Fusion nucléaire

> Réacteur de fusion expérimental ITER
> La recherche sur l'interaction plasma/paroi à l'aide du Plasmatron

La fusion nucléaire est une source d'énergie susceptible de fournir de l'électricité à grande échelle. La technologie est sûre, présente un bilan carbone neutre et ne produit pas de déchets radioactifs de longue demi-vie. Puisqu'un approvisionnement énergétique durable est essentiel pour nous-mêmes et pour les générations futures, le SCK•CEN effectue de la recherche sur la fusion. En principe, la fusion nucléaire consiste à reproduire le processus qui se déroule au cœur du soleil et des étoiles.

Malgré des décennies de recherche, la technologie se trouve encore dans sa phase initiale. La production réelle d'énergie à partir de la fusion nucléaire n'aura probablement lieu que dans la seconde moitié de ce siècle. Le SCK•CEN joue un rôle essentiel, au niveau mondial, dans les efforts consentis pour mener à bien ce défi gigantesque. Nous participons en effet depuis 1974 au programme européen de fusion nucléaire.

Les réacteurs de fusion se distinguent des réacteurs traditionnels de fission, par le fait qu'ils sont intrinsèquement sûrs et qu'ils ne produisent pas de déchets de longue demi-vie. Les combustibles pour la fusion - le deutérium et le tritium - sont par ailleurs disponibles en quantités quasiment illimitées. Nous pouvons les obtenir à partir du lithium, qui est présent dans l'eau de mer.

ITER, le réacteur de fusion expérimental

La construction d'ITER, le réacteur de fusion expérimental, à Cadarache (Midi de la France), constitue une étape importante vers la fusion nucléaire. ITER est en effet la dernière phase devant être parcourue avant de pouvoir entamer la construction de DEMO, le modèle industriel de démonstration, prévu pour 2040.

Plusieurs centres de recherche de par le monde - dont le SCK•CEN -  unissent leurs efforts dans le but de mener ce projet à bonne fin. Nous effectuons de la recherche sur les effets des radiations dans des conditions extrêmes sur l'appareillage, la robotique et les matériaux cruciaux. Ceci est capital car dans un réacteur de fusion les matériaux sont soumis à des conditions encore plus extrêmes que dans un réacteur traditionnel de fission.

Les neutrons libérés lors de la fusion nucléaire possèdent en effet jusqu'à sept fois plus d'énergie et la première paroi du réacteur doit pouvoir supporter un flux de chaleur très élevé, plus élevé même que celui des navettes spatiales. Le développement de matériaux capables de résister à ces rayonnements très intenses et à des températures élevées constitue un défi énorme. Notre réacteur BR2 est une installation unique qui permet de simuler les effets neutroniques de la fusion nucléaire.

Nous concentrons également tous nos efforts sur les techniques devant permettre de recycler le combustible nucléaire et de limiter les déchets radioactifs. Nous tenons également compte des aspects socio-économiques de la fusion nucléaire. Une question essentielle qui se pose est de savoir si cette technologie peut être suffisamment rentable comme future source commerciale d'énergie.

La recherche sur l'interaction plasma/paroi à l'aide du Plasmatron

Pour que la fusion nucléaire puisse avoir lieu il faut que le combustible (le deutérium et le tritium) soit porté à une température de quelques centaines de millions de degrés Celsius. A cette température se créé un plasma, une sorte de gaz très chaud qui ne peut entrer en contact avec la paroi du réacteur de fusion. C'est pourquoi le plasma est confiné dans un champ magnétique de forme toroïdale.

Le SCK•CEN effectue de la recherche sur l'interaction entre la paroi du réacteur et le plasma. De nombreux facteurs ont une incidence sur le comportement de ces deux éléments. Il s'agit ici d'un domaine de recherche extrêmement complexe et pour ainsi dire, inexploré. Pour cette recherche sur l'interaction plasma/paroi, nous collaborons avec divers instituts scientifiques, chaque institut ayant sa propre spécialité. Pour ce qui concerne le SCK•CEN, nous faisons de la recherche sur l'influence du tritium et des neutrons sur les matériaux de la paroi des futurs réacteurs de fusion. Pour ce faire nous utilisons une installation unique au monde: le ‘plasmatron’.

Recherche en fusion nucléaire

Plus d'information sur notre 'Science Platform' (en anglais)