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Vue a茅rienne du site de 180 hectares du projet de r茅acteur thermonucl茅aire exp茅rimental international (ITER) Photo : ITER

Mais avant que cela se produise, un projet de construction de grande envergure et complexe doit 锚tre achev茅 et, comme la plupart des m茅gaprojets, il d茅passe le budget pr茅vu et est retard茅.

Le projet ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) est en cours de construction en Provence, dans le sud-est de la France. La construction du projet a commenc茅 en 2010 et devrait 锚tre achev茅e en 2018. Il est d茅sormais peu probable que le r茅acteur soit op茅rationnel avant 2030.

Les origines du projet ITER remontent cependant bien plus loin. Dans le contexte g茅opolitique actuel, il para卯t difficile de croire qu'il a 茅t茅 lanc茅 conjointement en 1986 par le pr茅sident am茅ricain Ronald Reagan et le secr茅taire g茅n茅ral sovi茅tique Mikha茂l Gorbatchev.

Les deux hommes ont d茅clar茅 que le projet devrait 锚tre mis en 艙uvre 芦 鈥� pour le bien de l鈥檋umanit茅 enti猫re 禄. S鈥檌l r茅ussit finalement sa mission de produire un rendement d茅cupl茅 de l鈥櫭﹏ergie consomm茅e (c鈥檈st-脿-dire 500 MW d鈥櫭﹏ergie de fusion produite 脿 partir de 50 MW d鈥櫭﹏ergie de chauffage consomm茅e), il aura prouv茅 le potentiel de la fusion 脿 r茅volutionner compl猫tement le paysage 茅nerg茅tique mondial.

ITER aujourd'hui

Visiter le projet ITER est une exp茅rience tr猫s diff茅rente de la visite d鈥檜ne centrale nucl茅aire plus traditionnelle.

Ce n鈥檈st pas tant la nouvelle science qui saute aux yeux 鈥� m锚me si elle est sans aucun doute 脿 la pointe de la technologie 鈥� mais plut么t le sentiment que l鈥檌nstallation est un village plan茅taire.

C'est un exemple de la mani猫re dont les fronti猫res nationales peuvent 锚tre surmont茅es. Les bureaux, les couloirs et les caf茅t茅rias de l'installation sont anim茅s par le bruit des scientifiques du monde entier qui discutent des meilleures pratiques et des prochaines 茅tapes pour la production d'茅nergie issue de la fusion nucl茅aire.

De plus, le site d'ITER est vaste (180 hectares), ce qui rend difficile de comprendre qu'il s'agit d'une installation purement exp茅rimentale. On a vraiment l'impression qu'il se passe ici quelque chose qui va changer le monde.

Le tokamak

La r茅paration du biseau de la chambre 脿 vide sera r茅alis茅e sur le site d'ITER par un consortium appel茅 SIMANN compos茅 des entreprises italiennes SIMIC et Ansaldo Nucleare. Photo : ITER

Au c艙ur d鈥橧TER se trouve le r茅acteur tokamak, qui accueillera les m锚mes r茅actions de fusion que celles qui se produisent au centre du soleil.

Le r茅acteur utilisera des aimants incroyablement grands pour confiner le plasma rotatif surchauff茅.

Le plasma atteindra une temp茅rature ahurissante de 150 millions de degr茅s Celsius (au moins dix fois plus chaud que le Soleil) et, alors qu'il tournera, les atomes de deut茅rium et de tritium qu'il contient entreront en collision, provoquant la fusion de leurs noyaux.

L鈥櫭﹏ergie cr茅茅e par cette fusion est bien plus importante que celle produite par la fission des atomes qui se produit dans les r茅acteurs nucl茅aires actuels.

Un autre avantage de la fusion est qu'elle est beaucoup plus propre que la fission et beaucoup moins dangereuse. Bien que le processus cr茅e des d茅chets radioactifs, leur demi-vie dangereuse n'est que de 12,3 ans.

D'un point de vue de s茅curit茅, les r茅actions au sein du tokamak d茅pendent de l'apport continu de carburant, donc si pour une raison quelconque l'alimentation 茅lectrique est coup茅e, la machine s'茅teint tout simplement.

L鈥檕bjectif du projet est bien s没r de prouver la science 脿 grande 茅chelle et ce n鈥檈st qu鈥檜ne fois cela fait que l鈥檕n pourra commencer 脿 travailler 脿 l鈥櫭﹖ablissement de la fusion nucl茅aire comme source d鈥櫭﹏ergie r茅aliste pour l鈥檃venir.

Et c鈥檈st l脿, comme on dit, que le b芒t blesse.

Comme le dit Sabina Griffith, responsable de la communication d'ITER : 芦 La taille est importante dans la fusion. Il faut un certain volume, une certaine quantit茅 de mol茅cules et d'atomes 脿 l'int茅rieur [du tokamak], pour avoir suffisamment de r茅actions pour cr茅er beaucoup d'茅lectricit茅 et de chaleur. 禄

芦 ITER est le projet qui doit prouver que nous pouvons le r茅aliser 脿 l鈥櫭ヽhelle industrielle. 禄

En termes simples, l鈥檕bjectif d鈥橧TER est de g茅n茅rer 500 MW de puissance thermique pendant une heure.

