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Fusion thermonucléaire : nous devons dépasser l'horizon de nos propres vies !

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Edito : Fusion thermonucléaire : nous devons dépasser l'horizon de nos propres vies !

Jeudi, 21/07/2011 - 23:00 7 commentaires
Fusion thermonucléaire : nous devons dépasser l'horizon de nos propres vies ! zoom

Depuis la deuxième guerre mondiale, la consommation mondiale d'énergie et les émissions humaines de CO2 ont été multipliées par 8. Aujourd'hui le monde consomme 12 gigatonnes d'équivalent-pétrole et émet 8 gigatonnes de carbone par an et chaque terrien consomme en moyenne 1,6 tonnes équivalent-pétrole et émet plus d'une tonne de CO2 chaque année !

En supposant que la demande mondiale d'énergie continue à croître au rythme actuel de 2 %, hypothèse plutôt prudente, l'humanité consommera au moins 30 Gigateps d'énergie en 2050 et en admettant que l'humanité parvienne à stabiliser à son niveau actuel ses émissions de carbone par habitant, celles-ci atteindraient tout de même 15 gigatonnes par an en 2050, sous le simple effet de l'évolution démographique mondiale (il y aura au moins 9 milliards d'habitants en 2050 selon les dernières prévisions de l'ONU).

Notre planète est désormais soumise à un triple défi : le premier est l'épuisement accéléré des réserves de combustibles fossiles (80 % de l'énergie primaire) qui seront entièrement consommées avant la fin de ce siècle, à l'exception du charbon. Le second est climatique : l'immense majorité des scientifiques pensent, en s'appuyant sur des études très solides, que l'accumulation de gaz carbonique dans l'atmosphère (+ 40 % depuis la révolution industrielle) résultant de la consommation d'énergies fossiles est la cause majeure du réchauffement du climat (même si des incertitudes subsistent quant à l'importance de ce mécanisme). Enfin, le troisième défi est la croissance économique très forte des pays émergents tels que la Chine (le premier consommateur mondial d'énergie), l'Inde et le Brésil qui font exploser la demande mondiale d'énergie.

Selon les termes de cette équation redoutable, l'humanité, si elle veut éviter une catastrophe géoclimatique de grande ampleur aux conséquences désastreuses, doit donc absolument stabiliser sa consommation globale d'énergie et décarboner massivement (au moins à 80 %) cette consommation de façon à diviser par deux ses émissions mondiales de CO2 d'ici 2050 et par quatre ou cinq d'ici 2100.

Mais il faut savoir qu'aujourd'hui, l'énergie primaire consommée par les 7 milliards d'habitants de notre planète repose pour 78 % sur l'utilisation des combustibles fossiles, pour 16 % sur celle des ressources renouvelables et pour 6 % sur les technologies nucléaires. Avec une population mondiale de 9 milliards d'habitants en 2050, nous devons donc impérativement réussir à réduire drastiquement l'utilisation des énergies fossiles, tant en proportion qu'en valeur absolue.

Mais quels que soient les efforts que le monde fera pour maîtriser ses besoins énergétiques en réduisant sa consommation à la source partout où cela est possible et en améliorant l'efficacité énergétique de nos systèmes industriels et économiques, il semble illusoire de penser que cette sobriété nouvelle suffira à elle seule, compte tenu de l'évolution démographique, à répondre à la soif mondiale d'énergie et à réduire de moitié nos émissions de CO2 d'ici 2050. Il faudra donc également développer de manière massive l'ensemble des énergies renouvelables existantes (vent, soleil, biomasse et hydraulique) ainsi que celles qui en sont encore à un stade quasi-expérimental mais recèlent un fort potentiel : énergie des mers et solaire spatial notamment. Mais ces énergies renouvelables ne parviendront pas à répondre à elles seules à l'immense soif d'énergie de l'humanité, notamment dans les vastes régions du monde qui connaissent un développement économique sans précédent.

C'est dans ce contexte qu'il faut expliquer à chacun l'immense enjeu que représente la mise au point de la fusion thermonucléaire contrôlée. Si nous parvenons à maîtriser la fusion thermonucléaire, qui repose sur l'équation d'Einstein E=MC2 établissant l'équivalence entre matière et énergie, un gramme de deutérium (isotope naturel de l'hydrogène) fusionné avec un gramme et demi de tritium nous permettra de produire environ 100 000 kWh, autant d'énergie que 10 tonnes de pétrole ou un kilo d'uranium ou encore suffisamment d'énergie pour alimenter 40 foyers français pendant un an en électricité !

