La France veut lancer son propre projet de réacteur à fusion nucléaire

Des chercheurs français veulent développer leur propre projet de centrale nucléaire à fusion parallèlement à la participation de la France au Projet international de réacteur Iter, dont la construction pharaonique se poursuit à Cadarache (Bouches-du-Rhône).

Le CEA espère obtenir un financement pour une étude de faisabilité d’un réacteur à fusion nucléaire. “L’idée est de travailler sur la conception d’une centrale à fusion nucléaire compacte et rapide à construire, comme celle que font les Anglais”, a-t-il ajouté. explique Jérôme Bucalossi, directeur de l’institut de recherche sur la fusion magnétique du CEA.

Contrairement à la fission nucléaire, qui est à la base de toutes les centrales nucléaires en fonctionnement dans le monde, la fusion nucléaire ne consiste pas à casser des noyaux d’uranium lourds pour libérer de l’énergie, mais à fusionner deux noyaux extrêmement légers pour créer un élément plus lourd. . Cette réaction, qui libère d’énormes quantités d’énergie, est la même que celle du soleil et des étoiles.

Seuil d’allumage pas encore atteint

Pour que ce mariage d’atomes se produise, il faut réunir les noyaux et les chauffer à 150 millions de degrés, puis sous forme de plasma, le temps de produire plus d’énergie qu’il n’en faut pour déclencher la réaction. Cela se fait dans une structure appelée tokamak, qui prend souvent la forme d’un beignet et dont le fonctionnement repose sur des champs magnétiques très puissants qui permettent de confiner la matière.

A l’intérieur du tokamak, l’énergie générée par la fusion des noyaux atomiques est absorbée sous forme de chaleur par les parois de la chambre à vide. Comme les centrales nucléaires basées sur la fission, la chaleur est utilisée pour produire de la vapeur puis de l’électricité, grâce à des turbines et des alternateurs.

Aujourd’hui, aucune centrale nucléaire au monde ne fonctionne avec cette technologie. Et pour cause, le seuil d’allumage n’est pas encore atteint, c’est-à-dire lorsque la réaction produit plus d’énergie qu’il n’en faut pour la démarrer.

Changer de paradigme et rendre le réacteur plus compact

Démarré en 2006 et réunissant six pays et l’Union européenne, le projet Iter doit précisément démontrer la faisabilité scientifique et technique de cette solution à grande échelle. « Iter sera la plus grande installation de ce type au monde »C’est ce qu’affirme l’organisation internationale sur son site, précisant que l’engin, une fois terminé, pèsera environ 23 000 tonnes.

Mais sur le terrain, cette dimension XXL crée un niveau de complexité technique que les physiciens n’avaient pas anticipé. Ce retour d’expérience, couplé aux avancées technologiques récentes dans les matériaux supraconducteurs à haute température, a conduit à un changement de paradigme : l’objectif n’est plus de construire des machines encore plus grosses, mais plutôt de développer des réacteurs de fusion nucléaire, comme cela se passe. dans l’industrie de la fission nucléaire, qui s’oriente aujourd’hui vers les petits réacteurs modulaires, les fameux SMR (pour Small Modular Reactors).

C’est dans ce sens que le CEA entend déposer sa candidature à la troisième vague des Programmes et Equipes Prioritaires de Recherche (PEPR). Ce dispositif constitue le volet amont/recherche du plan France 2030, lancé il y a un an par Emmanuel Macron pour “faire émerger dans notre pays et en Europe les champions de demain qui, dans les domaines du numérique, de l’industrie verte, des biotechnologies ou encore de l’agriculture, façonneront notre avenir.” Objectif : assurer à la France une position de leader dans ces domaines stratégiques pour son économie et sa souveraineté.

Obtenir un financement de plusieurs dizaines de millions d’euros

« Nous avons postulé pour la première fois, mais le jury international du PEPR nous a demandé de retravailler notre projet, qui était très exploratoire, sous un angle plus industriel »explique Jérôme Bucalossi. ” Dans cas de PEPR de troisième vague et selon ses contours, nous pourrions proposer un projet qui nous permette d’accélérer ces développements », précise, à la clé de financement de plusieurs dizaines de millions d’euros. ” En tout cas, nous continuons à étudier la faisabilité d’une centrale à fusion compacte d’une centaine de MW ».

L’augmentation des financements et la crise climatique ont donné un nouvel élan à la course à la fusion nucléaire, même si son calendrier, a priori, n’est pas compatible avec l’atteinte de la neutralité carbone en 2050. Plusieurs pays ont ainsi lancé leur propre projet national. C’est le cas au Royaume-Uni. “Qui est le plus grand promoteur de la fusion nucléaire en Europe”souligne Jérôme Bucalossi. “Son programme STEP vise à développer un réacteur à fusion connecté au réseau avant 2040”, dit-il. Parallèlement, une trentaine d’acteurs privés relèvent également cet immense défi technologique. Entre eux, la start-up tricolore Renaissance Fusion que le CEA entend soutenir en mettant à disposition ses différentes plateformes de recherche.

Si un projet national de fusion nucléaire venait à voir le jour en France, il aurait l’avantage de ne pas être soumis à la gouvernance très complexe et politique d’Iter, dont les premières opérations d’essais sans fusion, initialement prévues pour 2025, devraient démarrer dans au moins deux ans. en retard.