Une fois cet objectif atteint, la course sera v茅ritablement lanc茅e 鈥� dans le monde entier 鈥� pour changer le visage de l鈥櫭﹏ergie mondiale et peut-锚tre aider 脿 sauver la plan猫te du bord d鈥檜ne catastrophe climatique.

Pas toujours simple

La nature du dispositif ITER ne devrait pas n茅cessiter de susciter l鈥檈nthousiasme international autour de la fusion nucl茅aire : 35 nations sont d茅j脿 investies 茅motionnellement (et financi猫rement).

Malheureusement, bien qu鈥橧TER soit une formidable collaboration mondiale, son organisation 茅galitaire a parfois pu entraver ses progr猫s.

Les contr么les et les 茅quilibres, par exemple, prennent du temps, tant au niveau de la mise en place que de la ratification 鈥� en particulier lorsque des composants de pr茅cision sont fabriqu茅s dans de si nombreux pays diff茅rents.

Les d茅fis du processus de construction ont 茅t茅 quelque peu mis en 茅vidence pendant la pand茅mie de Covid, lorsqu'il est devenu exponentiellement plus difficile d'envoyer des scientifiques et des ing茅nieurs dans le monde entier pour effectuer des contr么les de qualit茅.

Fin 2022, il a 茅t茅 annonc茅 que des d茅fauts avaient 茅t茅 d茅tect茅s dans les boucliers thermiques fabriqu茅s pendant la Covid. Ces boucliers isoleront les aimants supraconducteurs ultra-froids du plasma ultra-chaud 脿 l'int茅rieur du tokamak.

La m茅trologie intervient 脿 chaque 茅tape de l'assemblage de la machine ITER, y compris lors des travaux de r茅paration en cours sur les composants critiques. La taille des segments de bouclier thermique, mesurant environ 15 m猫tres sur 10 m猫tres, constitue l'un des d茅fis des m茅trologues, les obligeant 脿 effectuer des observations laser 脿 partir de plusieurs emplacements d'instruments. Photo : ITER

Des fissures ont 茅t茅 d茅couvertes dans des conduites thermiques ; des fissures si petites qu'elles ont d没 锚tre identifi茅es 脿 l'aide de la tomographie 脿 rayons X, d茅velopp茅e en collaboration avec des ing茅nieurs de recherche du CERN en Suisse.

Au final, 23 km de canalisations ont d没 锚tre remplac茅es. Les responsables d'ITER ont pr茅venu que les cons茅quences 芦 ne seraient pas n茅gligeables 禄 et que les cons茅quences sur la livraison du r茅acteur n'茅taient pas encore connues.

Construire le soleil sur terre

La bonne nouvelle est que les d茅fis et les revers constituent, dans une certaine mesure, l鈥檜n des avantages d鈥橧TER en tant que r茅acteur exp茅rimental.

脌 l'茅poque, le directeur g茅n茅ral d'ITER, Pietro Barabaschi, avait d茅clar茅 : 芦 Le savoir-faire que nous acqu茅rons dans le traitement des composants in茅dits d'ITER servira 脿 d'autres lorsqu'ils lanceront leurs propres projets de fusion. 禄

Il est 茅galement juste de dire que, lorsqu鈥檜n projet implique l鈥檌nstallation de plus d鈥檜n million de composants, il y aura toujours un ou deux obstacles sur la route.

La charg茅e de communication d'ITER, Sabina Griffith, a 茅galement d没 expliquer, 脿 de nombreuses reprises, pourquoi la construction du r茅acteur prend autant de temps.

Elle dit : 芦 Ce sont des composants in茅dits ; personne n鈥檃 fait cela auparavant.

芦 Nous jouons vraiment avec les forces de m猫re nature, nous devons donc tout faire avec le plus grand soin. 禄

Outre l鈥檃ttention port茅e aux d茅tails n茅cessaire pour assurer le succ猫s d鈥橧TER, il faut bien s没r tenir compte des probl猫mes logistiques qui accompagnent tout projet multinational de ce type.

Des composants arrivent constamment 脿 ITER en provenance du monde entier. Griffith d茅crit un composant en particulier qui doit 锚tre manipul茅 avec le plus grand soin.

芦 Le sol茅no茂de central, qui est le gros aimant au centre de la machine, sera compos茅 de six modules ; trois sont d茅j脿 l脿, et trois autres sont encore 脿 venir 禄, dit-elle.

芦 Le supraconducteur vient du Japon ; il sera exp茅di茅 脿 San Diego, chez General Atomics, qui le transformera en aimant. 禄

Griffith conclut : 芦 Ce sera l'aimant le plus puissant que l'humanit茅 ait jamais construit. Avec une force [de champ magn茅tique] de plus de 12 Tesla.

芦 Il contient suffisamment d鈥櫭﹏ergie pour soulever deux porte-avions鈥� Il faut le boulonner ensemble avec beaucoup de soin. 禄

Pour une oreille non avertie, cela peut sembler un euph茅misme.