Pour parvenir à domestiquer la fusion qui se produit naturellement dans notre soleil (chaque seconde, 600 millions de tonnes d'hydrogène fusionnent et se transforment en hélium, ce qui permet au soleil de dégager la chaleur et la lumière dont nous bénéficions sur Terre), la communauté internationale a uni ses efforts dans un projet unique, le projet Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor ou réacteur thermonucléaire expérimental international). Son objectif principal est d'atteindre, d'ici 2030, un gain d'énergie d'un facteur 10 avec la production d'une puissance thermique de 500 MW. Le succès d'Iter devrait ensuite déboucher sur la réalisation d'un prototype préindustriel d'ici 2050. Cette perspective mais également les avancées considérables dans la production de plasmas stables et denses depuis un demi-siècle, a convaincu 34 pays de s'associer dans le cadre de l'Organisation Iter, implantée en France, à Cadarache.

En raison de sa complexité, ce projet ITER a effectivement vu son coût doubler depuis 2001 et la contribution européenne atteint à présent 6 milliards d'euros, ce qui a provoqué il y a quelques semaines une violente polémique au Parlement européen et ravivé l'opposition à ce projet. Il s'agit certes d'une hausse très importante mais le coût annuel du projet pour l'ensemble des partenaires d'Iter représente moins de 0,5 % du budget européen pour 2011 et moins de 0,02 % du marché européen de l'énergie (moins de 0,01 % du PIB de l'Union européenne). Ce coût est-il vraiment excessif si les promesses de la fusion thermonucléaire contrôlée se concrétisent d'ici 2050, ce qui bouleverserait totalement la donne énergétique pour l'humanité et ouvrirait d'immenses perspectives de développement pour notre planète toute entière ?

En 50 ans, la performance des plasmas produits par les machines de fusion a été multipliée par 10,000. En novembre 1991, le JET (Joint European Torus) a démontré la faisabilité de la fusion en produisant de manière contrôlée une grande quantité d'énergie (plusieurs MW) à partir d'un plasma de fusion. Il reste aujourd'hui à multiplier leur performance par moins de 10 pour réaliser un réacteur capable de produire de l'énergie de manière continue.

Ces extraordinaires avancées scientifiques et technologiques démontrent donc, contrairement à ce que veulent faire croire au grand public les opposants irréductibles à la fusion thermonucléaire, que cette technologie est viable et qu'elle peut être maîtrisée. En outre, il faut le rappeler inlassablement, la fusion est radicalement différente, dans ses principes et son fonctionnement, de la fission atomique qui est la voie technologique utilisée par tous les réacteurs nucléaires produisant de l'électricité actuellement en service dans le monde.

La fusion se distingue en effet de la fission sur trois point essentiels : en premier lieu, elle ne nécessite comme combustible que de petites quantités (quelques centaines de kilo par an pour un réacteur) de deutérium dont les réserves sont quasiment inépuisables et de tritium relativement facile à produire.

Le deuxième avantage majeur de la fusion est sa sécurité intrinsèque : seule la quantité de combustible nécessaire au fonctionnement du réacteur (quelques grammes) est injectée dans le réacteur et aucun incident de fonctionnement ne peut entraîner un événement catastrophique de type Tchernobyl ou Fukushima, qu'il s'agisse d'une explosion ou d'émissions massives de radioactivité.

Troisième point, le seul élément radioactif produit par la fusion est le tritium mais son temps de vie, c'est-à-dire la période pendant laquelle il émet des rayonnements potentiellement dangereux, est très courte (environ 12 ans). En outre, la réaction de fusion ne génère pas, directement ou indirectement, de sous-produits radioactifs à très longue durée de vie et les déchets de la fusion seront à la fois très faibles en quantité et faciles à retraiter et à stocker de manière sûre. Il s'agit bien là d'une différence fondamentale car dans les futurs réacteurs à fusion, la question du retraitement et du stockage de déchets radioactifs à très longue vie (plusieurs milliers d'années) ne se pose pas alors que dans la fission nucléaire cette question est majeure et n'a toujours pas trouvé de solutions satisfaisantes.

Enfin, il faut bien comprendre que la maîtrise de la fusion thermonucléaire aura des conséquences immenses, non seulement dans le domaine de l'énergie puisqu'elle permettra la production d'une énergie propre et bon marché, mais également dans l'ensemble des secteurs d'activités économiques et industriels qui bénéficieront des retombées scientifiques considérables liées à cette avancée majeure dans la connaissance et l'utilisation de la matière et de l'énergie.

Pour toutes ces raisons, l'effort international sans précédent de recherche engagé à Cadarache avec le réacteur expérimental ITER est parfaitement justifié et il faut le poursuivre et l'amplifier sur le long terme car il fera franchir à l'humanité et à notre civilisation, comme en son temps la vapeur, le pétrole et l'électricité, une étape décisive de son développement.

