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La fusion nucléaire comparée aux autres sources d’énergie

Le nucléaire, avec la fission et peut-être demain la fusion, participera sans doute de plus en plus au mix énergétique mondial. Une des raisons à cela : le changement climatique qui ne fait aujourd’hui plus guère de doute. Bien que le nucléaire traditionnel (basé sur la fission) ne constitue pas une source d’énergie vraiment « propre » car il génère des déchets hautement radioactifs à longue durée de vie, il a le gros avantage de n’émettre aucun dioxyde de carbone, contrairement aux hydrocarbures comme le charbon, le pétrole et le gaz. De son côté la fusion, qui demandera 50 années, voire plus, pour être totalement au point, ne pourra répondre à l’urgence environnementale. Le nucléaire traditionnel a donc encore de beaux jours devant lui.

Besoin de remplacer les énergies fossiles

Considérations environnementales mises à part, le remplacement progressif des énergies fossiles s’avère incontournable. Les ressources s’amenuisent, et même si de nouvelles technologies existent pour aller chercher du pétrole de plus en plus profond (plus de 2000 m !) ou pour extraire et traiter des huiles non conventionnelles (comme le pétrole extra-lourd du Venezuela ou les sables bitumineux canadiens), la pénurie inexorable des ressources en hydrocarbures engage les industriels et les Etats à développer de nouvelles sources d’énergie. Outre le besoin de remplacer les énergies fossiles, il faudra faire face à une augmentation vertigineuse de la consommation d’énergie, en partie due à l’essor de pays émergents comme la Chine ou l’Inde. Selon l’Agence Internationale de l’Energie, la demande mondiale en énergie primaire devrait croître de 55 % entre 2005 et 2030 !
Quelle est donc la place de la fusion nucléaire dans le paysage énergétique de demain ? Si ce procédé est validé, il prendra une place de choix et devrait même remplacer à terme le nucléaire traditionnel. On a cité l’amenuisement des ressources en gaz et en pétrole, qui est indéniable, mais il faut aussi mentionner la raréfaction de l’uranium, combustible de base du nucléaire à fission, qui pourrait disparaître de la planète d’ici une centaine d’années.

La fusion nucléaire : une solution sûre ?

Contrairement au nucléaire utilisé dans les centrales actuelles, le principe de la fusion exclut tout emballement spontané de la réaction et donc tout risque d’explosion. En effet, il suffit de couper l’arrivée du combustible pour que la réaction de fusion s’arrête d’elle-même. A la moindre perturbation, des systèmes de sauvegarde automatiques stoppent les vannes d’entrée. Le plasma se refroidit. Le deutérium et le tritium n’ont plus assez d’énergie pour vaincre leur force de répulsion et la fusion s’arrête. Ce qui n’est pas le cas dans les centrales nucléaires classiques à fission dans lesquels le contrôle de la réaction est un sujet complexe. En effet, une fois la réaction de fission enclenchée, celle-ci s’auto-alimente et gagne en puissance. C’est ce que l’on appelle une réaction en chaîne.

La fusion nucléaire : une solution propre ?

A la différence de la fission, le seul déchet direct que produit la réaction de fusion est l’hélium, un gaz inerte tout à fait inoffensif. ITER ne produira donc pas de déchets de haute activité. Une pollution radioactive indirecte aura cependant lieu, via le bombardement des matériaux de l’enceinte par les neutrons.

ITER dans la tourmente : levée de boucliers des écologistes et de certains scientifiques

Malgré les avantages de la fusion face au nucléaire classique, le projet ITER ne fait pas l’unanimité. Ses détracteurs lui reprochent d’être un gouffre financier, ne croient pas à sa faisabilité technique et dénoncent un risque environnemental. Si les écologistes sont les premiers à monter au créneau, certains scientifiques de renommée ont également fait part de leurs doutes, voire de leur opposition. Par exemple, Pierre-Gilles de Gennes, prix Nobel de physique en 1991, a déclaré en 1996 : « Je n’y crois malheureusement plus, même si j’ai connu les débuts enthousiastes de la fusion. » A l’Académie des Sciences, Claude Allègre s’est montré virulent : « ITER est encore un de ces projets de prestige qui ont, dans le passé, épuisé les finances de notre recherche ».
Il est indiscutable que les défis d’ITER sont de taille. Le maintien du plasma demandera de mieux comprendre la physique de cet état mal maîtrisé. Par ailleurs, il faudra développer de nouvelles couvertures pour protéger les matériaux de l’enceinte. Pour l’heure, celles des réacteurs expérimentaux se contentent de résister quelques secondes.

Pour de plus amples informations
• Agence ITER France (lien: http://www.itercadarache.org)
• Centre de développement du projet ITER, en anglais (lien: http://www.iter.org)
• CEA (lien : http://www.cea.fr/energie/dossier_iter/la_fusion_controlee)
• Réseau « sortir du nucléaire » (lien : http://www.sortirdunucleaire.org)
• Greenpeace (lien : http://www.greenpeace.org/france)

ITER en chiffres
• Site de 180 hectares à Cadarache, en Provence
• Premières expériences prévues en 2016
• Durée d’exploitation : 20 ans
• Financement : € 9,9 milliards (dont 46 % pour la construction, 48 % pour l’exploitation, et 6 % pour le démantèlement)
• Volume de plasma : environ 840 m3
• Principal objectif scientifique : réaliser et étudier des plasmas produisant 500 MW de puissance de fusion sur des durées de 400 secondes (soit un peu plus de 6 minutes)
Crédits photos:
ITER tous droits réservés

Auteur:
Stéphanie Delage pour Science.gouv.fr