Pr茅cision de niveau sup茅rieur

Laure Navarro est l'une des ing茅nieures qui sera charg茅e de superviser une grande partie de l'assemblage d'ITER.

Depuis qu'elle a rejoint le projet - environ trois mois avant que les mesures de confinement li茅es au Covid ne commencent 脿 锚tre appliqu茅es 脿 travers l'Europe - elle dit que la courbe d'apprentissage de la construction a 茅t茅 pour le moins abrupte.

芦 Il arrive que nous ayons des tol茅rances inf茅rieures 脿 1 cm pour placer un composant massif 禄, explique-t-elle. 芦 Ce sont des choses qui n茅cessitent de la m茅trologie et nous avons beaucoup d鈥檈xperts en m茅trologie chez ITER. 禄

芦 Le positionnement des objets dans l鈥檈space est donc tr猫s pr茅cis et il faut beaucoup de technologie pour tout int茅grer. 禄

Comme l'a indiqu茅 Griffith, la construction d'ITER comprend de nombreux composants jamais vus auparavant. Nombre d'entre eux poseront des probl猫mes de levage et de man艙uvre uniques, non seulement en raison de leur taille et de leur poids, mais 茅galement en raison de leur centre de gravit茅 peu orthodoxe.

Navarro d茅clare : 芦 Le plus gros 茅l茅ment que nous avons mis dans le tokamak 茅tait un ascenseur en 2020鈥� il pesait 1 250 tonnes, en un seul morceau.

芦 Nous disposons de ponts roulants massifs de 1 500 tonnes dans le hall d'assemblage. Ce sont eux qui soul猫vent et transportent les plus gros composants.

芦 Nous avons beaucoup appris la premi猫re fois que nous avons utilis茅 la grue avec un composant r茅el鈥� sur ses capacit茅s, en termes de pr茅cision et de vitesse et sur ce 脿 quoi nous attendre comme dur茅e standard pour un levage.

芦 Ce premier levage a dur茅 en r茅alit茅 20 heures au total, ce qui nous a beaucoup aid茅 脿 comprendre comment r茅agit la grue.

Des outils pour le travail

芦 Sur le module de levage du secteur, qui n'茅tait pas si lourd mais critique, c'茅tait aussi tr猫s int茅ressant, car vous avez deux centres de gravit茅 [sur le composant], il faut donc pouvoir surveiller les 茅carts entre les deux coques et les int茅grer.

芦 Bien s没r, 脿 chaque fois tu apprends. 禄

Navarro ajoute : 芦 Nous et les sous-traitants avons d茅velopp茅 des outils sp茅cialement con莽us pour la construction d鈥橧TER. En fait, nous disposons de plus d鈥檕utils sp茅cialement con莽us que d鈥檕utils classiques pour l鈥檃ssemblage du tokamak. 禄

D茅crivant la machine comme 芦 un Lego g茅ant 禄, Navarro minimise les d茅fis d'ing茅nierie que repr茅sente le d茅placement d'茅normes composants dans des positions avec une pr茅cision critique.

芦 Nous disposons de nombreux outils de mobilisation en 3D pour nous montrer comment nous devons l鈥檃ssembler 禄, dit-elle.

芦 Nous utilisons des scanners laser qui aident 脿 se positionner par rapport aux cibles, et nous disposons de capteurs pour mesurer les 茅carts. 禄

Elle ajoute cependant que 芦 Avoir une vid茅o 3D color茅e, c'est bien, mais quand on voit les composants en r茅alit茅 et qu'il faut les d茅placer, c'est autre chose.

芦 Parfois, c'est une exp茅rience plus pragmatique et pratique qui fonctionne 鈥� parfois, il suffit d'avoir une ligne verticale, avec la gravit茅. 禄

Il est bon de savoir que, m锚me lorsque les humains tentent de construire un nouveau soleil, il y a de la place pour un fil 脿 plomb.

Il faut esp茅rer qu鈥檌l n鈥檡 aura plus d鈥檕bstacles majeurs sur la route d鈥橧TER et qu鈥檌l prouvera que la science de la fusion est une source d鈥櫭﹏ergie.

Il s鈥檃gira du premier r茅acteur 脿 produire plus de chaleur que ce qui est n茅cessaire 脿 sa production et il pourrait ouvrir la voie 脿 une 茅nergie s没re et propre pour des milliers, voire des millions d鈥檃nn茅es.

ITER au Sommet des technologies de la construction 2024 Ing茅nieure nucl茅aire, Laure Navarro. Photo : ITER Laure Navarro, l'ing茅nieur nucl茅aire cit茅 dans cet article, interviendra au Construction Technology Summit, qui se tiendra 脿 Austin, au Texas, le 19 mars. Elle donnera son point de vue sur les travaux scientifiques men茅s 脿 ITER, ainsi que sur la technologie de construction de pointe utilis茅e pour installer plus d'un million de composants dans l'installation. Pour vous inscrire 脿 l'茅v茅nement, visitez

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