René TRÉGOUËT

Sénateur Honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

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  • Robert Delanoë

    22/07/2011

    Pour que cet article ne soit pas qu'une prise de position politique j'aimerais savoir si la communauté internationale ne met pas tous ses oeufs dans le même panier avec la technologie ITER.
    Ceci fait référence à la prise de position de Georges Charpak avant sa mort.
    Je comprend bien que par ailleurs cet investissement va permettre d'améliorer la technologie permettant la maitrise de confinement a très haute température ce qui par ailleurs est necessaire quelque soit le principe retenu.
    RD

  • peter

    22/07/2011

    Vous allez leguer des bombes a vos petits enfants, sous pretexte de leur bien etre!
    Belle figure theorique mais vous etes seulement in lobbyste pro-nucleaire.
    Vous allez a contre courant de l'histoire qui est l'arret de toute cette industrie dangeureuse et non domestiquee quoiqu'en dise areva et consors

  • Aurel

    22/07/2011

    La teneur de cet article se comprend mieux lorsqu'on voit sur la première page le CEA dans la liste des partenaires du site.
    Belle propagande...

  • flo

    22/07/2011

    Il y a également les Américains avec leur Z machine qui sont en train de progresser vers la fusion nucléaire. Hormis ITER, il y a me semble peu voire pas de projet correspondant en France.

    Quelques liens:

    http://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/la-z-machine-peut...

    http://www.lepost.fr/article/2011/06/22/2530398_des-nouvelles-de-l-energ...

  • Suzy

    22/07/2011

    Une idée simple et sensée que peu de gens défendent...

    Malheureusement, de nombreux défis technologiques restent à surmonter avant de pouvoir faire fonctionner ces réacteurs au niveau commercial comme la maintenance du réacteur (forcément assurée par des robots), la production et le stockage du deutérium et du tritium qui n'est pas simple, mais aussi au niveau du réseau électrique qui devra tenir la charge ! En bref, il faut des sous, plein, parce qu'il y a du boulot ! ...

    Il serait intéressant d'avancer un argument en défaveur des énergies renouvelables vis-à-vis de la hausse de la demande d'énergie. Si l'on prends l'exemple de l'électricité, les énergies éolienne et solaire ont la triste propriété d'être totalement instable... Leur impact est d'ailleurs assez peu connu sur l'environnement et certains chercheurs commencent tout juste à s'y intéressé (Axel Kleidon est, a priori, le premier dans son article "Earth System Dynamics" dont il est possible de trouver un résumé dans New Scientist du 2 avril, http://www.earth-system-dynamics.net/). Pour ce qui est de l'énergie tirée des courants marins, des rivières et fleuves, c'est assez limité et la France est déjà saturée par exemple. Le Canada produit près de 50% de son électricité avec ce moyen (et il est le premier producteur mondial d'électricité !) mais ils ont un territoire en rien comparable avec aucun autre pays que la Russie.

    De même, si l'on souhaite réduire nos émissions, les véhicules devront changer de source d'énergie et si l'électricité est prometteuse, il faut l'alimenter et donc produire plus...

    Du coup, comme il est dit à juste titre dans ce ticket, il serait bon de s'intéresser à une diminution de notre consommation tout en recherchant des moyens de produire plus proprement et avec moins d'impact sur la nature...

    Pour ce qui est des commentaires précédents, je n'ai pas grand chose à dire à part que ce n'est pas constructif (Je ne parlais pas de Flo qui n'avait pas encore posté son commentaire... :p). Un lobbyiste aurait un intérêt particulier (notamment financier) à défendre une technologie. Le CEA ne fait pas QUE de la recherche dans le domaine du nucléaire... De même, la recherche en nucléaire sert aussi à la médecine, à l'agro-alimentaire, à l'automobile, à l'informatique, aux matériaux et à à peu près tous les secteurs industriels... Donc croire que la recherche du CEA s'inscrit dans une démarche de lobby pour Areva et EDF, c'est ne pas voir bien loin... Pour ce qui est du commentaire sur les bombes, c'est une belle image qu'avait les gens au début du nucléaire...

  • Robert Delanoë

    23/07/2011

    merci pour l'information sur la Z machine.
    A ce jour quelles sont les raisons de choisir ITER plutôt que la Z machine ?
    RD

  • Jacques Tesseire

    28/10/2012

    Merci aux "trop" curieux de regarder les remarques au sujet d'ITER sur la conférence faites en 2010 par jean-Pierre Petit à l'école Polytechnique de Palaiseau, qui soutient qu'en "Zmachines" l'on pourrait arriver à atteindre entre 3 et 9 milliards de degrés...

    http://www.dailymotion.com/video/xhyxpp_conference-de-jean-pierre-petit-...

    ...Alors que, d'après,lui (et il est l'un de nos meilleurs et plus ancien spécialiste français des plasmas à ma connaissance) : ITER aurait des anomalies de stabilité dans son principe même pour tenir de manière continue et opérattionnelle !
    Les Z-machines pourraient être jusqu'à 200 fois plus petites qu'ITER (cathédrale figée une fois pour toute) et seraient modifiables en leur coeur à volonté...., d'après lui !

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