoignage d'un de mes amis Villeneuvois qui se trouve être l'un des experts qui a vécu les balbutiements du CEA et ce que CEA est en train de préparer à Cadarache en cliquant sur le lien.

 

Enfin, pour compléter cet exposé je souhaite vous faire visionner une vidéo de Jean-Marc JANCOVICI portant sur le nucléaire... Ainsi vous pourrez vous forger une opinion personnelle.

 

Et, bien entendu, je suis à votre disposition pour en débattre avec vous soit directement sur ce blog, soit sur mon adresse courriel personnelle marc@pairet.org pour plus de discrétion.

 

 

 

Et maintenant, je vais essayer de vous donner un aperçu de l'avancement des travaux...

 

 

Au mois de mai 2020, une pièce d'acier de 30 mètres de diamètre, aussi lourde que trois Airbus A380, était délicatement déposée au fond du vaste puits d'assemblage du tokamak ITER.

 

Pose de la base du cryostat dans le tokamak.

 

Avec l'installation de ce premier élément — la base du cryostat — ITER abordait un chapitre nouveau de sa longue histoire. Patiemment, pièce à pièce, l'assemblage de la machine pouvait commencer.

 

Mise en place du 1er des 8 électroaimants coloïdaux.

 

Pendant qu'à l'extérieur, ça prend forme !

 

 

 

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BIBLIOGRAPHIE :

• Photos prises par Michel BONNEFOY et Marc PAIRET et utilisées avec leur autorisation,
• Photos de presse du domaine public,
• Archives de l'INA,
• Service des TPE Mines de Manosque,
• Site du CEA et www.iter.org pour comprendre,
• Et mon humour décapant habituel...

 

 

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