La fusion, l'avenir vert du nucléaire ?

Photo Frédéric Paulussen, Unsplash

Les centrales thermonucléaires à fission telle qu'on les connaît seront-elles bientôt du passé?

Si je vous disais qu’il existe un nucléaire sans danger pour l’environnement qui pourrait produire plus d’énergie qu’il en consomme, me diriez-vous que j’ai la tête dans les étoiles ? Puis si j’ajoutais que le déchet produit par la réaction pourrait servir à gonfler des ballons? Pourtant, c’est ce que l’International Thermonuclear Experimental Reactor plus connu sous le nom d’ITER tentera d’accomplir en utilisant la fusion afin de produire de l’énergie de la même manière que brille le soleil.

Mais le nucléaire, c’est la fission ?

Contrairement aux réacteurs qui utilisent la fission soit la libération d’énergie par la rupture de noyaux atomiques auxquels nous avons été habitués par le passé, ITER pour sa part est un projet de réacteur thermonucléaire qui utilisera la fusion pour arriver à ses fins. Le site internet du projet indique que « La fusion est la source d'énergie qui alimente le Soleil et les étoiles. Dans les conditions de pression et de température extrêmes qui règnent au cœur de ces corps stellaires, les noyaux d'hydrogène entrent en collision et fusionnent pour former des atomes d'hélium et libérer de considérables quantités d'énergie au cours de ce processus. » C’est à l’intérieur d’un gigantesque dispositif de confinement magnétique, que se déroulera cette fusion. Ce dispositif que l’on nomme tokamak est l’installation au cœur du projet. Bien qu’ITER ne soit pas conçu pour produire directement de l’électricité, l’énergie dégagée par la fusion pourrait être utilisée par une centrale. C’est ce qu’a expliqué Alain Bécoulet, directeur du domaine d’ingénierie d’ITER à Marine Corniou de Québec Science. Il explique que « le principe d’une centrale est toujours le même, que ce soit une centrale à charbon, à gaz ou autre : on produit de la chaleur, on fait de la vapeur et on fait tourner une turbine. » Dans le cas qui nous intéresse, la réaction produira tellement de chaleur, qu’il sera impossible de la récupérer sur le coup. L’ingénieur ajoute « [qu’]il y a des ions et des électrons qui viennent lécher les parois, par convection, et cette chaleur est récupérée par l’élément principal au contact de la matière à l’état de plasma qu’on appelle le divertor. »

Une collaboration à l’échelle mondiale

En construction dans le Centre d’étude de Cadarache en France, ITER est un projet sur lequel 35 pays collaborent. Selon le site internet du projet, les coûts sont assumés par 7 membres qui ont signé l’Accord ITER en 2006. L’Union européenne couvre 45,6% des frais alors que les 53,4% restant sont divisés entre la Chine, l’Inde, le Japon, la Corée, la Russie et les États-Unis. Le Canada quant à lui prendra part au projet en fournissant du tritium, une matière nucléaire qui est produite par les centrales nucléaires à fission.

Un procédé sûr ?

La production d’énergie par la fusion est un procédé bien plus sécuritaire que les centrales conventionnelles. La radioactivité des bâtiments sera d’une infime durée comparativement à leurs homologues à fission. Pour ce qui est de la réaction, elle produit du deutérium et du tritium deux isotopes qui seront réutilisés en boucle et l’hélium peut être utilisé afin de maintenir les réserves mondiales. Comme l’expliquent les chercheurs qui ont coécrit un article sur l’énergie thermonucléaire Robert Dautray, Pascal Garin, Michel Grégoire, Guy Laval, Jean-Paul Watteau et Joseph Weisseiter, ITER utilise une « réserve énergétique quasi inépuisable ; le deutérium se trouve en quantité pratiquement illimitée (à l'échelle des besoins) dans les océans, le tritium initial est produit lors de la réaction nucléaire à partir d'un élément relativement abondant, le lithium. » Puis ils affirment aussi qu’un autre avantage est la « sécurité d'exploitation, le seul élément radioactif utilisé, le tritium, étant produit dans le réacteur et ne nécessitant aucun transfert ; les « cendres » résultant de la réaction ne sont pas radioactives ; le combustible est toujours en faible quantité dans la zone du réacteur, limitant l'importance d'un éventuel accident. »

Les prochaines étapes

Un premier plasma devrait être effectué en 2025. Il faudra attendre 2035 pour savoir si la fusion est une solution viable comme source d’énergie.