La mission d’ITER pour alimenter l’avenir de l’humanité: énergie et environnement
04 mai 2021
D’une fascination d’enfance pour «ce que petit signifie» à la simulation de la puissance du soleil pour apporter une énergie abordable à toute l’humanité. C’est le parcours décrit par Sergio Orlandi, chef de la direction centrale de l’ingénierie et de l’usine au réacteur expérimental thermonucléaire international (ITER).
Orlandi parlait à la Pourquoi l’humanité a besoin du nucléaire webinaire, qui a eu lieu la semaine dernière pour le lancement de Rosatom’s Atomes pour l’humanité initiative. La discussion a porté sur les aspects sociaux, environnementaux et de partenariats mondiaux des objectifs de développement durable des Nations Unies. Elle était animée par Kirsty Gogan, associée directrice de Lucid Catalyst et cofondatrice de Terra Praxis.
ITER est un projet international majeur visant à construire un dispositif de fusion de tokamak conçu pour prouver la faisabilité de la fusion en tant que source d’énergie à grande échelle et sans carbone. L’Union européenne contribue à près de la moitié du coût de sa construction, tandis que les six autres membres (Chine, Inde, Japon, Corée du Sud, Russie et États-Unis) contribuent à parts égales au reste.
L’objectif d’ITER, qui se trouve à Cadarache, en France, est de fonctionner à 500 MW (pendant au moins 400 secondes en continu) avec 50 MW d’entrée de puissance de chauffage au plasma. Il semble qu’un apport supplémentaire de 300 MWe d’électricité pourrait être nécessaire pour l’exploitation. Aucune électricité ne sera produite à ITER. Le premier plasma à ITER est prévu pour 2025, les expériences de fusion deutérium-tritium commençant en 2035.
L’effort humain
Atomes pour l’humanité a souligné le projet ITER pour sa discussion sur les partenariats mondiaux. Gosgen a décrit le projet ITER comme n’étant pas simplement un projet d’ingénierie ambitieux, mais « une entreprise humaine collective impliquant la participation des deux tiers des pays du monde ».
Orlandi a déclaré que le projet est un projet international intégré impliquant sept parties prenantes, ce qui nécessite l’unification des efforts pour créer une conception intégrée globale. Un effectif central de 1000 personnes à Cadarache gère ce processus d’intégration pour les différentes conceptions provenant de différentes parties du monde, a-t-il déclaré. Cela suit à la fois les réglementations internationales et les règles et normes françaises, qui doivent être « mises en œuvre et personnalisées en une seule livraison », a-t-il ajouté.
«C’est quelque chose de très délicat, de très difficile, mais je crois vraiment que cela nous donne la capacité de déplacer ce train car la motivation est très élevée. Nous savons très bien que nous sommes à la frontière de la nouvelle technologie, du développement scientifique, mais nous savons aussi que nous fabriquons quelque chose qui est historique et bon pour l’humanité. Notre objectif est de pouvoir produire de l’énergie à faible coût pour toute la population humaine tout en respectant et en satisfaisant toutes les exigences environnementales », a-t-il déclaré.
Gogan a déclaré qu’au-delà du niveau de coopération sans précédent impliqué pour le projet, son ampleur était elle-même remarquable.
« ITER sera capable de produire 100 mégawatts de puissance thermique, assurant un rapport d’amplification [of the fusion reaction] de Q ≥ 10 sur la base de la consommation de 50 mégawatts », a déclaré Orlandi.« Nous voulons donc démontrer avec cette centrale nucléaire à fusion ITER que nous sommes capables de produire plus d’énergie que nous n’en absorbons et que «combien» doit être égal à 10. «
Les expériences ITER se dérouleront à l’intérieur de l’enceinte à vide, un conteneur en acier hermétiquement fermé qui héberge les réactions de fusion et sert de première barrière de confinement de sécurité. Dans sa chambre en forme de beignet, ou tore, les particules de plasma tournent en spirale en continu sans toucher les parois. Dans un dispositif tokamak, tel qu’ITER, plus le volume de la chambre à vide est grand, plus il est facile de confiner le plasma et d’obtenir le type de régime à haute énergie qui produira une puissance de fusion significative.
Pour réaliser « la réaction en étoile », une température de 150 millions de degrés centigrades doit être atteinte à l’intérieur de la chambre à plasma toroïdal, a déclaré Orlandi.
« Aucune température comme celle-là ne peut être supportée par aucun matériau. C’est pour cette raison que nous sommes vraiment à la frontière des connaissances scientifiques et de la technologie », a-t-il déclaré. L’intégration par ITER des nouvelles technologies en supraconductivité, cryogénie, aspirateurs, transport d’énergie électrique et mécanique est un exploit qui « jusqu’à il y a quelques années était vraiment une mission impossible et difficile à imaginer », a-t-il ajouté.
Au-delà de l’ingénierie
Interrogé sur la mission d’ITER au-delà des aspects techniques du projet, Orlandi a souligné l’importance du carburant.
Bien que différents isotopes d’éléments légers puissent être appariés pour réaliser la fusion, la réaction deutérium-tritium a été identifiée comme la plus efficace pour les dispositifs de fusion. ITER et les futurs appareils utiliseront ces deux isotopes d’hydrogène pour alimenter la réaction de fusion. Le deutérium peut être distillé à partir de toutes les formes d’eau. Dans chaque mètre cube d’eau de mer, par exemple, il y a 33 grammes de deutérium.
« C’est ce qui fait de cette usine, une fois que nous avons testé sa production, quelque chose qui est valable pour toute l’humanité à un coût vraiment bas car nous n’aurons plus le très grand impact sur le coût du carburant », a déclaré Orlandi.
Dans un film pour accompagner l’interview, Orlandi a déclaré que sa fascination pour le noyau avait commencé dans l’enfance. Chez ITER, qu’il a rejoint en 2013 à l’âge de 57 ans, il mène «le rêve de simuler le soleil sur la Terre».
«Aujourd’hui, j’ai 64 ans, mais je me sens si jeune», a-t-il déclaré. « Ce n’est pas important votre âge, c’est votre niveau de jeunesse pour atteindre l’objectif que vous avez devant vous. »
Avec 25 nations travaillant ensemble « comme une seule équipe », a-t-il déclaré, ITER « représente l’avenir de tous les pays ».
«C’est un moyen de produire de l’énergie à faible coût à partir d’une source nucléaire qui est infinie», a-t-il déclaré, ce qui signifie que tout le monde, partout, pourra avoir un niveau de vie et un niveau de bien-être tout aussi élevés.
«Quand j’ai rencontré ma femme en 1977, nous avons beaucoup parlé d’aider les autres parce que donner sans rien attendre en retour est le meilleur moyen de réaliser quelque chose d’impressionnant pour vous-même», a-t-il déclaré. « Tous les pays du monde ont besoin d’énergie et c’est quelque chose de très important pour nous tous. »
Un enregistrement de Pourquoi l’humanité a besoin du nucléaire est là.
Recherche et rédaction par World Nuclear News